蚯蚓作用下污泥重金属形态变化及其与化学生物学性质变化的关系

城市污泥处理是一项世界性难题,污泥农业利用是其最简单有效的资源化利用方式之一,但污泥中较高的重金属含量限制了其实际推广应用,利用蚯蚓-超富集植物联合修复污泥重金属的方法已引起国内外研究者的关注。以新鲜城市脱水污泥为研究对象,接种赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)进行室内培养试验,系统研究蚯蚓作用下污泥重金属形态的变化,及其与污泥氧化还原条件、化学和微生物性质变化的关系,以期为蚯蚓-超富集植物联合修复技术在污泥重金属处理中的应用提供理论依据。结果表明,试验前期蚯蚓在污泥中能正常生长和存活,前20 d总生物量增加了52%。蚯蚓可以显著促进污泥中的Cu、Zn、Cd、Ni等重金属从残渣态和铁锰态等稳定形态向交换态和水溶态等有效形态转化。还可以显著降低污泥中还原性物质的含量,减缓p H值下降速度,降低总有机碳含量,促进铵态氮向硝态氮转化,减少污泥微生物的数量并增加其种群活性。蚯蚓作用下,污泥中重金属的活化程度与还原性物质的含量呈显著负相关,而与微生物种群的活性呈显著正相关(P0.05)。综上所述,蚯蚓可以促进污泥重金属的活化,并改善污泥的肥力条件,为修复植物在污泥中的正常生长和对重金属离子的快速吸收提供有利条件。     

中药渣蚓粪对玉米生长及土壤肥力特性的影响

采用盆栽试验,研究了中药渣蚓粪对玉米生长及土壤肥力的影响.结果表明: 随着蚓粪施用量的增加,玉米的株高、茎粗、叶面积、叶绿素含量均显著增加;生长60 d收获时,多数蚓粪处理的土壤容重显著降低;蚓粪处理的土壤pH显著高于对照和相应的化肥处理.蚓粪处理的土壤全氮、有机质含量也明显高于化肥处理,且随蚓粪施用量的增加,效果越趋显著.中药渣蚓粪可作为一种高效有机肥,其合理施用有助于改善土壤物理结构,缓解土壤的酸化进程,提高土壤有机质和氮素含量,有效促进作物生长.     

赤子爱胜蚓对两种土壤中细菌群落结构组成及多样性的影响

本研究探讨赤子爱胜蚓（Eisenia fetida）对不同土壤细菌群落结构的影响,以便利用蚯蚓改善土壤生物学质量。选取华南地区赤红壤和水稻土,分别接种赤子爱胜蚓进行10 d室内盆钵培养,运用16S rDNA Illumina Miseq高通量测序技术对培养前后土壤的细菌群落结构进行分析。结果显示：（1）经赤子爱胜蚓取食后,两种土壤的细菌群落结构均发生了改变。赤红壤中增加了5个非优势细菌门,分别为FBP、纤维杆菌门（Fibrobacteres）、OP11、柔膜菌门（Tenericutes）和Thermi;Cytophagia、Spartobacteria和疣微菌纲（Verrucomicrobiae）从非优势细菌纲变为优势细菌纲;Solibacteres从优势细菌纲变为非优势细菌纲。水稻土中海绵菌门（Poribacteria）为新增加的1个非优势细菌门;螺旋体门（Spirochaetes）从非优势细菌门变为优势细菌门;4个非优势细菌门消失,分别为SBR1093、SC4、WS4和WS5;螺旋体纲（Spirochaetes）和疣微菌纲从非优势细菌纲变为优势细菌纲;浮霉菌纲（Planctomycetia）从优势细菌纲变为非优势细菌纲;酸杆菌门（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、厚壁菌门（Firmicutes）、浮霉菌门（Planctomycetes）、变形菌门（Proteobacteria）和疣微菌门（Verrucomicrobia）依然是两种土壤中的优势类群;（2）赤红壤中酸杆菌门的相对丰度显著下降44.90%,拟杆菌门的相对丰度显著上升14.88%;水稻土中酸杆菌门、绿弯菌门、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、硝化螺旋菌门（Nitrospirae）、浮霉菌门和疣微菌门等6种细菌类群的相对丰度分别显著下降49.05%、20.44%、64.01%、35.00%、33.56%和24.38%,而拟杆菌门和螺旋体门的相对丰度分别显著上升28.85%和154.17%;（3）两种土壤细菌丰度的变化情况存在差异：赤红壤细菌丰度呈上升趋势,水稻土细菌丰度呈下降趋势,而两种土壤的细菌多样性变化则均呈下降趋势。本研究说明,经赤子爱胜蚓取食后赤红壤和水稻土的细菌群落结构组成和多样性均发生变化,为深入理解蚯蚓与土壤微生物群落的相互作用机制提供参考依据。     

蚯蚓在重金属污染土壤生物修复中的应用潜力

综述了不同生态类型的蚯蚓的特性及其土壤生态功能;总结了其对土壤重金属富集和有效性的作用及影响重金属活化的机理,并指出目前相关的生物化学机理研究的不足及其未来研究方向.同时,文章针对蚯蚓在农业和环境领域的应用现状,提出其应用于重金属污染土壤的植物提取技术的可能性,在未来工作中应加强真实污染土壤室内模拟和田间试验研究,进一步探索筛选和繁育本地蚯蚓品种以及添加有机物等相关技术.     

