秸秆还田对外源氮在土壤中转化及其微生物响应的影响

秸秆还田是农业生产上提高土壤肥力的重要措施,而秸秆中较高的碳氮比,使秸秆碳的利用率较低,温室气体排放较高,因此配施无机氮磷肥能够调控土壤中元素计量比,增加微生物活性和元素利用率,促进土壤肥力提升.本研究选择在模拟秸秆还田条件下,添加¹⁵ N标记的无机氮肥,研究不同养分肥料添加对土壤中外源氮转化与分配的影响,以及微生物响应特征.结果表明,秸秆添加增加了土壤和土壤溶液中铵态氮和总氮含量;秸秆与无机氮肥配施条件下,土壤中¹⁵ N-TN在100 d培养时期内基本保持在28~33 μg,¹⁵ N-NH₄⁺在前30 d培养时期内逐渐增加,而后逐渐降低;施P增加了土壤中¹⁵ N-TN和¹⁵ N-NH₄⁺的含量,却使土壤溶液中¹⁵ N量降低了28%.无机氮肥在土壤中的分配表明,¹⁵ N在土壤中的比例基本保持在52%~61%,磷肥的添加使¹⁵ N在土壤中的分配比例最大提高了16.5%,而土壤溶液中¹⁵ N的比例由第5 d的36%降低至100 d时30%,使外源¹⁵ N损失量减少了1.2倍.秸秆添加促进了微生物活性,显著提高了土壤MBN的量;而无机肥料的添加进一步促进了土壤微生物的活性,100 d培养实验后,秸秆与无机氮、磷肥同时添加使MBN增加到对照处理的2.0和2.2倍.磷肥添加促进了微生物对¹⁵ N的利用,使¹⁵ N-微生物生物量氮（¹⁵ N-MBN）的量比添加秸秆和氮肥处理的提高了1.5倍.对土壤氮转化酶活性（β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶,NAG）的研究结果表明,氮肥降低了土壤酶活性和底物亲和性,而氮磷肥同时添加时,酶活性较单加秸秆处理提高了48.1%.本研究可为深入了解稻田土壤生态系统氮循环、实现农田土壤肥力提升和温室气体减排提供理论依据.     

几种修复措施对Cd淋失及土壤剖面运移影响

采集典型Cd超标稻田土壤开展室外盆栽实验,选取石灰、生物炭、苎麻、苎麻+有机酸EDTA添加强化富集植物等当前具有大田推广潜力的重金属超标土壤修复措施为研究对象,分析降雨、土壤双重酸性环境不同修复措施下土壤剖面有效态Cd含量变化及其径流流失特征.结果表明,生物炭(2%质量分数添加量)相比其他处理可显著提高土壤p H,苎麻添加EDTA则明显降低了土壤p H.同次降雨事件中,苎麻处理所产生的径流水样中水溶态Cd质量浓度显著高于水稻降雨排水,水稻生物炭添加处理径流水Cd质量浓度明显低于石灰添加及其他各处理,苎麻添加EDTA后径流水Cd质量浓度比苎麻显著升高,石灰处理(0.3%质量分数添加量)对土壤p H、径流水Cd质量浓度影响不明显.实验周期内,径流水Cd的质量浓度呈现春季高于夏季的特征.生物炭添加可显著降低0~20 cm土层有效态Cd含量且具一定持续效应,EDTA添加则显著提高了0~20cm土层有效态Cd的含量,而添加一段时间后含量则明显降低,但20~40 cm土层有效态Cd含量则略高于其他处理,具有一定的次表层土壤Cd活化效应.综上,生物炭等碱性固化材料添加修复措施可降低Cd污染土壤对地表受纳水体、土壤剖面下移的污染风险,而有机酸强化植物修复技术对地表水、深层土壤Cd污染风险较大,因此有机酸强化植物修复措施在大田推广时应充分考虑重金属的二次污染风险.     

