近地层臭氧浓度升高对稻田土壤氨氧化与反硝化细菌活性的影响

利用中国唯一的稻麦轮作臭氧FACE（free-air O3 concentration enrichment,开放式空气臭氧浓度增高）试验平台,研究近地层臭氧浓度升高对稻田不同生育时期植株氮吸收量、土壤氮含量与脲酶活性、土壤氨氧化细菌与反硝化细菌数量以及成熟期土壤硝化与反硝化作用强度的影响。结果发现,臭氧浓度升高条件下,单株水稻（Oryza sativaL.）的氮吸收量趋于升高,土壤全氮含量趋于下降、脲酶活性趋于增强,在成熟期土壤全氮与对照相比平均下降9%,土壤脲酶活性与对照相比平均升高13%。在水稻整个生长季节,土壤氨氧化细菌和反硝化细菌的数量均呈现出先增多后减少的趋势,且均在开花期达到峰值,但臭氧熏蒸土壤与对照相比趋于升高;在水稻成熟期,土壤中单个氨氧化细菌和反硝化细菌的活性均趋于下降,土壤硝化强度和反硝化强度与对照相比也平均下降17%和24%。结果表明,近地层臭氧浓度升高条件下,稻田土壤氮素转化因为水稻氮素吸收增强而加快,土壤氨氧化细菌和反硝化细菌的数量均趋于增多,但它们的生理代谢活性均趋于下降。     

大肠杆菌对赤子爱胜蚓体表超微结构的影响

以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为实验动物,研究了细菌诱导(浸浴诱导和注射诱导)对蚯蚓体表超微结构的影响.结果表明:(1)用细菌浸浴4h的实验组、用细菌注射4h的实验组及对照组蚯蚓的角质层厚度分别为(0.51±0.03)μm、(0.56±0.02)μm、(0.50±0.01)μm;上角质层突起的高度分别为(0.16±0.02)μm、(0.12±0.01)μm、(0.11±0.01)μm;上角质层游离面中微绒毛的高度分别为(0.18±0.02)μm、(0.11±0.01)μm、(0.11±0.01)μm.统计分析表明,蚯蚓在抵御微生物侵袭过程中,体表角质层中的上角质层突起及上角质层游离面中的微绒毛发挥着重要作用.(2)细菌浸浴4h的实验组、用细菌注射4h实验组及对照组蚯蚓体表的表皮厚度分别为(2.63±0.15)μm、(2.23±0.06)μm、(1.97±0.15)μm;表皮中小颗粒蛋白细胞的颗粒直径分别为(0.38±0.04)μm、(0.26±0.02)μm、(0.24±0.02)μm;大颗粒粘液细胞的颗粒直径分别为(0.50±0.04)μm、(0.26±0.03)μm、(0.21±0.02)μm;网状粘液细胞的直径分别为(0.93±0.06)μm、(0.63±0.06)μm、(0.28±0.03)μm.统计分析表明,蚯蚓在抵御微生物侵袭的过程中,表皮中的腺细胞(小颗粒蛋白细胞、大颗粒粘液细胞及网状粘液细胞)发挥着重要作用.图4表2参17     

石油污染物的微生物降解研究

以炼油厂污水池底泥中分离的3株细菌和3株真菌为供试微生物,陕北黄土(0～20 cm)制备的土壤悬浮液为土壤微生物对照,灭菌培养基为非生物降解对照,研究不同组合微生物的生长动态及对石油烃的降解率.将不同组合的微生物接种到石油烃质量浓度为10000 mg·L-1的液体培养基中,29 ℃±1 ℃,摇床连续培养50 d.于0 ～72 h内取样,进行微生物生长动态检测;于5～50 d定期取样,考察培养基中石油烃降解率的动态变化.结果表明:单独外源菌降解效果优于混合外源菌和土著微生物,25 d后土著微生物生物降解率超过混合外源菌.外源细菌、外源真菌、混合外源菌和土著微生物50 d生物降解率分别为71.54 %,60.13 %,47.26 %和51.49 %.土壤细菌对石油污染物具有较强的生长适应性,外源细菌降解效果最好.     

