近地层臭氧浓度升高对稻田土壤氨氧化与反硝化细菌活性的影响

利用中国唯一的稻麦轮作臭氧FACE（free-air O3 concentration enrichment,开放式空气臭氧浓度增高）试验平台,研究近地层臭氧浓度升高对稻田不同生育时期植株氮吸收量、土壤氮含量与脲酶活性、土壤氨氧化细菌与反硝化细菌数量以及成熟期土壤硝化与反硝化作用强度的影响。结果发现,臭氧浓度升高条件下,单株水稻（Oryza sativaL.）的氮吸收量趋于升高,土壤全氮含量趋于下降、脲酶活性趋于增强,在成熟期土壤全氮与对照相比平均下降9%,土壤脲酶活性与对照相比平均升高13%。在水稻整个生长季节,土壤氨氧化细菌和反硝化细菌的数量均呈现出先增多后减少的趋势,且均在开花期达到峰值,但臭氧熏蒸土壤与对照相比趋于升高;在水稻成熟期,土壤中单个氨氧化细菌和反硝化细菌的活性均趋于下降,土壤硝化强度和反硝化强度与对照相比也平均下降17%和24%。结果表明,近地层臭氧浓度升高条件下,稻田土壤氮素转化因为水稻氮素吸收增强而加快,土壤氨氧化细菌和反硝化细菌的数量均趋于增多,但它们的生理代谢活性均趋于下降。     

土壤氨氧化细菌对大气CO2浓度增高的响应

摘要：利用FACE(free．aircarbondioxideenrichment，开放式空气CO2浓度增高)试验平台，研究大气CO2浓度增高对土壤氨氧化细菌的数量、优势菌群及其硝化活性的影响。结果表明，大气CO2浓度增高时，土壤氨氧化细菌的数量在常氮水平上趋于而在高氮水平上与对照没有差异。大气CO2浓度增高对土壤氨氧化细菌的优势菌群也产生明显影响。CO2浓度增高条件下，亚硝化球菌(Nitrosococcus sp.)和亚硝化弧菌(Nitrosovibrio sp．)是优势菌属；而在对照条件下，亚硝化单胞菌(Nitrosomonas sp．)和亚硝化球菌(Nitrosococcus sp．)是优势菌属。另外，CO2浓度增高条件下优势菌株的硝化活性也有不同程度的减弱。     

土壤氨氧化细菌对大气CO2浓度增高的响应

利用FACE(free-air carbon dioxide enrichment,开放式空气CO2浓度增高)试验平台,研究大气CO2浓度增高对土壤氨氧化细菌的数量、优势菌群及其硝化活性的影响.结果表明,大气CO2浓度增高时,土壤氨氧化细菌的数量在常氮水平上趋于减少,而在高氮水平上与对照没有差异.大气CO2浓度增高对土壤氨氧化细菌的优势菌群也产生明显影响.CO2浓度增高条件下,亚硝化球菌(Nitrosococcus sp.)和亚硝化弧菌(Nitrosovibrio sp.)是优势菌属;而在对照条件下,亚硝化单胞菌(Nitrosomonas sp.)和亚硝化球菌(Nitrosococcus sp.)是优势菌属.另外,CO2浓度增高条件下优势菌株的硝化活性也有不同程度的减弱.     

农田土壤硝化-反硝化作用与N2O的排放

在北京潮土上研究了冬小麦夏玉米轮作体系下土壤硝化反硝化作用以及N2O排放情况.结果表明,小麦生育期土壤温度及含水量较低,无论是反硝化损失氮量还是土壤的N2O生成排放量均不高.土壤的N2O生成排放量与反硝化氮量相当或低于反硝化氮量.玉米生育期土壤温度升高以及孔隙含水量有较大的改善,反硝化损失氮量、N2O生成排放量有明显上升.通常情况下土壤反硝化损失氮量与N2O排放氮量基本处于同一水平.在玉米十叶期追肥后的较短时间内,N2O总排放量明显高于反硝化损失氮量,说明至少在这一阶段中,硝化作用在北方旱地土壤N2O的排放中发挥了主要作用.在评价北方旱地农田土壤氮素硝化反硝化损失中,硝化作用的氮素损失是不可忽视的重要方面.     

