土壤有效硅对大豆生长发育和生理功能的影响

人工调节土壤有效硅含量及盆栽试验,研究土壤有效硅对大豆生长发育和生理功能的影响。结果表明,土壤有效硅含量在55．1～202.8mg·kg^-1范围内,随着土壤有效硅含量的提高,大豆种子萌发过程中蛋白酶和脂肪酶活性升高,淀粉酶活性无显著变化,呼吸速率加快,种子活力升高,萌发速度加快,种子萌发率无显著变化;幼苗生长过程中叶片叶绿素含量无显著变化,光合速率加快,根系活力、硝酸还原酶活力升高,蒸腾强度减弱,水分利用效率和叶含水量升高,抗旱保水能力提高。大豆幼苗含硅量与土壤有效硅含量呈线性正相关趋势(r=0．994)。土壤有效硅含量大于2028mg·kg^-1,生理功能不再显著变化,说明土壤中的硅被大豆吸收后,改善了大豆萌发种子和幼苗的生理功能,使种子萌发和幼苗生长加快。     

胶州湾互花米草湿地氮、磷元素的垂直分布及季节变化

为了研究胶州湾互花米草湿地N、P的垂直分布及季节变化特征,分别于2015年4、7、9、10、11和12月对该区域互花米草湿地和光滩土壤全氮(TN)、铵态氮(NH₄⁺-N)、全磷(TP)、速效磷(AP)、总有机碳(TOC),以及pH、盐度、含水量进行了测定.结果表明: 胶州湾互花米草湿地土壤TN、NH₄⁺-N、TP、AP含量平均值分别为0.396 g·kg^-1、12.14 mg·kg^-1、0.419 g·kg^-1、16.52 mg·kg^-1,光滩平均值分别为0.385 g·kg^-1、8.13 mg·kg^-1、0.423 g·kg^-1、19.57 mg·kg^-1.总体来说,它们的含量随着土壤深度(0～60 cm)的增加逐渐降低;互花米草湿地N、P含量的季节变化明显,互花米草湿地土壤全氮含量在春季最高,秋季最低,而光滩土壤随着季节变化逐渐降低;二者土壤全磷含量的季节变化趋势相反,而速效磷含量的季节变化趋势一致;胶州湾互花米草湿地土壤TN、TP与土壤TOC含量呈显著相关,而在光滩土壤中无显著相关关系.pH、盐度显著影响互花米草湿地和光滩土壤N、P含量.     

美人蕉对镉的胁迫反应及积累特性

美人蕉(Canna indica)是我国城区普遍栽植兼具绿化、观赏和净化环境等重要价值的地被植物。为研究美人蕉对Cd的胁迫反应及积累特性, 使用盆栽方法对美人蕉进行不同含量水平Cd处理, 测定其生长过程中部分形态、生态、生理指标的变化和收获后体内Cd含量。结果表明, Cd含量小于1 mg·kg^-1时对美人蕉生长影响不大, 大于5 mg·kg^-1时抑制美人蕉生长。Cd含量小于5 mg·kg^-1时延长了美人蕉的花期。随着Cd含量的增大, 美人蕉根系活力、叶绿素含量和含水量逐渐降低, 可溶性糖含量先升高后降低, 游离脯氨酸含量和细胞膜透性逐渐升高。Cd在美人蕉体内的分布为根系>地上部分, 随着Cd含量的增大, 美人蕉根系和地上部分Cd含量逐渐升高、富集系数和转运系数逐渐降低; Cd含量为20 mg·kg^-1时美人蕉对Cd的积累量最大, 为5.89 mg·株^-1。综合分析美人蕉的生长、生理生态变化及富集Cd的能力, 美人蕉适于土壤Cd含量小于1 mg·kg^-1条件下的园林应用。     