应用流式细胞术测定淡水、海洋沉积物中异养细菌前处理条件的选择

目前流式细胞术(FCM)已被广泛应用于水体异养细菌的检测,采用适当的前处理方法可将黏附在沉积物颗粒上的异养细菌提取到水相中进而利用FCM进行检测.选择合适的前处理方法是将FCM应用于沉积物异养细菌检测的关键.论文对FCM测定沉积物中异养细菌的前处理方法进行了探讨,实验同步考虑了淡水及海洋沉积物.结果表明,对于实验所用淡水、海洋沉积物,较优的前处理条件为:1mmol·L-1焦磷酸钠作为分散剂,暗处孵育10min,20w、40KHz水浴超声1min,并每30s人工振荡1次,2800r·min-1常温离心萃取3次.     

高分辨双晶X射线荧光光谱测定某些环境样品中硫的化学状态

本文用高分辨双晶X射线荧光光谱仪分析了煤、植物叶、土壤等环境样品中硫的化学状态。同时参照有关方法,设计了较为适用的非线性最小二乘法谱线分离程序。部分样品测定结果与其它方法做了对照比较,其结果基本相近。证明本法是一种样品预处理简便、测定快速而又可靠的化学状态分析方法。     

嘉兴南湖整治后水质对微生物种群生态分布的影响

2002年4月至2003年4月,在南湖水面设了6个采样点,对湖中微生物的分布进行调查,年平均值为：异养细菌2752个／mL、纤维素分解菌326个／mL、氨氧化菌393个／mL、亚硝酸氧化菌305个／mL、硝酸盐还原菌1507个／mL、脱氮菌55个／mL、有机磷分解菌36．5个／mL、大肠杆菌平均≥5000个／L,有机磷分解菌的分布和湖中总磷含量存在正相关性;全年细菌量以11月份最高,8,9份最低。从各样点分离出108个菌株对其进行鉴定,结果有12个属,假单胞菌属是南湖水中的优势菌,占细菌总数的34．2％。水中总磷、氨氮、挥发性酚含量虽然低于综合整治前,但仍然偏高。南湖为富营养化的湖泊。     

滇东南亚热带土壤细菌群落对植被垂直带变化的响应

为探究南亚热带森林土壤细菌群落的变化特征及其与环境因子的耦合机制,沿海拔自下而上选取滇东南文山国家级自然保护区亚热带季风常绿阔叶林（E1）、半湿润常绿阔叶林（E2）、中山湿性常绿阔叶林（E3）3种典型森林类型为研究对象,采用Illumina高通量测序技术研究土壤细菌群落组成、结构和多样性对植被垂直带变化的响应规律,以及它们与环境因子之间的关系。研究发现,（1）环境因子沿植被垂直带变化显著（P<0.05）。E3植被带的凋落物厚度、Simpson指数、土壤含水量、有机质、氮、磷、钾含量较E1和E2显著增加,而植物的Margalef指数、Shannon指数、Pielou指数、土壤密度、pH、温度较E1和E2显著减少,其平均增幅和降幅分别3倍和1.5倍。（2）酸杆菌门、变形菌门、放线菌门等细菌优势菌群的相对丰度沿植被垂直带和土层变化差异显著（P<0.05）;次优势菌门变形菌、放线菌在E3植被带的相对丰度显著高于E1和E2(P<0.05),而酸杆菌门相对丰度略低于其他两个植被带（P>0.05）;变形菌与放线菌主要富集于土壤表层（0—10 cm）、酸杆菌富集在中层（10—3...     

