Effect of five insecticides on microbial and enzymatic activities in sandy soil

Abstract

A laboratory study was conducted to examine the effects of five insecticides on microbial and enzymatic activities important to fertility in sandy soil. Cyfluthrin significantly increased bacterial populations after 2 wks. Imidacloprid showed an inhibitory effect on fungal numbers after 2 wks incubation while the others did not affect fungal population. No inhibitory effect was observed on nitrification of soil indigenous nitrogen. All treatments stimulated S‐oxidation after 4 wks. With the exception of cyfluthrin and imidacloprid after 2 wks, denitrification in sandy soil indicated that all treatment inhibited denitrification throughout the experiment. No inhibitory effects on biomass‐c were observed during 2‐wk periods. An inhibitory effect was observed on amylase after 1 wk while significant recovery was observed after 3 wks. With the exception of HgCl₂, no effect was observed on reducing sugar formation for 2 wks with all treatments. Formazan formation resulting from dehydrogenase activity was significantly greater with tebupirimphos and Aztec for 1 wk. All treatments supressed phosphatase activity for 1 wk, while none of the treatments suppressed phosphatase activity after 2 wks. Amitraz, tebupirimphos and Aztec inhibited urease activity for 1 wk. With the exception of tebupirimphos, no treatments affected N₂‐fixation in soil. Although short‐lived inhibitory effects on activities of microbes and enzymes were caused by the insecticides, the soil indigenous microbes can tolerate the chemicals used for control of soil pests.     

复合纳米材料对土壤重金属离子吸持固化的模拟研究

土壤中过量重金属离子可通过食物链和地表水系统危害人群健康。通过土柱淋溶模拟实验,研究了SiO2-Al2O3-Fe2O3等复合纳米材料对土壤溶液中Cu2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+和Ni2+的吸持与固化特征。分别向重金属含量4倍于土壤二级标准(GB15618-1995)的土壤中添加0%、4%、6%和10%的复合纳米材料,分析不同深度土壤渗滤液以及土柱上栽培植物不同部位中重金属的含量。结果表明,碱性壤质土壤中重金属向下的迁移量很少;在含4%复合纳米材料土柱中,其吸持固化土壤溶液中63%的Cu、79%的Cd、68%的Pb、89%的Zn和76%的Ni;在含6%复合纳米材料土柱中,其吸持固化土壤溶液中82%的Cu、92%的Cd、76%的Pb、91%的Zn和88%的Ni;再增加土柱中复合纳米材料的含量,其吸持固化效果并不再显著增加。     

吸附苯酚的固定化改性蒙脱土的再生

在固定化改性蒙脱土对苯酚吸附的研究基础上,进一步对固定化改性蒙脱土进行了碱性条件和微生物条件下的再生,并检测再生的效果.碱性再生后固定化改性蒙脱土的吸附能力有一定程度下降.微生物再生效果好于碱性再生,在高效脱酚的瓶形酵母菌(Pityrosporum sp.)作用下,吸附在固定化改性蒙脱土上的苯酚降解率为98.6%,从而达到再生的目的.     

塔宾曲霉的生物学特征及其对环境中Pb~(2+)的固定作用研究

从铅锌矿土壤中分离筛选出一株真菌LYF12(KJ569519),对其菌落、菌丝、分生孢子、生理生化特征、18S rRNA分子特征以及其对生存环境中Pb2+的固定作用等进行了实验研究.结果表明,菌株LYF12为塔宾曲霉(Aspergillus tubingensis),对Pb2+耐受浓度高达6 mmol·L-1.TEM研究结果表明,菌株LYF12可以将Pb2+转移到细胞内,并以含铅矿物集合体的形式将Pb2+固定于细胞内部.当Pb2+浓度低于4 mmol·L-1时,LYF12对Pb2+的固定率高达99%以上;当Pb2+浓度为6 mmol·L-1时,菌株对Pb2+的固定率也可达到81%.另外,又通过实验研究对比了不同能量供应水平下,LYF12对Pb2+吸附率的变化.结果表明,LYF12对Pb2+的吸附与能量供应水平密切相关,并由此推断:Pb2+跨过LYF12细胞膜进入细胞的方式可能是主动运输.     