氯酸钾对花生生长的毒害效应

氯酸盐是一类毒性强的氧化剂,曾被作为非选择性除草剂和脱叶剂大量施用,近年来,氯酸钾作为产期调控剂也在龙眼(Dimocarpus longan)反季节生产中大量应用。然而,氯酸根离子强氧化性对生物体有明显的毒害效应,其残留及次生污染物对水体和土壤环境也存在较强的污染效应。龙眼园通常间种花生(Arachis hypogaea),该文实验研究了氯酸钾和氯化钠对花生生长的毒害效应。结果表明,当浸种溶液的KClO₃浓度高于50 mg·L^-1时,花生种子的发芽率和胚根长度大大降低,幼芽的电解质渗漏率和过氧化氢酶活性显著升高;当土壤中KClO₃浓度高于50 mg·kg^-1时,会使花生幼苗叶片质膜透性增大,而硝酸还原酶活性、叶绿素含量和根系活力显著降低,氯酸钾的毒害效应远远超过氯化钠的盐害效应,高于50 mg·kg^-1的KClO₃还能使花生荚果期植株的光合速率、蒸腾速率、叶绿素含量、根系活力、生物量合成和根瘤菌的数量显著降低。结论是,土壤中的KClO₃浓度高于50 mg·kg^-1时,即会显著影响花生植株的正常生长。     

蚯蚓活动对红壤磷素主要形态及有效磷含量的影响

通过盆钵生物试验和采用Hedley磷素分级方法研究了秉氏环毛蚓(Pheretima pingi)对红壤磷素主要形态和红壤有效磷含量的影晌.结果表明,在蚯蚓和有机物料(稻草、花生秸、油菜秸)的共同作用下,经过100d培养后土壤有效磷含量显著提高.统计分析结果表明,花生秸接种蚯蚓处理与不接种蚯蚓处理和油莱秸接种蚯蚓处理与不接种蚯蚓处理之间的土壤有效磷含量差异均达显著水平.采用Hedley磷素分级法测得的树脂磷由原土的痕量增加到10.5～17.8 mg·kg^-1,NaHCO₃溶解态磷由原土的14.5 mg·kg^-1增加到23.5～53.6 mg·kg^-1,微生物细胞磷由原土的1.0 mg·kg^-1增加到6.8～9.7 mg·kg^-1,土壤有机磷含量由原土的37.9 mg·kg^-1增加到50.7～59.3 mg·kg^-1,而土壤中活性最低的残留磷含量则有所降低.蚯蚓活动对红壤磷素具有较强的活化作用.     

中国沙棘幼苗对土壤镉生理耐性和富集转运特征的性别差异

为探究中国沙棘对土壤镉(Cd)胁迫的性别响应差异,该研究以中国沙棘2年生幼苗为材料,利用盆栽试验研究在不同浓度Cd处理下(0(CK)、25、50、100和200 mg·kg^-1)雌、雄株幼苗的生长、叶片生理特性以及Cd富集特征的差异。结果表明：(1)Cd处理下中国沙棘幼苗雌、雄株的株高和基径生长以及各器官生物量均表现出低浓度(<50 mg·kg^-1)促进,高浓度(> 100 mg·kg^-1)抑制的现象;低浓度Cd处理下雌株的株高、基径增长率和生物量的增幅均高于雄株;高浓度Cd处理下(200 mg·kg^-1)雄株株高增长率、叶生物量和总生物量分别较CK显著降低,而雌株均未显著下降。(2)随着Cd浓度升高,雌、雄株叶片光合色素含量和抗氧化酶活性呈先升后降的变化趋势,丙二醛(MDA)和渗透调节物质含量呈上升趋势;Cd浓度为50～200 mg·kg^-1时,雌株叶片的光合色素含量、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量均高于雄株,而MDA含量始终低于雄株。(3)随着Cd浓度升高,雌、...     

生物炭调控盐胁迫下水稻幼苗耐盐性能

土壤盐渍化降低土壤生产力。探索生物炭对盐胁迫下水稻幼苗耐盐性能的影响,对调控盐渍区水稻生产潜力具有重要意义。本研究通过生物炭介入盐胁迫稻田土壤的盆栽试验,调查了生物炭对盐胁迫下土壤环境和水稻幼苗耐盐性能的影响。盐胁迫设置4个水平,分别为0 g NaCl·kg^-1土(S0),1 g NaCl·kg^-1土(S1),2 g NaCl·kg^-1土(S2),3 g NaCl·kg^-1土(S3)。生物炭设置2个水平,分别为0 g生物炭·kg^-1土(C0),3 g生物炭·kg^-1土(C1)。结果表明:生物炭介入盐胁迫土壤,显著提高了水稻幼苗地上部干物重,有效改善了水稻幼苗农艺性状,显著提高了水稻幼苗茎秆中全钾含量,显著提高水稻幼苗钾钠比79.61%,提高了水稻幼苗耐盐性。生物炭介入也对水稻幼苗抗氧化性能有改善作用,显著降低了水稻幼苗中丙二醛含量,平均显著降低14.25%,抑制膜脂过氧化作用,提高抗氧化能力,减轻盐胁迫对水稻幼苗的伤害。水稻幼苗收获后土壤中水溶性氯离子和水溶性钠离子含量在生物炭介入条件下分别显著降低9.13%、17.77%。因此,添加适量生物炭能有效降低土壤水溶性盐含量,改善土壤盐胁迫环境,提升水稻对盐渍土壤的适应能力。     

