外加营养源作用下微生物黏结剂对土壤团聚体的影响

通过室内培养实验研究了外加营养源条件下微生物黏结剂(真菌菌丝和微生物胞外多糖)对土壤稳定性的影响以及微生物在不同粒径团聚体中的分布.所加营养源分别为葡萄糖(以C计)和硝酸铵(以N计),实验周期为30 d.实验设计包括对照(0.5 mg.g-1)、CN5(0.5 mg.g-1,0.1 mg.g-1,C/N=5)、CN10(0.5 mg.g-1,0.05 mg.g-1,C/N=10)3个水平.结果表明,3个处理的土壤呼吸速率十分接近,最大值都在3.10 mg.(h.kg)-1左右,说明无机氮肥的施加短期内对葡萄糖的矿化作用不明显.除培养第5 d CK的大团聚体形成量(15.67%)显著低于CN5(25.32%)和CN10(24.63%)外,其余培养期间3个处理的团聚体含量总体无显著性差异,表明本实验中葡萄糖对微生物的影响较大,覆盖了施加无机氮的影响,从而导致团聚体含量之间差异不显著.     

一株稻田土壤梭状芽孢杆菌的分离及其固氮产氢能力研究

为研究水稻土壤中协同固氮产氢菌的固氮产氢特性,拓展协同固氮产氢菌菌种资源,利用厌氧微生物富集培养、亨盖特厌氧滚管等技术,从华南稻田土壤中筛选到一株同时具有产氢和固氮能力的菌株BZ-1. 经形态学观察及16S rRNA基因序列系统发育分析,鉴定菌株BZ-1属于梭状芽孢杆菌属(Clostridium sp.). 通过测定产氢量、生物量、发酵产物及固氮酶酶活等,对菌株BZ-1的产氢能力及协同固氮产氢特性进行分析. 结果表明:菌株BZ-1发酵34.55 mmol/L葡萄糖可产生42.19 mmol/L H₂,主要副产物为丁酸(15.96 mmol/L)、乙酸(7.14 mmol/L)和乳酸(5.09 mmol/L);菌株BZ-1具有固氮酶活性,能够以N₂为唯一氮源进行生长;菌株BZ-1固氮产氢时,相比于添加7 mmol/L氯化铵的试验组,产氢量提高了14.71%,最大生物量降低了33.33%,乙酸产量提升了61.49%. 研究显示,菌株BZ-1在协同固氮产氢条件下固氮能力的提升、生物量的降低以及核心碳代谢途径的改变可能是其产氢量提升的原因. 固氮产氢菌株BZ-1的获得将为提高土壤肥力以及缓解铅、镉等重金属对农作物的胁迫作用提供新的思路.      

2008-2016年南昌市景观时空演变特征及驱动力分析

通过运用GIS、ENVI、Fragstats等技术手段分析南昌市近十年的遥感影像数据，解析景观格局变化的动态特性和时间节点，分析景观格局变化的社会经济和政策驱动力因素。结果表明：2008—2016年间，南昌市规划区内裸地和农田类型用地分别减少634%和1129%，而绿地、建设用地、水体分别增加738%、458%、567%，景观破碎化上升，城市内部建设用地斑块优势度降低。固定资产投资(不含农户)、城镇人口数、建筑业和第三产业中的交通运输仓储邮电业是景观格局变化的主要社会经济影响因素。南昌市大力推动的“旧城复兴”等规划措施使得研究区内绿地和水体斑块面积得以恢复和提升，灰色斑块面积扩大和向外分散式扩张的趋势得到有效控制。     

