污水灌溉对土壤重金属含量、酶活性和微生物类群分布的影响

以沈阳张士灌区长期污灌的农田土壤为对象,研究了土壤重金属、土壤酶活性、微生物生物量和种群分布特征,分析了土壤微生物参数与土壤重金属和土壤性质的相关关系.结果表明,虽然已停止污灌十余年,张士灌区农田土壤仍存在Cd、Zn、Cu等多种重金属污染.土壤Cd污染最严重,含量达1.75～3.89 mg·kg-1.土壤耕作层(0～30cm)Zn、Cu、Pb总含量随土层深度增加逐渐减少,而Cd元素的垂直分布呈向下迁移的趋势.Cd、Zn、Cu、Pb等4种重金属含量水平分布特征相似,均为1号样地＞2号样地＞3号样地＞4号样地.相关性分析表明,张士灌区土壤酶活性、微生物生物量和种群分布受重金属污染和土壤养分的影响,土壤养分含量(有机碳、N、P、K)对微生物的正面效应大于重金属对微生物的负面效应.土壤全量Cd和速效K对微生物参数的影响最为明显,Cd含量与多酚氧化酶活性和微生物生物量(Cmic)呈极显著负相关,与纤维素酶活性呈极显著正相关(P＜0 01),速效K含量与多酚氧化酶活性、微生物生物量以及可培养微生物种群数量均呈极显著正相关(P＜0.01).     

磺酰脲类除草剂的微生物降解研究进展

磺酰脲类除草剂属于高效、低毒、高选择性的新型除草剂,被广泛应用于水稻、玉米、小麦、大豆等田间杂草的防控,其用量也呈逐年增加的趋势,但其微量的除草剂残留易对后茬敏感作物产生药害.利用微生物降解土壤中的除草剂残留有望成为一种修复污染的有效方法.本文综述了近几年国内外筛选出的能够降解磺酰脲类除草剂菌株的来源和所属微生物类群,以及除草剂降解酶的研究进展,此外,对相关微生物对不同除草剂的降解途径也进行了简要介绍,最后提出了目前有待解决的问题并对未来该领域的研究趋势进行了展望,可为后续寻找高效的微生物降解菌种及利用基因工程法修复受污染的土壤、水源提供参考.     

一种提取氧化葡萄糖酸杆菌山梨糖脱氢酶的简单方法

利用表面活性剂TritonX-100建立一种提取和测定氧化葡萄糖酸杆菌（Gluconobacter oxydans)L-山梨糖脱氢酶（L-sorbose dehydrogenaseSDH)活性的简便方法，最适提取条件为：TritonX-100浓度ψ（Triton)/%=0.3。提取温度θ=4℃，处理时间t/h=6-10h；用于提取的菌悬液D550nm范围0.090-0.252。该方法提取效率为细胞碎片法的97.83%。图2表2参7     

乙草胺铜离子复合污染对黑土农田生态系统中土著细菌群落的影响

采用传统毒性评价手段和现代分子生物学技术相结合的方法 ,研究乙草胺和金属铜的复合污染对黑土农田生态系统中土著细菌群落的影响 .结果表明 ,乙草胺 铜复合污染比其单一污染更能降低细菌总数以及固氮菌、硅酸盐细菌和矿化磷细菌活菌量和土壤脱氢酶的活性 ,更能促进土壤呼吸强度的增加 ;利用以 16SrDNA为基础的变性梯度凝胶电泳 (DGGE)分析各处理样品间的相似程度 ,发现复合污染明显影响微生物群落结构 .由相似系数结果表明 :长期未施农药土壤、农药单一与复合污染土壤 3者间存在细菌群落的显著差异 ,并且乙草胺 Cu2 复合污染土壤与长期施用农药土壤具有较高相似性 (相似系数达 74 1% ) .     