热带、亚热带典型森林-土壤系统植硅体碳演变规律

分别选取中国亚热带毛竹林、马尾松林、青冈林、杉木林和热带青梅林、芭蕉林、橡胶林、马占相思林8种森林类型,采集其鲜叶、凋落叶以及0～10和10～30 cm土层土壤,通过微波消解法提取其中的植硅体,并采用碱溶法测定植硅体中碳含量.结果表明: 4种亚热带森林类型鲜叶、凋落叶和0～10 cm土层中植硅体碳含量均以马尾松林(230.24、229.17、20.87 g·kg^-1)最高,毛竹林(30.55、37.37、3.38 g·kg^-1)最低,10～30 cm土层则以青冈林(18.54 g·kg^-1)最高,毛竹林(2.90 g·kg^-1)最低.热带森林鲜叶中植硅体碳含量以马占相思林(377.66 g·kg^-1)最高,青梅林(46.83 g·kg^-1)最低,凋落叶中则是橡胶林(218.23 g·kg^-1)最高,芭蕉林(27.66 g·kg^-1)最低,而0～10和10～30 cm土层土壤中均以马占相思林(23.84、24.90 g·kg^-1)最高,芭蕉林(3.89、3.93 g·kg^-1)最低.与0～10 cm表层土相比,杉木林、青冈林、马尾松林、毛竹林、橡胶林、马占相思林、芭蕉林和青梅林鲜叶植硅体碳含量分别下降97.4%、94.9%、90.9%、88.9%、95.9%、93.7%、93.3%和63.7%.青冈林、芭蕉林和马占相思林鲜叶植硅体碳含量显著高于凋落叶,而毛竹林、马尾松林、杉木林、青梅林和橡胶林之间无显著差异.8种森林类型土壤植硅体碳含量均显著低于鲜叶和凋落叶,表明植硅体在通过凋落物释放到土壤的过程中是不稳定的.     

外源水杨酸对NaCl胁迫下大豆种子萌发和幼苗生长生理的影响

以大豆种子、幼苗为试验材料,采用砂培的方法,研究了0.2mmol·L-1外源水杨酸(SA)对100mmol·L-1 NaCl胁迫下大豆种子萌发、幼苗形态及生物量、膜脂过氧化和抗氧化酶活性的影响。结果显示:NaCl胁迫下,大豆种子萌发和幼苗生长受到显著抑制,且随着胁迫时间的延长(0~3d),大豆幼苗相对电解质渗漏率、硫代巴比妥酸活性产物(TBARS)含量显著升高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均明显降低。外源SA促进NaCl胁迫下大豆种子萌发和根茎生长,增加幼苗生物量积累,降低幼苗叶片相对电解质渗漏率和TBARS含量,增强其叶片SOD、CAT、APX活性。研究表明,NaCl胁迫能显著抑制大豆种子萌发和幼苗生长,而一定浓度的外源SA能有效提高NaCl胁迫下大豆种子活力及幼苗抗氧化酶活性,减轻膜脂过氧化程度,缓解NaCl胁迫所造成的伤害,提高大豆幼苗抗盐胁迫的能力。     

NO对盐胁迫下长春花种子萌发和幼苗生理代谢的影响

为探讨NO对盐胁迫下长春花（Catharanthus roseus）种子萌发及幼苗生长的缓解作用,在50 mmol·L^-1 NaCl胁迫下,研究了不同浓度外源NO供体硝普钠（SNP）处理对长春花种子萌发及幼苗生理代谢的影响。研究表明：盐胁迫抑制长春花种子萌发,0.1 mmol·L^-1 SNP缓解盐胁迫对长春花种子萌发和幼苗生长效果最好,显著提高种子发芽率、发芽指数、活力指数和叶片中脯氨酸（Pro）含量,降低了丙二醛（MDA）含量,0.1~0.5 mmol·L^-1 SNP下硝酸还原酶（NR）活性增强,大于0.5 mmol·L^-1 SNP加重盐胁迫伤害。适当浓度的NO可有效缓解盐胁迫对长春花种子和幼苗的伤害。     