农田土壤硝化-反硝化作用与N_2O的排放

在北京潮土上研究了冬小麦夏玉米轮作体系下土壤硝化反硝化作用以及N2O排放情况。结果表明,小麦生育期土壤温度及含水量较低,无论是反硝化损失氮量还是土壤的N2O生成排放量均不高。土壤的N2O生成排放量与反硝化氮量相当或低于反硝化氮量。玉米生育期土壤温度升高以及孔隙含水量有较大的改善,反硝化损失氮量、N2O生成排放量有明显上升。通常情况下土壤反硝化损失氮量与N2O排放氮量基本处于同一水平。在玉米十叶期追肥后的较短时间内,N2O总排放量明显高于反硝化损失氮量,说明至少在这一阶段中,硝化作用在北方旱地土壤N2O的排放中发挥了主要作用。在评价北方旱地农田土壤氮素硝化反硝化损失中,硝化作用的氮素损失是不可忽视的重要方面。     

不同碳氮比有机肥对沙泥田烤烟根际土壤碳氮转化及酶活性的影响

针对华南沙泥田烟区因土壤碳氮比失调而导致烟叶香气质稍差、香气量不足的问题,通过比较不同w(C)/w(N)比有机肥配施对烤烟各生育期根际土壤碳、氮转化及酶活性的影响,阐明不同碳氮比有机肥介导的土壤酶催化反应对根际土壤养分转化的调控机理。在田间条件下,研究了不同碳氮比的花生饼肥和猪粪配施有机肥对沙泥田烤烟根际土壤Nmin、微生物C、N转化及酶活性的影响。结果表明:w(C)/w(N)=15-36的有机肥能显著提高烤烟生育前期对氮素吸收和累积,降低生育后期氮素吸收和累积;w(C)/w(N)=25处理时烤烟根际土壤NH4+-N含量在整个生育期内呈降低趋势,而硝态氮呈增加趋势,且在团棵期、旺长期时显著高于现蕾期和成熟期,而土壤Nmin随生育期呈降低趋势,这与烟株吸氮规律较吻合。与对照相比,施用有机肥显著增加大田烟株根际土壤微生物碳、氮含量。w(C)/w(N)=25、36处理在烟株旺长期-成熟期时根际土壤微生物量氮显著高于w(C)/w(N)=15、52处理,表明w(C)/w(N)=25~36处理显著提高后期氮固持,减少后期氮供应,抵御氮的奢侈吸收。w(C)/w(N)=25、36时烟株根际土壤转化酶活性随生育进程降低,但团棵期和旺长期时高于其他处理;w(C)/w(N)=25、36处理烟株根际土壤脲酶活性在团棵时较高,根际氮素转化较为活跃,而后逐渐降低;各处理过氧化氢酶活性在团棵-现蕾期随生育进程增强;w(C)/w(N)=25、36处理现蕾期和成熟期时过氧化氢酶活性显著高于其他处理。从整个生育期来看,在同等施氮量下,w(C)/w(N)=25~36的有机肥处理的烤烟根际土壤脲酶活性呈现先上升后下降,之后趋于稳定的变化趋势,有利于烟株前期的旺盛生长和后期氮代谢及时向碳代谢转化。该研究表明增施有机肥可不同程度提高烤烟团棵期-成熟期时根际Nmin含量,有机肥在w(C)/w(N)=25~36时能增加烤烟生育前期对氮素的吸收与累积,而降低生育后期N的过量吸收,从而有助于烟叶后期的品质建成。     