光合细菌PSB07-15对辣椒及土壤中甲氰菊酯残留的生物修复

利用光合细菌菌株PSB07-15对辣椒促生作用及对植株与土壤中甲氰菊酯残留的生物修复进行了研究,为光合细菌生物修复菊酯类农药残留的实际应用提供科学依据。结果表明：菌株PSB07-15菌液用ddH2O稀释100倍液、200倍液浸种处理后能够显著提高辣椒种子发芽率;田间小区试验结果表明,菌株PSB07-15施用1 875、3 750、7 500 mL.hm-2,辣椒鲜质量分别增加15.12%、21.68%、14.79%;菌株PSB07-15能够有效降解辣椒和土壤中甲氰菊酯残留（辣椒中大于47.20%,土壤中大于50.73%）。     

降解氯氰菊酯光合细菌的分离鉴定及降解特性研究

从农药厂污水处理池的活性污泥中分离到一株高效氯氰菊酯农药降解菌,命名为PSB07-13。根据该菌体培养特征、菌落形态特征、活细胞光谱吸收特征、生理生化特性、光合作用内膜系统结构类型,并结合16S rRNA（Genebank Accession NO.EU366142）序列相似性分析,将其鉴定为沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）。利用气相色谱对PSB07-13的降解能力进行了测定,结果表明：该菌培养6d后,对50mg·L-1的氯氰菊酯的降解率达到80.94%。降解特性研究结果表明：该菌在含氯氰菊酯培养基中的最适生长温度为30℃、pH为7.0及光照强度为7500lx;该菌不能以氯氰菊酯为唯一碳源和能源生长;该降解菌还能较好地降解甲氰菊酯、联苯菊酯、溴氰菊酯等菊酯类农药。该农药残留降解菌可以用于农药厂有机废水处理及农田农药残留降解,具有一定的应用前景。     

成团泛菌(Pantoea agglomerans)对镉胁迫下蒌蒿耐受性的影响

为探讨功能微生物对镉(Cd)胁迫下蒌蒿耐受性的影响,以成团泛菌(Pantoea agglomerans)J2为对象,通过盆栽试验,研究不同Cd处理水平下J2菌对蒌蒿生长、生理、Cd富集转运与根际微生态的影响。结果表明:J2菌可显著促进蒌蒿株高、地上部干重、地下部干重、总生物量及根冠比的增加。在J2菌的作用下,蒌蒿叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均显著增加,丙二醛(MDA)含量明显减少。J2菌可显著促进蒌蒿对Cd的富集转运,蒌蒿地上部、地下部与总Cd含量均显著增加,地上部生物富集系数(BCF)明显大于地下部,转运系数(TF)相比于对照增加了7.5%~37.4%。J2菌可显著增加蒌蒿根际土壤细菌、放线菌数量及微生物总量,明显减少真菌数量。研究表明成团泛菌J2对蒌蒿生长、生理、Cd富集转运与根际微生态可产生积极影响,在一定程度上可提高蒌蒿植株对Cd的耐受性。     

脱氧雪腐镰刀菌烯醇毒理作用研究进展

脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)是人畜食品中检出率和超标率最高的一种真菌毒素。与核糖体60s亚基的肽基转移酶活性中心结合后会引发核糖体应激反应,诱导细胞凋亡等作用,对肠道、免疫系统造成破坏,并且具有遗传毒性。为今后的研究工作提供参考,笔者将从DON的毒理学机制和对机体的影响角度入手对近几年新的研究成果做综合论述。     

江西省农业可持续发展的生态安全评价

基于农业可持续发展状况建立江西省农业生态安全评价指标体系,采用聚类分析法将江西省农业生态安全度划分为不安全、较不安全、较安全和安全4个等级。从地域分异特征来看,环鄱区域生态系统遭受一定程度的破坏;赣南区域农业生态问题突出,农业生态安全性较差;赣中区域农业生态系统结构基本完整,农业生态安全状况较好。在11个地级市中吉安等6个地级市处于较安全等级,鹰潭等5个地级市处于较不安全等级。针对江西省农业可持续发展状况,探讨了农业生态安全体系建设问题。     