A new concept for reduction of diffuse contamination by simultaneous application of pesticide and pesticide-degrading microorganisms

Pesticide residues and their transformation products are frequently found in groundwater and surface waters. This study examined whether adding pesticide-degrading microorganisms simultaneously with the pesticide at application could significantly reduce diffuse contamination from pesticide use. Degradation of the phenoxyacetic acid herbicides MCPA (4-chloro-2-methylphenoxyacetic acid) and 2,4-D (2,4-dichlorophenoxyacetic acid) was studied in soil microcosm experiments after simultaneous spraying of herbicide and herbicide-degrading bacteria on an agricultural soil and on a sand with low degradation potential. The latter represented pesticide use on non-agricultural soils poor in microbial activity. Degradation and possible loss of herbicidal effect were also tested in a system with plants and the amounts of bacteria needed to give satisfactory MCPA-degradation rate and the survival of degrading bacteria in formulated MCPA were determined. The results showed >80–99% degradation of 2,4-D and MCPA in soil within 1 day and >99% within 3 days after inoculation with 10⁵–10⁷ herbicide-degrading bacteria g⁻¹ dry weight of soil. Enhanced degradation of MCPA was also obtained in the presence of winter wheat and white mustard without loss of the intended herbicidal effect on white mustard. The survival of an isolated MCPA-degrading Sphingomonas sp. in three realistic concentrations of formulated MCPA was very poor, showing that in practical applications direct contact between the microorganisms and the pesticide formulation must be precluded. The applicability and economic feasibility of the method and the information needed to obtain a useable product for field use are discussed.     

Unraveling uncultivable pesticide degraders via stable isotope probing (SIP)

Uncultivable microorganisms account for over 99% of all species on earth, playing essential roles in ecological processes such as carbon/nitrogen cycle and chemical mineralization. Their functions remain unclear in ecosystems and natural habitats, requiring cutting-edge biotechnologies for a deeper understanding. Stable isotope probing (SIP) incorporates isotope-labeled elements, e.g. ^13?C, ^18?O or ^15?N, into the cellular components of active microorganisms, serving as a powerful tool to link phylogenetic identities to their ecological functions in situ. Pesticides raise increasing attention for their persistence in the environment, leading to severe damage and risks to the ecosystem and human health. Cultivation and metagenomics help to identify either cultivable pesticide degraders or potential pesticide metabolisms within microbial communities, from various environmental media including the soil, groundwater, activated sludge, plant rhizosphere, etc. However, the application of SIP in characterizing pesticide degraders is limited, leaving considerable space in understanding the natural pesticide mineralization process. In this review, we try to comprehensively summarize the fundamental principles, successful cases and technical protocols of SIP in unraveling functional-yet-uncultivable pesticide degraders, by raising its shining lights and shadows. Particularly, this study provides deeper insights into various feasible isotope-labeled substrates in SIP studies, including pesticides, pesticide metabolites, and similar compounds. Coupled with other techniques, such as next-generation sequencing, nanoscale secondary ion mass spectrometry (NanoSIMS), single cell genomics, magnetic-nanoparticle-mediated isolation (MMI) and compound-specific isotope analysis (CSIA), SIP will significantly broaden our understanding of pesticide biodegradation process in situ.     

有机磷农药对韭菜虫害的防治效果及农药的微生物降解

采用3．00kg(a．i)·hm^-2辛硫磷和2．63kg(a．i)·hm^-2甲基对硫磷来防治韭菜蓟马。3d后与不施农药的对照相比,虫口减退率分别达到98．28％和98．39％;20d后虫口减退率分别达到89．94％和94．04％．用浓度分别为15．00、18．00和21．00kg(a．i)·hm^-2的辛硫磷来防治韭蛆,3d后与不施农药的对照相比,虫口减退率分别达到了80．77％、93．10％和96．98％;35d后虫口减退率分别达到了92．44％、95．0596和96．81％．施用降解菌剂对防治蓟马和韭蛆没有不良影响,但可显著降低韭菜中的农药含量．蓟马施药防治后3d喷施45．00L·hm^-2的降解菌剂,3d后与不施菌对照相比,辛硫磷和甲基对硫磷的降解率分别为99．52％和98．83％;20d后韭菜(苔)中农药含量均检测不出．韭蛆施药防治后3d灌施75．00L·hm^-2降解菌剂,35d后不同辛硫磷施用量的降解率分别为100％、100％和99．69％．     