导电性生物炭促进Geobacter和Methanosarcina共培养体系互营产甲烷过程

近年来研究发现互营氧化产甲烷过程中存在种间直接电子传递(direct interspecies electron transfer,DIET),这种电子传递方式比传统的种间氢转移或种间甲酸转移更为高效。导电生物炭作为导电介质,可以有效促进DIET介导的互营产甲烷进程。乙酸作为有机物厌氧降解的重要中间产物,其降解过程是否存在DIET途径尚不清楚,导电生物炭对乙酸互营降解产甲烷过程的影响机制也未有研究报道。以具有DIET功能的Geobacter sulfurreducens和Methanosarcina barkeri菌株为研究对象,构建共培养体系,以乙酸为电子供体,比较添加不同导电性生物炭共培养体系的甲烷产生和微生物生长情况。结果表明:(1)导电性生物炭处理的产甲烷速率为0.015~0.017 mmol?d~(-1),显著高于对照处理的0.012 mmol?d~(-1);而不导电生物炭处理的产甲烷速率低于对照处理。说明导电性生物炭促进共培养体系中的产甲烷过程,而不具导电性的生物炭没有促进效应;(2)导电性生物炭存在时,共培养体系的甲烷产生速率(0.008 mmol?d~(-1))和产量(0.14 mmol)明显高于Methanosarcina barkeri单菌体系的产甲烷速率(0.006 mmol?d~(-1))和产甲烷量(0.09 mmol),而添加不导电生物炭的共培养体系和单菌体系的甲烷产生速率和产量无明显差异。以上结果表明,导电性生物炭能介导Geobacter sulfurreducens和Methanosarcina barkeri之间的直接电子传递,即Geobacter sulfurreducens氧化乙酸产生的电子,以导电生物炭为导电通道直接传递至Methanosarcina barkeri还原CO2产生甲烷,从而促进乙酸互营氧化产甲烷过程。本研究结果有助于我们理解种间直接电子传递对互营产甲烷过程的贡献及影响效应,为研究甲烷产生的微生物机制提供新的研究思路。     

一株酸性红壤拟小球藻的分离及其镉吸附能力研究

华南红壤稻田同时受到酸化和镉(Cd)污染的胁迫,以藻类为代表的生物材料可同时提升环境pH和吸附Cd,因此,将藻类用于Cd污染酸性土壤修复的研究备受关注.本研究从华南酸性水稻土壤中筛选得到一株具备耐酸耐Cd能力的微藻,通过形态观察和18S rRNA基因序列测序以及系统发育树分析,被鉴定为拟小球藻,最终将其命名为ZJ1(Parachlorella sp. ZJ1).藻株ZJ1的耐酸、耐Cd实验结果表明,其能耐受的最低pH为3.50,能耐受的最高Cd浓度为6.00 mg/L.藻株ZJ1的Cd吸附能力实验结果表明,在pH=6.00以及初始Cd浓度分别为1.50、3.00和5.00 mg/L的条件下,藻株ZJ1对Cd的吸附率分别为67.36%、64.89%和41.03%.吸附动力学拟合结果表明,藻株ZJ1对Cd的吸附特征符合二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,属于化学吸附和单分子层吸附.当pH=4.00、初始Cd浓度为3.00 mg/L时,藻株ZJ1对Cd的去除率能够达到56.81%,并且能将体系p H提升至6.50左右,表明藻株ZJ1具备在酸性环境下吸附Cd并提升体系pH的能力.藻株...     

干湿交替条件下不同晶型铁氧化物对水稻土甲烷排放的影响

以典型华南水稻土为研究对象,通过室内恒温培养试验,分析了不同水分条件下[干湿交替(DW)和持续淹水(CF)]不同晶型铁氧化物[水铁矿(SF)和赤铁矿(SH)]对水稻土CH4平均排放速率及产CH4潜力的影响.结果表明,与CF相比,DW处理的CH4平均排放速率平均减少了61%以上;与没有添加铁氧化物的处理相比,铁氧化物抑制了53%的CH4排放.DW与铁氧化物的耦合抑制了65%~94%的产CH4平均排放速率及57%~93%的产CH4潜力,抑制效果明显高于DW或铁氧化物的单独作用.其中DW耦合晶型较弱的水铁矿(SF-DW)所产生的抑制效应(94%)明显高于DW耦合晶型较好的赤铁矿(SH-DW,65%).统计分析结果表明Fe(Ⅲ)浓度与水稻土CH4排放速率存在显著负相关性(R2=-0.98,P<0.01).且实验结果表明,DW可以加速Fe(Ⅲ)的循环再生,而晶型较弱的SF易还原性使其Fe(Ⅲ)的循环再生更易受到DW的影响.上述结果说明,DW可以促进铁氧化物对水稻土CH4排放及产CH4潜力的抑制效应,且干湿交替与晶型较弱的水铁矿的耦合效应比干湿交替与晶型较高的赤铁矿的耦合效应更为显著.