重金属Cd污染对旱田土壤微生物群落的影响

以太原市土堂村的旱田土壤为例,研究了Cd胁迫下对土壤微生物数量的影响。实验结果表明,在Cd质量浓度逐渐增加到10 mg/kg时的单一胁迫下,细菌依然呈显著的正相关;在Cd处于较低浓度时,放线菌和真菌呈正相关,但当质量浓度达到10 mg/kg时,放线菌和真菌开始受到抑制。Cd胁迫下对土壤生物活性的抑制率由大到小为细菌放线菌真菌。从三大菌的总数上看,随着重金属污染时间的增加,细菌、放线菌、真菌三大菌总数逐渐减少。     

二氧化碳入侵土壤包气带对微生物群落的影响

为探讨地质封存CO_2泄漏对土壤微生态环境的影响,以中国青海省西宁市平安县三合镇天然CO_2泄漏试验场土壤为研究对象,采用活菌计数法测定不同物质的量比CO_2试验区土壤微生物的菌落数目,应用PCR-DGGE(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis)和16S r DNA文库技术对样品的细菌和真菌群落结构及遗传多样性进行分析。结果表明:当CO_2物质的量比由600μmol/mol增加到23 000μmol/mol时,土壤细菌、真菌数量明显增加,而放线菌数量显著减少;各试验区细菌和真菌多样性指数(H)、丰度(S)有所不同,土壤真菌多样性变化高于细菌;高物质的量比CO_2对真菌Geomyces sp.、根瘤菌unclassified_Rhizobiales等菌群的生长产生刺激作用,但对unclassified-Actinobacteria(放线菌群)、Sphingomonas sp.(鞘氨醇单胞菌属)等菌群的生长有抑制作用;3 010μmol/mol CO_2对真菌Ascomycota sp.(子囊菌门)、Phoma medicaginis(茎点霉)产生了较强的毒性,使之不能正常生长繁殖。研究表明:高物质的量比CO_2入侵土壤包气带对微生物群落多样性影响较大,主要表现为原有细菌、真菌数量的丰富或被削弱,或部分物种的消失及新物种的出现,但其主要建群种未变;对根瘤菌等菌群生长的刺激作用可能使土壤固氮能力提高;不同物质的量比CO_2入侵下土壤细菌群落相似性系数远大于真菌,即真菌对CO_2胁迫表现更为敏感,真菌Ascomycota sp.及Phoma medicaginis有望成为地质封存CO_2泄漏微生物监测与甄别的指示菌种。     

铀对土壤微生物数量及酶活性的影响

通过温室盆栽试验研究了铀(U)对土壤微生物数量和土壤酶活性的影响,评价了U的环境效应。结果表明,在试验设置的质量比范围内,U对真菌、细菌种群生长均有显著促进作用,对放线菌"低促高抑",但变幅不大,且均未达显著水平(p0.05)。土壤微生物中的细菌、真菌对U污染较为敏感,而放线菌对U污染不敏感。U对不同土壤酶的影响差异较大,对脲酶、酸性磷酸酶表现为抑制效应,对过氧化物酶则表现为促进效应,对脱氢酶表现为低质量比下的促进效应和高质量比下的抑制效应,对蔗糖酶的影响仅在50 mg/kg时达到显著水平(p0.05)。脲酶、酸性磷酸酶、过氧化物酶、脱氢酶对U污染较敏感,而蔗糖酶不敏感。细菌、真菌数量及脲酶、酸性磷酸酶、过氧化物酶活性适合作为土壤U污染的生物指标。U显著促进了酸模株高,而对其鲜重无显著影响,酸模根部U的质量比远高于地上部。酸模对U污染有一定的耐受性及U富集能力。     