洞庭湖退田还湖区畜牧业资源与环境评估

以洞庭湖流域3个选择畜牧业为替代产业的退田还湖示范堤垸为例,以氟、铬、镉、铅、汞和砷为主要检测指标,参照国家标准,分别对示范堤垸内与畜牧业密切相关的水、土壤与饲草饲料的质量进行了评估。结果表明,示范堤垸水环境化学指标除了大肠杆菌群落外,其余基本达到了无公害和绿色食品卫生标准中关于农田灌溉用水和养殖用水的规定;土壤中铬、镉、铅、汞和砷与氟的背景值均低于无公害和绿色食品标准规定的产地土壤环境指标;大部分饲料、饲草原料中氟、铬、镉、铅、汞和砷含量符合无公害或绿色食品卫生标准。示范堤垸水、土和饲料资源的良好环境背景状况为畜牧业向绿色或有机畜牧业方向发展奠定了自然条件与资源的基础。     

自养微生物同化碳在土壤腐殖质组分及团聚体中的分配

采用14C-CO₂(碳同位素)连续标记技术结合室内模拟培养试验,采用土壤有机质的物理、化学分组方法,研究了不同种植方式〔P-R(盘塘水稻土)、P-U(盘塘水旱轮作土)和U-C(盘塘坡旱土)〕下14C-SOC(自养微生物同化碳)在土壤腐殖质组分和团聚体中的分配特征. 结果表明:不同种植方式显著影响自养微生物的固碳能力,P-R的自养微生物固碳能力最强〔w(14C-SOC)为38.32 mg/kg〕,约为P-U和U-C的2倍;P-R和P-U中w(14C-DOC)、w(14C-MBC)显著大于U-C中. 14C-SOC不同程度地进入了土壤的3种腐殖质组分(胡敏素、胡敏酸、富啡酸)中,其中进入胡敏素中的14C-SOC占总量的67.7%. 14C-SOC亦进入了不同粒径的土壤团聚体中,其中主要进入了Ⅲ级(0.020 mm≤粒径<0.200 mm)和Ⅱ级(0.200 mm≤粒径<2.000 mm)粒径的大团聚体中,表现出了碳汇效应;不同种植方式的土壤中,以P-R土壤各粒径土壤团聚体中w(14C-SOC)最高. 相关分析表明,全土中的w(14C-SOC)与各粒径土壤团聚体中w(14C-SOC)和胡敏酸中w(14C-SOC)均呈显著正相关.      

养猪废水中磺胺嘧啶对湿地底泥中氮转化微生物及过程影响

为探讨养殖废水中兽用抗生素对湿地系统中氮素转化及相关微生物过程的影响,以养殖废水中常见的抗生素SD（磺胺嘧啶）为例,设置0、10、100和1 000 μg/L 4个添加浓度开展模拟试验.通过qPCR（实时荧光定量PCR）技术,测定了湿地底泥中氨氧化和反硝化功能基因丰度,结合Pearson相关分析,分析了养殖废水中不同氮素形态与底泥中氮转化功能基因丰度的关联性.结果表明:①与CK组比较,添加SD对湿地TN的最终去除效果无显著性差异,4个处理组的TN去除率为75.4%~80.5%,但在培养前期（0~14 d）,SD对水体NH₄+-N和NO₃--N转化的抑制率最高分别达53.0%和99.5%,随着SD浓度的增加,抑制作用越强,到培养后期（14~28 d）,各处理水体中不同形态的氮浓度无显著差异.②由qPCR测试结果得出,湿地底泥中AOA（氨氧化古菌）的丰度比AOB（氨氧化细菌）高出1~2个数量级,表明AOA在氨氧化过程中起主导作用,另外在培养第7天,AOB发生显著抑制现象,对SD更敏感;与CK相比,在第7天和第14天,反硝化基因narG、nirS、nirK和nosZ丰度随SD浓度的增加而逐渐降低.③相关性分析结果表明,AOA与ρ（NH₄+-N）呈极显著正相关（P < 0.01）,AOB与ρ（NO₃--N）呈极显著正相关（P < 0.01）,nirK与ρ（NO₂--N）呈极显著正相关（P < 0.01）.研究显示,SD能抑制湿地底泥中氮转化微生物及相关氮转化过程,且SD浓度越大,抑制作用也越大,但随着培养时间的增加抑制作用会减弱.