污灌对农田土壤微生物特性影响研究

污灌对农田土壤特性和农作物生长有重要影响,通过分析污灌对农田土壤微生物特性影响,为农田污灌的实际应用和标准制定提供理论依据。分别采用平板计数法和最大可能数(Most-Probable-Number,MPN)法,研究了污水灌溉对农田土壤中普通微生物(细菌、放线菌、真菌)和功能微生物(亚硝化细菌、硝化细菌、氨氧化细菌、反硝化细菌、好气性自生固氮菌、好气性纤维素分解菌)的数量和分布特性的影响,并对不同类群微生物数量与土壤理化性状进行相关分析。结果表明:污灌减少农田土壤放线菌、真菌、亚硝化细菌、硝化细菌和反硝化细菌数量,增加细菌、氨氧化细菌和好气性纤维素分解菌的数量,其中细菌、好气性纤维素分解菌数量变化分别达显著水平(P0.05),氨氧化细菌变化达极显著水平(P0.01);污灌区大豆(Glycine max)、玉米(Zea mays)和水稻(Oryza sativa)根系土壤微生物数量分布差异很大,但都呈现真菌、好气性自生固氮菌和好气性纤维素分解菌数量变化显著的趋势(P0.05);污灌土壤中微生物含量与土壤理化性状相关分析表明,细菌、反硝化细菌和好气性纤维素分解菌与有机质显著正相关(r=0.843,P0.05;r=0.220,P0.05;r=0.843,P0.05),放线菌与全磷极显著负相关(r=-0.921,P0.01),亚硝化细菌和好气性自生固氮菌数量与氨氮含量显著正相关(r=0.973,P0.05;r=0.988,P0.05),氨氧化细菌和反硝化细菌与有效磷含量显著负相关(r=-0.967,P0.05;r=-0.988,P0.05)。这说明污灌对农田土壤微生物和理化特性影响显著,对农作物会产生一定的影响。     

氮输入对纳帕海沼泽湿地土壤氨挥发和反硝化的影响

选取纳帕海常见湿地植物茭草（Zizania caduciflora）和水葱（Scirpus validus）]及其生长土壤为对象,通过培养实验,研究了3个不同氮输入水平[0g-m^2（对照,NO）、20g-m^2（N20）、40g-m^2。（N40）]对茭草和水葱湿地土壤氨挥发和反硝化的影响。结果表明：氮输入促进了茭草和水葱湿地土壤氨挥发化作用,增加了湿地土壤氨挥发的累积量。适量的氮输入对湿地土壤氨挥发促进显著。在培养前期适量氮输入下的氨挥发积累量高于高水平氮输入的,随着培养时间的延长,后期适量氮输入下的积累量明显下降;而高水半氮输入处理下氨挥发积累量的明显增加,适量氮输入下茭草氨挥发积累大于水葱。氮输入增强了菱草和水葱湿地土壤反硝化作用,加快了反硝化N2O的排放。适量的氮输入促进茭草反硝化作用和反硝化损失量增加明显,培养的前期的适量氮输入处理下的反硝化作用和反硝化N2O的排放增强不明显,随着培养时间的延长,高水平氮输入处理下的反硝化损失量越明显,并且水葱较茭草更为明显。后期适量氮输入下的反硝化损失速率和反硝化损失量高于高水平氮输入,适量氮输入较高水平氮输人促进明显,高水平的氮输入限制了反硝化损失,反硝化N2O的排放总量下降,土壤中氮富集增大。     

热带亚热带土壤氮素反硝化研究进展

热带亚热带独特的土壤性质可能使得反硝化机理有别于温带土壤.文章综述了热带亚热带地区土壤氮素生物反硝化的研究进展,试图更好地了解该地区土壤反硝化在全球氮（N）循环以及在全球环境变化和生态系统响应互作中的角色.热带亚热带土壤反硝化强度普遍较温带地区弱,且随着土地利用方式和耕作管理措施的不同而呈现较大的时空变异性.影响土壤水分状况和土壤碳（C）、N 转化特性和速率的因素即为区域和农田尺度上的反硝化影响因素.湿润型热带亚热带土壤由于含有丰富的氧化物而致使土壤氧化还原势较高,这也是导致该地区土壤反硝化势较温带地区较低的关键土壤因素之-.然而土壤pH 值不是该地区土壤反硝化势较低的主要限制因素.有机C 矿化过程较土壤全氮含量和土壤C/N 比在决定湿润型亚热带土壤反硝化势方面更为重要.愈来愈多的证据表明热带亚热带土壤反硝化的生态环境效应不同于温带地区,热带亚热带地区土壤反硝化对全球变暖的贡献应综合考虑其对其它温室气体（如CH4,CO2）排放和氮沉降的影响.热带亚热带土壤生态系统具有-些防止土壤氮素反硝化损失的机制和保氮策略.然而,热带亚热带生态系统对全球变化的响应机制及其生物地球化学调控机制仍然不清楚,这些研究对于反硝化和其它同时发生的氮转化过程模型的精确构建至关重要.     