基于浮游细菌生物完整性指数的城市河流健康评价：以深圳河流域为例

河流中的细菌是生态系统中物质循环的重要参与者,能反映河流健康状况,其群落生物指标具有评估城市河流生态状况的潜力。通过调查深圳河流域内深圳河、布吉河和福田河3条河流中的浮游细菌群落,构建了生物完整性指数 (Ba-IBI) ,评估了该流域的健康状况。基于河水浮游细菌的Illumina高通量测序结果,通过差异性检验、箱线图筛选和相关性分析方法从163个候选指标中筛选出变形菌门、放线菌门和微丝藻菌目相对丰度及门水平Simpson多样性指数作为核心指标,构建Ba-IBI评价体系。结果表明,深圳河流域内的20个位点中处于健康状态、亚健康状态、一般状态和较差状态的位点数分别为7个、4个、5个和4个。其中,深圳河处于一般和较差状态的点位比例高达85.7%;健康状况从上游到下游逐渐恶化;整体健康状况较差。布吉河和福田河健康状况相对较好,处于亚健康状态。各采样点Ba-IBI得分与水质状况的相关性较高 (R=0.77,P<0.01) ,表明Ba-IBI能有效评价城市河流的健康状况。本研究结果可为深圳市河流的修复和管理工作提供参考。     

污泥施用对根际和非根际石灰性土壤中细菌多样性的影响

为研究污泥施用对石灰性土壤细菌多样性的影响,在连续2年种植夏玉米大田系统中,施用不同量的腐熟污泥,采集根际和非根际土壤进行16S rDNA-V3-V4区高通量测序,分析污泥施用对石灰性土壤细菌丰富度、多样性指数、群落结构、功能基因在代谢途径的影响,同时对细菌群落和环境因素之间的相关性进行分析。结果表明：污泥用量分别在3.5～37.5 t·hm⁻²和3.5～7.5 t·hm⁻²有利于非根际和根际土壤OTU数量增加;但污泥在75 t·hm⁻²过量施用时,根际和非根际土壤细菌的Shannon多样性指数显著降低,Simpson指数显著增加,Ace,Chao丰富度指数显著降低。主成分和门水平物种丰度分析表明：污泥施用量不同会造成根际和非根际细菌群落结构差异,并且当污泥施用量为75 t·hm⁻²时,明显降低了非根际土壤放线菌门的丰度;污泥施用量在3.75～37.5 t·hm⁻²时,非根际土壤中拟杆菌门丰度会明显增加。与对照相比,当污泥用量为75 t·hm⁻²时,根际土壤拟杆菌门有明显的增加,增加丰度达1.45倍,但酸杆菌门和放线菌门丰度降低了49.74%和80.57%。冗余分析(RDA)表明,土壤TN、Cd、Cu、TP是影响土壤细菌群落最主要的因素,其中TN、Cd、Cu和细菌Shannon、Simpson多样性指数呈现显著相关性(P< 0.05)。由此可见,连续过量施入污泥会对根际和非根际石灰性土壤中细菌多样性造成不利影响,而且上述微生物多样性变化可作为污泥合理施用的判断依据。     

悬浮填料生物膜反应器细菌群落季相更替对处理效果的稳定作用

针对生物实验室污水处理难度高及其秋冬季节达标率低的问题,采用改进工艺的悬浮填料生物膜反应器(moving bed biofilm reactor, MBBR)进行连续处理,观察秋冬季节MBBR水质处理效果,利用高通量测序技术研究环境因子水温(Tw)、溶解氧(DO)、pH对生物膜细菌群落更替的影响以及主要微生物种群变化。结果表明,Tw由26 ℃下降到10 ℃期间,反应器COD、${{\rm{NH}}_4^ + }$-N去除率仍然分别保持在75%、80%左右,MBBR出水稳定在一级A标准。变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和浮霉菌门(Planctomycetes)是生物膜主要优势菌门,Tw的下降引起拟杆菌门的相对丰度显著升高。假单胞菌属(Pseudomonas)和黄杆菌属(Flavobacterium)在低Tw下成为优势菌属,动胶菌属(Zoogloea)相对丰度保持稳定。通过冗余分析(RDA)发现,DO与短波单胞菌属(Brevundimonas)、pH与脱氯单胞菌(Dechloromonas)、固氮弧菌属(Azoarcus)具有显著正相关性,Tw与假单胞菌属、黄杆菌属具有显著负相关性。MBBR结果揭示,细菌群落动态更替是MBBR出水水质仍然保持稳定的重要原因。