天童常绿阔叶林退化过程中土壤微生物主要类群变化特性研究

研究了浙江天童常绿阔叶林植被5个主要退化阶段土壤微生物主要类群数量分布特征.采用涂布平板法和MPN法(最大可能数法)进行三大微生物类群(细菌、放线菌和真菌)和氨化细菌等重要功能微生物的分析.测定时间为2003年7月和2004年2月.以考察常绿阔叶林退化过程中土壤微生物主要类群变化特性,为退化生态系统的恢复和重建提供基础研究.结果表明,从栲树林至灌木的5个主要退化阶段,0～20 cm土壤层中细菌较真菌和放线菌的数量分布占绝对优势.2003年7月和2004年2月细菌占三大微生物总数平均比例分别为73.4%和85.6%.土壤微生物总数的变化同土壤全氮、土壤有机质含量及土壤肥力综合指标的变化呈显著相关性.2003年7月和2004年2月土壤层氨化细菌、固氮菌、纤维素分解菌、硝化细菌四类主要微生物生理类群中,氨化细菌占绝对优势,占四类微生物生理类群的平均比例分别为98.3%和94.3%,在森林凋落物分解过程起重要作用.从栲树林至灌木林的5个退化阶段,三大微生物数量、微生物总量、四类主要微生物生理类群数量总体呈下降趋势,尤其以冬季变化趋势明显.2004年2月从1#栲树林至5#灌木林,细菌数量下降80.4%,微生物总数下降82.2%,固氮菌减少99.1%,氨化细菌减少96.8%,纤维素分解菌减少95.8%,硝化细菌减少99.8%.随着植被的退化演替,土壤肥力降低,土壤环境条件不利于微生物的生长.土壤主要微生物生理类群数量的减少削弱了土壤中C、N等营养元素的循环速率和能量流动.     

植物间作系统在多环芳烃污染农田修复中的应用

采取野外田间原位修复方式,研究经济作物和修复植物单作和问作模式修复多环芳烃污染农田土壤的效果.结果显示,在各试验处理中.玉米/苜蓿间作及玉米/黑麦草间作修复效果均略低于苜蓿单作和黑麦草单作的,但是,从农业生产经济效益角度来看,玉米/苜蓿间作及玉米/黑麦草间作具有较大的农业经济效益.玉米/苜蓿间作及玉米/黑麦草间作处理对上壤PAHs总量的降解率分别达到了25%～30%,其中高环PAHs的降解率分别达到了26%～35%.这两个处理土壤微生物数量较多,其中细菌、真菌和放线菌的数量分别为9 ×106～12×106 CFU·g-1、7×104～9×104CFU·g-1和4×105～14×105CFU·g-1,同时,PAHs降解荫数量均高于其他试验处理,达到0.3×105～0.8×105MPN·g-1,占细菌总数的6%～8%,是其他处理的2～3倍.修复植物苜蓿或黑麦草和经济作物玉米间作模式在不影响农业生产的前提下,显著提高了土壤PAHs的降解率,在污染农田土壤修复过程中有着广阔的应用前景.     

河北省农田耕层土壤中镍含量及其质量评价

为探明河北省农田土壤质量现状和科学指导镍肥施用,研究了河北省农田主要类型耕层土壤中的全镍和有效态镍含量分布及其变化规律.结果表明,全镍平均质量比26.48 mg/kg,质量比范围8.62～94.77 mg/kg,在20～30 mg/kg范围内分布频率最高,平均质量比从高到低表现为棕壤土、潮土、褐土、粟钙土,总体分布是由北向南、由西向东呈逐渐增加趋势;有效态镍平均质量比0.38 mg/kg,质量比范围0.11～1.58 mg/kg,在0.25～0.40mg/kg范围内分布频率最高,平均质量比从高到低为棕壤土、栗钙土、褐土、潮土,总体分布为由北向南、由东向西呈逐渐降低趋势;4种类型耕层土壤中全镍含量的变化与土壤pH值、全盐量及有机质的含量变化相关性均不显著,而有效态镍含量变化与土壤中有机质含量变化呈显著或极显著正相关,表明土壤中有机质含量可作为表征土壤中有效态镍含量高低的重要指标.河北省农田耕层土壤未出现镍污染,符合农田土壤环境质量标准.     

PAHs污染农田土壤联合生物修复技术研究

以我国典型污水灌溉区--沈抚污灌区农田土壤为研究对象,采用植物修复并辅以高效微生物菌剂、污泥发酵肥等方式对PAHs污染农田土壤进行了植物-微生物联合生物修复的初步研究.结果表明,采用玉米、大豆、蓖麻、苜蓿与高效微生物菌剂联合修复PAHs效果可达到36.3%、44.1%、36.8%和48.3%,比单纯的植物修复显著增高了15%～18%;施加污泥发酵肥进一步提高了生态修复效率,其中苜蓿的联合修复效率最好,达到61.1%.同时,联合生物修复对高环PAHs的去除也有明显的效果.修复后农作物的PAHs质量比在安全范围内; 土壤微生物数量明显增加,微生物群落中的PAHs降解细菌和真菌分别增加了3和1个数量级.     

