木贼定居对铅锌尾矿砂微生物多样性及重金属迁移转化的影响

为研究根际微生物影响木贼耐受和吸附重金属的机制,为重金属污染植物-微生物协同修复提供参考,应用化学分析方法和Illumina MiSeq高通量测序技术,对木贼定居对铅锌尾矿重金属含量、土壤微生物多样性的影响进行研究。结果表明,子囊菌、未明确分类真菌和担子菌是铅锌尾矿地土壤的优势真菌。木贼定居导致散囊菌纲、座囊菌纲丰度下降,粪壳菌纲丰度增加。Alternaria,Amorphotheca,Aspergillus为尾矿裸地中主要优势真菌,Fusarium,Chaetomiaceae-Unclassified,Calcarisporiella为木贼根际土壤主要优势真菌。变形菌门、厚壁菌门、放线菌门是研究区土壤中的优势细菌类群,Lactococcus,Bacillus,Gemmatimonas,Sulfuricaulis,Dongia,Sulfurifustis,Azoarcus,Nitrospira等是尾矿地优势细菌。有机质、全氮与真菌和细菌ace,shannon指数显著相关,重金属含量与真菌和细菌ace,shannon指数显著或极显著负相关。木贼定居提高了尾矿砂中微生物的种类和多样性,有利于有机和氮素营养成分的积累和降低重金属含量;在尾矿生态修复实践中可多引入木贼等乡土草本先锋植物,同时补充有机质和氮素营养,或引入功能微生物菌剂和接种植物共生菌等,强化生态修复效果。     

土地利用方式改变以及长期施肥处理对酸性土壤微生物群落结构的影响

土壤微生物在维持土壤生态系统稳定和可持续发展中发挥着主导作用,长期不同土地利用方式和施肥措施对土壤微生物群落结构有重要的影响。在20年长期定位的实验田选取旱地无施肥(US-CK)、旱地施肥(US-NPK)、水田无施肥(PS-CK)、水田施肥(PS-NPK)4种处理的土壤,采用基于16S r RNA基因的高通量测序比较分析了其微生物群落结构组成和多样性,并结合环境因子作相关性分析。结果表明,4种处理土壤微生物多样性的排序为USNPKUS-CKPS-CKPS-NPK,旱地改为水田后提高了土壤微生物多样性,且显著大于长期施肥带来的影响;4种土壤的主导菌群与大多数土壤一致,均为绿弯菌门(Chloroflexi)22.0%~30.3%,变形菌门(Proteobactria)18.2%~32.7%,酸杆菌门(Acidobactria)19.7%~24.3%,放线菌门(Actinobactria)6.0%~13.6%;但不同处理的土壤微生物群落代谢功能出现了分异。进一步揭示了土壤微生物对生态环境变化的响应机制,也为改进施肥和耕作制度提供依据。     

生物炭对农田土壤中酶活性和细菌群落结构的影响研究

利用核桃壳、玉米轴和玉米秸秆分别在250℃、400℃和600℃制备生物炭,以1%(w/w)的施加量添加到农田土壤中,以考察不同生物炭对农田土壤酶活性和细菌群落结构的影响。结果表明:与对照组相比,生物炭通常降低了蔗糖酶和中性磷酸酶活性,对过氧化氢酶影响较小,但是却提高了脲酶活性。对于细菌群落结构而言,生物炭通常降低了土壤中细菌的丰度,而对细菌多样性影响较小。与对照组相比,生物炭(除了玉米轴生物炭)使放线菌丰度降低了5%～15%,伴随着放线菌的减少,变形杆菌、酸杆菌和芽单胞菌的丰度略有增加,表明生物炭改变了土壤中的细菌群落结构。冗余分析(RDA)结果表明,生物炭中的灰分与芽单胞菌门、硝化螺旋菌门、酸杆菌门和浮霉菌门之间均具有正相关关系,而与放线菌门和厚壁菌门均具有显著的负相关关系。变形菌门与土壤中的总氮和可利用氮具有正相关关系,表明变形菌门与土壤中氮循环有关。拟杆菌门与生物炭的(O+N)/C和H/C原子比具有正相关性。生物炭比表面积与绿弯菌门丰度具有正相关关系。因此,在生物炭应用于农田土壤时,应充分考虑生物炭对土壤生态学的影响。     

餐厨垃圾发酵液淋洗前后土壤肥力及微生物多样性变化

餐厨垃圾发酵液中含有丰富的有机酸和氮磷元素,经预处理后可施用土壤。研究餐厨垃圾发酵液淋洗对土壤肥力和微生物群落的影响,结果发现,淋洗后的土壤中有机质、阳离子交换量、有效氮磷等含量明显提高,但是p H略有下降。采用高通量测序法研究了土壤淋洗前后的Alpha多样性、物种组成和丰度及菌群结构。结果表明:发酵液淋洗土壤和原始土壤的微生物种类数大体相同,原始土壤,发酵液淋洗24 h,水淋洗24 h的操作分类单元(operational taxonomic units,OTU)分别为981,971,725。从门水平看,原始土壤和发酵液淋洗土壤的优势菌门相同为Proteobacteria (变形菌门)、Firmicutes (厚壁菌门)、Acidobacteria (酸杆菌门),其中Firmicutes (厚壁菌门)所占比例最大为34. 0%～46. 8%;水淋洗土壤优势菌门为Proteobacteria (变形菌门),比例为84. 1%。从属水平看,原始土壤优势菌属Bacillus (芽孢杆菌属),占30. 5%,发酵液淋洗24h后,优势菌属为Lactobacillus (乳杆菌属)和Bacillus (芽孢杆菌属),比例分别为26. 1%、12. 41%,水淋洗24 h后,优势菌属为Novosphingobium (新鞘脂菌属)和Dechloromonas (脱氯单胞菌属),比例分别为66. 1%、12. 21%。     