Fate of Pesticides in the Environment and its Bioremediation

The present paper is an overview of the presence and fate of pesticides as persistent organic pollutants in the environment as well as of the potential for their detoxification, also combined with chemical and physical treatment. It contains information gathered from a range of currently available sources. The fate of pesticides in the environment is analyzed considering the processes that determine their persistence and mobility, grouped into transport, transfer and transformation processes. Few pesticide characteristics such as persistence, mobility and biodegradability are emphasized. The fate of a pesticide and the potential for its persistence and mobility from the site of application are considered to be affected by the chemical and physical properties of the pesticide, site characteristics such as soil and groundwater individuality, climate and local weather conditions, biological population, and the handling practices of the pesticide user. Bioremediation, as one of the most environmentally‐sound and cost‐effective methods for the decontamination and detoxification of a pesticide‐contaminated environment is discussed especially considering the factors affecting the biodegradability of pesticides such as biological factors and the characteristics of the chemical compounds. In situ and ex situ bioremediation as possible types of bioremediation activities are weighted up. Also, the paper includes some considerations for developing strategies regarding the choice of bioremediation technology, as well as advantages and disadvantages of the bioremediation of environmental components polluted with pesticides.     

污染土壤中有机磷农药降解菌的分离及其多样性

采用添加有机磷农药的选择性培养基,在长期受有机磷农药污染的土壤中分离到7株有机磷农药降解菌,经生理生化鉴定和系统发育分析,菌株mp-1鉴定为Pseudaminobactersp.,菌株mp-2为Alcaligenessp.,菌株mp-7为Brucellasp.,其他菌株为Ochrobactrumsp.。16SrDNA序列同源性比较、系统发育分析和染色体ERIC-PCR指纹图谱扩增表明有机磷农药长期污染的土壤中有机磷农药降解菌具有丰富的多样性。     

金属结合蛋白(肽)与环境重金属生物修复

重金属污染是全球关注的重要环境问题。针对重金属的生物修复技术 ,因其特有的优势 ,越来越受到重视 ,其中一个重要的研究领域是利用金属离子和金属结合蛋白或结合肽之间存在的强亲和能力特性进行的生物修复研究。就金属结合蛋白 (肽 )的种类、结构特点、以及金属结合的作用机理进行了总结 ,同时综述了展示或表达有不同金属结合蛋白或结合肽的微生物和植物对重金属污染进行生物修复的最新研究进展 ,对基于金属结合蛋白 (肽 )的环境重金属生物修复的进一步研究 (如肽库的构建和筛选 ,金属与蛋白 (肽 )的相互作用 )进行了讨论。     

微生物分子生态学技术及其在环境污染研究中的应用

较为系统地概述了核酸探针检测技术、利用引物的PCR技术、DNA序列分析技术和电泳分离及显示技术在国内外的研究进展,并探讨了这些技术在环境污染研究中的应用及其方向。结果表明,这些被认为是重要的微生物分子生态学技术,在探索微生物与污染环境之间的相互关系中发挥了重要作用。促进了污染环境的微生物遗传适应进化机制的研究,污染物的微生物降解有关基因的定位及微生物工程菌的构建等方面的工作,从而推进了污染环境微生物修复的分子生态学的发展。     

多功能降解菌Pseudomonas putida KT2440-DOP的构建与降解特性研究

三唑磷水解酶基因为研究发现的一个新的广谱有机磷水解酶基因,通过PCR从有机磷降解菌株Ochrobactrumsp.mp-4总DNA扩增了tpd,将tpd定向克隆到pBBRMCS-5载体上,构建重组质粒pTPD,在辅助质粒pRK2013的帮助下,通过三亲接合将pTPD转移到模式菌株Pseudomonas putidaKT2440中,获得的工程菌PseudomonasputidaKT2440-DOP可以降解多种有机磷农药及芳香烃化合物;KT2440-DOP的有机磷水解酶活较出发菌株MP-4提高了一倍左右,且遗传性状稳定。