乙草胺、甲胺磷及组合对农田黑土细菌种群生长及多样性的毒性效应

应用传统及分子微生物生态学16S rDNA-PCR DGGE(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis)等研究方法,分别对不同浓度乙草胺、甲胺磷及其乙草胺-甲胺磷二元组合胁迫下黑土中细菌活细胞数量(CFU Colony Forming Units)、种群丰富度(Richness)及其结构变化规律进行了研究.结果表明:单因子乙草胺及甲胺磷对细菌CFU产生急性毒性效应,但是长期毒性效应不显著;高浓度乙草胺-甲胺磷的二元组合对细菌CFU产生复合毒性效应,其对细菌CFU的复合抑制率明显高于相应组合中各单因子.乙草胺对可培养自生固氮菌表现出强烈刺激的作用,甲胺磷表现为严重抑制作用;而所有乙草胺-甲胺磷二元组合却对自生固氮菌CFU表现为复合毒性效应,其复合毒性明显高于相应组合中各单因子对自生固氮菌的毒性效应.应用16S rDNA-PCR DGGE技术研究结果显示:乙草胺、甲胺磷及乙草胺-甲胺磷组合不同程度地降低了黑土中细菌种群在分子水平上的丰富度,并使其种群组成和结构均发生了显著变化.     

乙草胺与硫酸铜对黑土微生物的复合生态影响

为了探究2种不同类型农药联合施用对土壤微生物的复合生态影响,以除草剂乙草胺和杀菌剂硫酸铜为例,采用传统毒理学方法和BIOLOG法对其进行评价.结果表明,乙草胺和硫酸铜的联合施用对细菌、放线菌和真菌活菌量以及土壤脱氢酶活性基本呈现急性抑制效应,但随时间延长其作用逐渐减弱甚至发生逆转,而对土壤底物诱导呼吸强度表现为明显促进.利用Shannon、Simpson和McIntosh多样性指数模型和主成分分析法对BIOLOG数据进行分析,表明2种农药的联合施用显著破坏了黑土微生物群落物种多样性的丰富度和均一性,主成分分析法也表明土壤微生物群落碳源利用多样性发生了改变.     

以稻草秸秆为底物制取复合型生物絮凝剂的研究

以稻草秸秆作碳源,采用两段式发酵工艺制取复合型生物絮凝剂,首先通过纤维素降解菌HIT-3对稻草秸秆进行生物降解,再使产絮菌F2-F6利用秸秆糖化液替代葡萄糖制备生物絮凝剂,并定量分析了复合型生物絮凝剂的产量.结果表明,预处理后的秸秆还原糖产率达到10.6%,纤维素酶活性最大为0.13U/mL,TOC含量不断增加,TN含量不断减少,纤维素降解菌株对稻草秸秆具有很好的降解作用,生物絮凝剂絮凝率为90%.向秸秆糖化液中补加0.2g/L酵母膏调整发酵液营养比例,可使产絮高峰期提前,絮凝率达到95%.每t稻草秸秆可以制取复合型生物絮凝剂44kg.     

农田土壤除草剂污染的修复技术研究进展

除草剂主要用于保护农作物免受杂草的侵害,是现代农业生产中用量最多的一类农药.然而,随着全球粮食需求的增加,除草剂的用量逐年增大,药效也不断增强,导致除草剂在农田土壤中出现累积、迁移转化和毒害作用等问题.为了降低除草剂给土壤-作物系统带来的生态风险,根据除草剂污染特征和区域农业生产规律研发绿色低碳修复技术,是目前生态环境领域需要关注的问题.基于此,整理了近年来关于农田土壤除草剂污染治理的相关报道,重点分析了修复技术的研究进展和应用案例,并对除草剂修复领域未来的发展动态进行了展望.目前应用于农田除草剂的修复技术主要有基于微生物修复、酶修复和植物修复的生物修复技术,以及基于生物炭基材料的吸附固定技术.其中,生物修复技术的发展相对成熟,已经应用于实际农田除草剂的修复治理工作,并形成了成功的修复案例.为了提升对农田土壤除草剂污染的修复效果,修复技术逐渐从单一模式向物理化学-生物多技术耦合模式发展,以充分发挥多技术集成应用的协同作用.