微生物协同降解深层石油污染土壤研究

为了消除土壤中石油类物质的污染,从现场油泥中分别筛选出高效降解菌铜绿假单胞和无色杆菌,对其独立使用和复配时对原油的降解规律进行了研究,探讨了复合菌体系加量、含水率、土壤含油量、氮磷营养比以及pH值、温度等对石油污染土壤降解率的影响。结果表明:复合微生物对土壤石油污染的降解率高于单独使用时的降解率,且当两者复合比例为1∶1,土壤含水率为25%时,9d降解率可达41.49%;温度为25℃、土壤含水率为25%、土壤pH值为7.5左右、菌液加量为5%、土壤含油率低于5%时,6d降解率可达到64.9%;保持土壤含水率为25%,pH值为7.5左右,保证充足的营养,含油率为2%的深层土壤54d降解率可达到43.2%。     

土壤中石油烃微生物降解动力学

以长安大学渭水校区未被污染的粉质壤土为研究对象,通过土壤灭菌、添加由石油污染土壤红三叶草(Trifolium Repens Linn)根际修复区分离筛选得到的4株以原油作为惟一碳源和能源的高效石油烃降解菌(动性杆菌、藤黄微球菌、蜡状芽孢杆菌和短小芽孢杆菌),调控反应温度与石油烃初始浓度,研究在土壤中添加优势石油烃降解菌后石油烃降解动力学及其影响因子。结果表明:优势石油烃降解菌对土壤中石油烃降解起主导作用,在40d内,在2 000mg/kg石油烃浓度下添加石油烃降解菌其石油烃降解率是灭菌条件下的2倍左右,土壤中石油烃降解菌降解量为36~271mg/kg,非灭菌处理半衰期时间短于灭菌处理;在设定的实验温度范围内,石油烃降解速率随着温度增加逐渐加快,在(38±1)℃时残留量最小为1 662mg/kg,半衰期最短;土壤中的石油烃在浓度为2 000mg/kg时降解最快,随着初始浓度的增加,石油烃降解速率呈递减趋势,半衰期逐渐增长。     

塔什库尔干县土壤可培养细菌多样性及其胞外酶检测

对新疆塔什库尔干县土壤中可培养细菌多样性进行分析，以期初步阐明该地区土壤可培养细菌群落结构。采用5种琼脂培养基分离纯化可培养细菌，依据其16S rRNA基因序列进行系统发育分析，并运用平板法对纯化菌株的胞外酶产生情况进行检测。序列分析结果表明，33株细菌分别属于放线菌门（96.97%）和厚壁菌门（3.03%）等2个大的系统发育类群，5个属14个种。其中节杆菌属（48.48%）和假节杆菌属（24.24%）为优势菌属。培养基优势度指数结果显示，高氏1号培养基的优势度指数最高，菌株分离效果最好。分离菌株产胞外酶结果显示，33株细菌中含有至少1种胞外酶活性的菌株共19株（57.58%）。总体上，塔什库尔干县土壤中可培养细菌多样性较单一，细菌产单一种类胞外酶活性比例较高，分离菌株可为塔什库尔干县微生物资源的开发和利用提供前期基础。     

固定化微生物修复石油污染土壤特性试验

利用梯度稀释法分离筛选原油降解混合菌,采用吸附法将混合菌固定在砾石和草炭土上,探讨固定化混合菌对土壤石油烃的去除效果。结果表明:分离得到的混合菌8-2,菌群结构简单,石油烃降解率可达52.1%。与砾石相比,草炭土所固定的微生物数量和活性较高,可达1.3×108 cfu/g和0.24A487。草炭土固定的混合菌8-2,修复含油量为30g/kg的污染土壤30d后,石油烃降解率达28.4%,高于游离降解菌的24.3%。固定化载体草炭土在修复过程中起到了微生物缓释剂的作用。     

放射性遗留废石堆的微生物分布规律与核素固化

为了更好地发挥微生物在放射性污染环境中的环境净化作用,选择川西北某铀矿区为研究对象,利用生物学方法研究其中两个代表性放射性遗留废石堆中的微生物多样性及其在放射性污染环境中的分布规律.结果表明,在该研究区遗留废石堆中主要赋存着细菌、放线菌和霉菌3种菌,其中以细菌占绝对优势;对优势微生物——细菌分离鉴定获得3种优势菌株,鉴定结果为玫瑰色库克菌(Kocuria rosea strain)、短杆菌(Brevibacterium sanguinis,和枯草芽孢杆菌(Bacillus subilis/atropheaus).研究认为,玫瑰色库克菌(Kocuria rosea strain)在当地的放射性核素耐受性最好.     

植物-微生物联合修复石油烃污染土壤研究进展

石油烃污染引发了严重的土壤污染问题,在各种修复技术当中,植物-微生物联合修复技术以成本低、修复效果好、二次污染少等优点得到广泛重视。文章以植物-微生物联合修复技术为中心,阐述了内生菌-植物联合修复和植物-根际微生物联合修复两种典型的联合修复技术的原理以及最新的应用进展,并总结了当前植物-微生物联合修复技术研究的不足,以期为石油烃污染土壤的生物修复提供参考。