长江中下游浅水湖泊沉积物固定态铵特征及影响因素

研究了长江中下游浅水湖泊10个沉积物对氨氮固定的动力学和热力学特征,沉积物固定态铵含量与其理化参数的相关关系.结果表明:①湖泊沉积物对氨氮的固定具有相似的变化趋势,总体上均具有快反应和慢反应2个过程.在0～10 min内,各沉积物对氨氮的固定量均较大,快反应主要发生在前10 min内.而在10 min之后,沉积物对氨氮的固定量逐渐减小,12 h后基本达到平衡.②湖泊沉积物对氨氮固定的热力学等温线符合Langmuir方程.10个沉积物的本底固定态铵含量(w(NFN))、最大固铵量(Q_max)和固铵容量(w(NFN)+Q_max)分别为157.73～462.74,35.58～348.45和201.17～748.94 mg/kg.③湖泊沉积物的本底固定态铵含量、最大固铵量均与固铵容量有极显著正相关关系.本底固定态铵含量与TN,TP,TOC,粘粒,Fe₂O₃含量及CEC有显著或极显著正相关关系;固铵容量与TN,TP,TOC含量和CEC有显著正相关关系;最大固铵速率与Fe₂O₃含量有显著正相关关系;最大固铵量与沉积物理化性质相关性较差.      

生物炭强化模拟废水中高浓度苯酚的微生物降解

采用花生壳生物质废物分别在350、550和750℃条件下限氧热解制备生物炭,之后加入到苯酚污染模拟废水中,验证其强化苯酚微生物降解的效果.结果表明,未加生物炭的系统中,苯酚浓度过低(≤110 mg·L~(-1))不能使菌体达到最大浓度,苯酚浓度过高(≥420 mg·L~(-1))则会抑制菌体生长,降解率仅为43.2%,且停滞期长.添加生物炭后,苯酚去除率大幅度提高,在6～16 h时微生物进入对数生长期,苯酚浓度快速降低.2、4和6 g·L~(-1)的生物炭添加量均可使苯酚在16 h内被完全去除,高添加量的生物炭能吸附39.3%的苯酚,降低其对微生物的毒性抑制.550℃热解温度制备的生物炭取得了最好的强化效果,其pH缓冲作用可中和苯酚降解产生的酸性物质,而750℃热解温度制备的生物炭由于pH过高而使菌体难以存活.生物炭在相对低苯酚浓度下(600、800 mg·L~(-1))可显著提高其去除率,分别从29.6%、24.5%升至46.9%、36.9%.而对于初始苯酚浓度高达1000 mg·L~(-1)以上的系统,则需要海藻酸钙凝胶固定菌体到生物炭才能获得较高的降解率.     

冬夏季桂花净光合速率及其对环境因子的响应

桂花Osmanthus fragrans是我国城市园林建设中的重要树种,在上海居住区绿化中应用频度高达98.88%。目前对桂花的研究主要集中在栽培、种植和养护方面,但对其光合和蒸腾特性的研究较少。在自然条件下使用LICOR-6400光合测定仪测量了冬季和夏季桂花的净光合速率[Pn/（μmol·m^-2·s^-1）],以及蒸腾速率[T/（mmol·m^-2·s^-1）]、胞间CO2浓度[Ci/（μmol·L^-1）]、气孔导度[GS/（mol·m^-2·s^-1）]等生理因子,以及气温（t/℃）、相对湿度（RH/%）、光合有效辐射[PAR/（μmol·m^-2·s^-1）]等环境因子的日变化。对桂花净光合作用与各种生理因子和环境因子的关系进行了分析,对桂花冬季和夏季净光合速率以及对高低温的适应策略进行了探讨。结果表明,随着气孔导度和蒸腾速率的增大,净光合速率也逐渐升高,但由于气孔调节的局限,净光合速率在达到最高值后又有所下降。冬季,桂花的光合作用效率降低,但其通过扩大对光适应范围,充分利用正午最适的光温条件来维持一定的净光合速率和固碳量。夏季,桂花通过午休现象和大量的蒸发降温来避免高温高光带来的伤害。冬季和夏季桂花的光合固碳能力相差不大,但夏季的桂花的水分利用效率远低于冬季。     