单级好氧和限氧污水处理系统中总氮损失的微生物学机理

近年来,单级好氧和限氧污水处理系统中总氮损失的现象引起了人们的普遍关注,本文对这种现象的微生物学机理及研究现状进行了阐述,主要是儿类细菌的单独脱氮或者它们之间的协同脱氮,包括自养(亚)硝化菌单独脱氮、好氧反硝化菌单独脱氮、(亚)硝化菌和好氧反硝化菌的协同脱氮以及(亚)硝化菌和厌氧氨氧化菌的协同脱氮.与传统的硝化-反硝化脱氮工艺相比,这些脱氮新途径具有不可比拟的优越性,对于强化污水生物脱氮具有重要意义.图8参53     

细菌趋化性研究进展

趋化性是细菌对多种化学物质的浓度梯度产生趋向或离避响应的行为,在许多研究领域中具有重要意义.本文综述了细菌趋化性的机制、细菌群体和个体的趋化行为及其相关实验方法的研究进展.参55     

养殖水体复合功能菌的分离及其性能

针对养殖水体中因氨态氮、硫化氢和小分子有机酸富营养化引起的污染问题,分离筛选出硝化细菌、反硝化细菌、光合细菌、硫化细菌和生物絮凝菌等具有不同生理功能的污染物治理菌株,经优化配伍制备出性能优良的复合功能菌,结果表明:硝化细菌对氨态氮的去除率达97.8%,亚硝态氮的去除率达95.7%,反硝化细菌对硝态氮的去除率为96.4%,光合细菌和硫化细菌对硫化氢的去除率为55%,微生物絮凝菌的絮凝效率为83%;复合功能菌对CODCr、NH4+-N,总氮、硫化物的去除率分别可达94.3%,89.6%,88.7%和71.3%。     

趋磁细菌磁小体形成机制研究进展

磁小体(Magnetosome)是由趋磁细菌(Magnetotactic bacteria,MTB)体内合成并有生物膜包裹的纳米级磁性晶体,其形成过程是一个包括多种基因和蛋白参与并且受基因表达调控的酶催化过程.本文主要从铁离子吸收、磁小体膜形成、铁离子转运、生物矿化和磁小体链组装等5个方面来详细阐述磁小体的形成过程,重点介绍近年来分离和鉴定的相关基因和蛋白,并分析其在磁小体形成过程中的作用机制,同时还介绍了氧气、铁源和培养基成分等环境因素对磁小体形成的影响.尽管已经鉴别了大部分磁小体形成的相关基因,但是运用遗传学和生化分析手段阐明其作用机理仍然是一个挑战.磁小体形成机制的进一步研究和阐明将为其在生物技术领域的应用奠定基础.     

溶藻细菌及其分子生物学研究进展

溶藻细菌在"水华"防治中的作用和潜力,已广受关注.本文从系统分类、溶藻机制和杀藻物质等方面对已报道的溶藻细菌的研究结果进行了归纳和总结,并对近年来在细菌溶藻研究中应用的分子生物学技术,包括PCR、核酸探针和全细胞杂交、变性梯度凝胶电泳(DGGE)等,以及溶藻机制研究巾的分子生物学进展进行了综述,最后提出了在溶藻细菌的研究和应用中值得注意的几个问题.表1参66     

园林植物清除细菌能力的研究

为筛选出除菌能力较强的园林植物，应用撞击平皿法采用内膏蛋白胨琼脂培养基进行样品采集与培养，通过多元素方差分析方法确定测定值的可比条件，对园林植物清除空气中细菌的能力进行比较研究。结果表明，园林植物具有较强的清除细菌能力，其能力大小在不同种类间具一定差异；其中，一串红、接骨木、火炬树、京桃、树锦鸡儿等植物除菌率小于４０％，落叶松、圆柏、垂榆、加杨、华北柽柳、鸡冠花、黑心菊等除菌率为４０％～８０％，油     