平朔安太堡矿区复垦地土壤微生物与土壤性质关系的研究

调查安太堡大型露天矿区西排土场植被恢复与土壤微生物的关系.结果表明,土壤中微生物量与土壤中的水分、速效磷、土壤有机质、有效性氮和海拔高度有明显的关系.麦地、林地、草地的土壤中呈现出:细菌》放线菌》固氮菌》霉菌;撂荒地呈现为:细菌》放线菌》霉菌》固氮菌;裸地呈现出:细菌》放线菌》霉菌.细菌、放线菌和霉菌呈现麦地最高,裸地最低,固氮菌为林地高于其他样地.在撂荒地和裸地中,细菌占微生物总量的一半以上.麦地、林地、草地、撂荒地中的各种菌、速效磷、土壤有机质、有效性氮含量明显高于裸地中的含量.微生物总量和样地的海拔、样地土壤的含水率有明显的关系,土壤中的含水量直接影响微生物总量.微生物总量与速效磷含量和有机质含量成正比,有机质含量与有效性氮含量成正比.细菌与海拔呈极显著负相关,与其他几种养分指标呈极显著正相关,放线菌与海拔和速效磷呈极显著相关,与其他指标相关性不显著,固氮菌与几种养分指标相关性均不显著.按全国土壤养分划分标准,安太堡大型露天矿区复垦地等级不高,还需要用科学的方法加快复垦区土壤的恢复.     

覆煤及粉煤灰回用土壤砷质量比与赋存形态研究

为了解覆煤及粉煤灰回用土壤砷含量及赋存形态分布特征,选取贵州省兴仁县某村农耕旱地土壤为研究对象,采用逐级化学提取法对土壤样品进行试验.结果表明:研究区土壤中砷质量比为15.71～169.55 mg/kg,波动范围较大;土壤砷质量比最高值为169.55mg/kg,远远高于土壤砷质量比自然背景值(15 mg/kg)、世界土壤砷平均质量比(6.0 mg/kg)及我国土壤砷平均质量比(9.2 mg/kg);对照样土壤砷质量比为15.71 mg/kg,也略高于土壤中砷质量比的自然背景值(15mg/kg).研究区土壤砷污染问题已较为严重,这除与该地区地层中砂岩及粉砂岩砷质量比较高所导致的土壤砷背景质量比偏高有关以外,最主要的原因是覆煤广泛存在及粉煤灰大面积回用农田所致.该研究区土壤中砷主要以残渣态存在(72.16％),其次为硫化物结合态(15.45％)、铁锰氧化物结合态(5.89％)、有机态砷(3.06％)、碳酸盐结合态(2.51％),水溶态和可交换态砷均较低(0.93％).研究区土壤总砷量较高,但迁移转化能力较弱,对环境及人体健康的危害程度尚有待讨论.     

苏云金芽胞杆菌基因工程菌WG-001和1125BG在盆栽土壤中的安全性评估

自从遗传改造微生物诞生以来,其安全性问题受到了持续关注和研究.本文报道了苏云金芽胞杆菌基因工程菌WG-001和1125BG在盆栽大白菜的土壤环境中的安全性评估结果.实验结果表明:当用工程菌WG-001和1125BG分别以1013 cfu/cm2和1010 cfu/cm2的高土壤密度喷洒盆栽大白菜后,工程菌菌数迅速上升而后逐渐下降,最后分别以相对较低的菌数水平(105 cfu/g干土样和106 cfu/g干土样)在实验土壤中稳定存在;对土壤中土著细菌群落在有限时间(15d)内产生了一定影响,而对土著真菌与放线菌无显著影响;未发现工程菌WG-001中特异基因发生丢失;未检测到工程菌WG-001和1125BG中特异基因(WG-001为cry1Aa和cry1Ac,1125BG为gfp)向土著细菌、真菌、放线菌和盆栽大白菜的水平转移.本文实验结果显示,高密度喷洒的两种工程菌未显著影响实验土壤环境,具有很高的安全性.同时发现以不同的喷药量喷洒两种工程菌后,在盆栽土壤中其存活水平、菌数降低的速率以及对土著细菌的影响能力都表现出不同的特点.