南方冬季覆盖作物的碳蓄积及其对水稻产量的影响

冬季覆盖作物为在冬闲季节以减少土壤裸露、增加生物产量、抑制硝态氮淋溶等为目的而种植的作物。南方水稻种植区地处热带、亚热带湿润地区有利于冬闲覆盖作物生产。冬季覆盖作物在增加生物产量的同时,可以增加稻田生态系统碳蓄积效应。本研究在南方水稻种植区选择冬闲季覆盖作物黑麦草、紫云英、油菜,以冬闲田为照进行生产比较试验,考察不同覆盖作物碳蓄积能力及对后茬作物产量的影响。结果表明,黑麦草地上部碳蓄积为4044.9kg·hm-2,地下部碳蓄积为1533.7kg·hm-2,紫云英地上部、地下部碳蓄积分别为1799.6kg·hm-2,1023.8kg·hm-2,油菜的分别为1023.8kg·hm-2,339.0kg·hm-2;黑麦草的碳蓄积量显著高于紫云英和油菜,各覆盖作物处理碳蓄积量均显著高于冬闲田。黑麦草地下根系表现强大的碳蓄积能力,可以提高土壤碳汇效应。不同覆盖作物-双季稻稻田生态系统,冬季覆盖作物残茬短期内对主作物的产量因素均没有显著的影响。     

紫云英根瘤分离菌株质粒多样性的研究

从广东、广西、湖南、湖北、江西、浙江、江苏７省紫云英（ＡｓｔｒａｇａｌｕｓｓｉｎｉｃｕｓＬ．）主要分布区４６个采集点的紫云英根瘤中分离到１０１个菌株．检测发现有１６种不同质粒类型,所含质粒１～４个不等,含两个质粒的菌株占绝大部分,质粒Ｍｒ为３６×１０６～３６４×１０６．用克隆Ｍ．ｈｕａｋｕｉ７６５３Ｒ的ｎｏｄＤＢＣ４．２ｋｂ片段为探针（α３２ｐｄＣＴＰ）进行的分子杂交结果表明,所有这些菌株均含有共生质粒,通常为第一大质粒,但Ｃ、Ｌ、Ｍ、Ｎ和Ｏ型为第二大质粒,共生质粒Ｍｒ在１３１×１０６～３６４×１０６之间．比较质粒类型与１６Ｓ２３ＳｒＤＮＡＩＧＳ（ｐＨｒ,ｐ２３ＳＲ０１）ＰＣＲＲＦＬＰ分析结果表明,ＩＧＳ类型不同,即使在同一植株分离所得的根瘤其质粒类型常不同,但在同一植株上分离菌株的质粒类型相同,则其ＩＧＳ常表现相同．表明质粒的类型是细菌染色体背景和细菌外环境（如共生条件等）共同作用的结果     

碳化硼促进Psendomonas stutzeri A1501电催化固氮产氨及机制

以Pseudomonas stutzeri（P.stutzeri） A1501为模式固氮菌株、碳化硼（B₄C）为典型电子传递载体构建电催化氮还原体系,探究B₄C添加对该体系固氮产氨性能的影响.结果表明,B₄C能够显著提高P.stutzeri A1501介导的电催化氮还原体系的产氨性能.在0.4g/L投加量条件下,900℃煅烧温度下制备的B₄C（B₄C₉₀₀）的添加能够使电催化体系氨累积量提高117%,这是由于B₄C₉₀₀表面丰富的活化位点能够促进N₂吸附与活化.此外,电化学和光谱学谱图表明,B₄C₉₀₀的添加不仅能够促使P.stutzeri A1501分泌更多的氧化还原活性物质,而且驱动高活性阴极生物膜的形成,进而强化电极电子的长距离传递及利用.