红壤溶磷菌的筛选及溶磷能力的比较

对不同利用方式下红壤的溶磷菌进行筛选,得到7株优势菌株,观察并测定了各初选菌株的菌落特征、生长速度及溶磷能力。结果表明,7株溶磷菌株的HD/CD值(溶磷圈直径HD与菌落直径CD的比值)范围在1.47~3.45之间,有效溶磷量在11.27~136.27 mg.L-1之间,均具有较强溶磷作用。其中,CY06菌株在固体培养条件下的HD/CD值和液体培养条件下的有效溶磷量均显著高于其他菌株,且该菌株对磷酸铝的有效溶磷量显著高于其他难溶磷酸盐,有望成为开发红壤高效微生物磷肥的优良微生物资源。     

天津水产业磺胺类耐药细菌及其分布

水产养殖中抗生素的滥用可能会诱导水产品和周围环境中的耐药菌.针对天津市北辰区、西青区、东丽区和津南区的6个水产养殖场的底泥和水样,采用抗性平板筛选耐药细菌,通过对磺胺甲恶唑的耐药率分析,发现底泥中的耐药率要大大高于水中的耐药率,并且与国外的某些研究相比,底泥的细菌耐药率呈现较高的趋势.另外,利用16S-rDNA鉴定出8...     

一株苯酚高效降解菌的生长条件

为了提高高效菌株的降酚活力,运用单因素实验和正交试验,对一株优势降酚菌GPS-1的生长条件进行了较为系统的研究。单因素实验结果表明,GPS-1菌株的活性范围是:温度20~40℃,PH 5.0~9.0,外加碳源(葡萄糖)浓度0~1000 mg/L,盐浓度0~8 g/L;考虑动力消耗,溶解氧(摇床转速)应为180 r/min。由正交试验可知:影响GPS-1菌株生长的最主要因素是温度,其次是pH值和外加碳源浓度;且菌株的最佳生长条件为:温度30℃,pH值7.0,外加碳源浓度1000 mg/L。这一实验结果为生物法处理含酚废水提供了可靠的控制条件。     

卤代苯对江水细菌的慢性毒性

毒性数据是对化学品进行环境风险评价的基础,慢性毒性数据更能真实的反映毒物对水生生物生长、繁殖及生理功能产生的影响。本文采用细菌生长抑制实验,测定了17种卤代苯对长江水中混合细菌的慢性毒性,得到-lgNOEC值,毒性范围在4.27(氯苯)~5.22(1,2,4-三氯苯)之间。选用量化参数对毒性数据进行定量结构活性关系(QSAR)研究,结果表明,卤代苯对江水细菌的慢性毒性主要与化合物分子的空间大小有关,量化参数范德华面积(SVdW)及分子生成热(Hf)能够很好的描述卤代苯对江水细菌的慢性毒性。     

太湖梅梁湾附生细菌和游离细菌群落结构分析

细菌是浮游藻类群落结构重要的生物调节因子之一.采用PCR-DGGE技术研究太湖梅梁湾水域的菌群结构,主要分析水华发展阶段和暴发阶段该水域附生细菌和游离细菌的群落结构,以获得富营养化水体更丰富的微生态信息,探讨附生细菌和游离细菌在水华过程中可能具有的重要生态功能.结果表明,附生菌群结构简单,具有较高的时空稳定性,是水华发展阶段的优势菌群,其优势种群主要为α-proteobacteria和γ-proteobacteria;比较而言,游离菌群具有明显的时间差异性,水华发展阶段的种群多样性非常低,水华暴发阶段的则相当高,从而成为这一时期的优势菌群,以Actinobacteria和α-proteobacteria为主.此外,在水华发展与暴发阶段均发现淡水水体中较为罕见的SAR11种群,且这类细菌在附生菌群和游离菌群中均可检测到.