孕晚期GDM孕妇阴道菌群与阴道上皮细胞的

摘要：目的 探究孕晚期妊娠期糖尿病（GDM）孕妇阴道菌群与阴道上皮细胞的自噬和应激水平的相关性。方法 选取陆军军医大学第一附属医院2018年9月至2019年1月诊断及治疗的孕晚期GDM孕妇23例作为GDM组,选取同时段、同年龄段产检正常的孕妇23例作为对照组。对两组孕妇阴道菌群及自噬和应激水平进行检测,使用Pearson相关性分析探究菌群指标与自噬和应激水平间的相关性。结果 两组阴道细菌构成存在差异,GDM组在毛螺菌科、双歧杆菌目、普雷沃菌属、詹氏乳杆菌、双歧杆菌科、加德纳菌属的相对丰度大于对照组,对照组在乳杆菌属、卷曲乳杆菌、惰性乳杆菌、假单胞菌目、假单胞菌属、气球菌科的相对丰度大于GDM组。GDM组p62相对表达量显著低于对照组（t=3.903,P<0.001）,hsp70相对表达量显著高于对照组（t=5.704,P<0.001）。Pearson相关性分析结果显示,双歧杆菌目、加德纳菌属与p62水平呈显著负相关（r=-0.407、-0.482,P=0.009、0.002）,双歧杆菌科与hsp70呈显著正相关（r=0.448,P=0.004）;乳杆菌属与p62呈显著正相关（r=0.437,P=0.011）,与hsp70水平呈显著负相关（r=-0.475,P=0.005）。结论 孕晚期GDM孕妇阴道菌群与阴道上皮细胞自噬和应激水平存在一定相关性。     

赤子爱胜蚓和毛利远盲蚓对添加造纸污泥土壤的化学和生物学特征的影响

将赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)和毛利远盲蚓(Amynthas morrisi)接种于混合15%造纸污泥的旱地土和水稻土中,研究不同蚯蚓对不同混合污泥土壤的化学和生物学性状的作用。主成分分析结果显示蚯蚓对混合污泥土壤化学和生物学性质影响与土壤类型和蚯蚓种间差异密切相关(P0.05)。方差分析结果显示:(1)在混合污泥旱地土处理中,与对照相比,E.foetida处理的混合污泥土壤pH和Eh分别显著降低了0.22和13个单位(P0.05),有机碳和微生物量碳含量,以及过氧化氢酶,N-乙酰-氨基葡萄糖苷酶、脲酶和酸性磷酸酶活性分别降低了22.8%、43.8%、12.4%、48.4%、44.0%和40.7%(P0.05),而荧光素二乙酸酯酶活性增加了57.4%(P0.05);A.morrisi处理的混合污泥土壤碱解氮含量、过氧化氢酶、N-乙酰-氨基葡萄糖苷酶和脲酶活性分别明显下降了16.5%,12.4%、33.9%和45.5%(P0.05)。另外,两种蚯蚓相比较,E.foetida活动后混合污泥旱地土壤pH和Eh值、有机碳含量和碳氮比分别比A.morrisi活动后土壤降低0.17和10个单位、24.9%和2.26个单位,而代谢熵和荧光素二乙酸酯酶活性显著增高(P0.05)。(2)在混合污泥水稻土处理中,与对照相比,E.foetida处理的混合土壤有机碳含量和碳氮比显著提高20.9%和1.02个单位(P0.05),全钾含量和呼吸速率明显降低6.11%和33.8%(P0.05);而与对照相比,A.morrisi处理的混合土壤的速效钾含量和过氧化氢酶活性显著提高13.2%和10.8%(P0.05),但β-葡萄糖苷酶和荧光素二乙酸酯酶活性分别下降46.7%和34.4%(P0.05)。两种蚯蚓相比较,E.foetida处理后混合污泥水稻土的有机碳含量比A.morrisi处理显著增加了15.7%,碳氮比增加0.84个单位,速效钾、呼吸速率和过氧化氢酶活性减少11.4%、36.5%和5.51%(P0.05)。综上所述,蚯蚓能显著影响混合造纸污泥土壤的化学和生物学特征。蚯蚓在高有机碳和低粘粒含量旱地土壤中活动,能够加速有机碳的分解和释放,降低与土壤有机质分解和养分转化相关的酶活性和微生物量,但增加微生物总体活性;而蚯蚓在低有机碳和高粘粒含量水稻土壤中活动,则能够有助于土壤有机碳储存,对养分和微生物活性的影响相对较小。与A.morrisi相比较,E.foetida对混合污泥旱地土有机碳的分解和释放、微生物活性的提高,以及混合污泥水稻土有机碳的储存等方面的能力均较强,而对混合污泥水稻土钾素转化能力相对较弱。由于造纸污泥具有高有机碳和低养分含量特征,因此污泥农用仍需考虑按一定比例配施高养分含量有机物料。同时,进一步根据土壤类型和选择适宜的蚯蚓品种进行较长期的小区和大田试验,将能够为污泥农用提供更多科学参考。     

蚯蚓堆制处理对农业有机废弃物的化学及生物学影响的主成分分析

在实验室可控条件下,以碳氮比28.7∶1的农业有机废弃物(牛粪和稻秆)为赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)的培养基质,研究蚯蚓的堆制作用对有机物料的化学及生物学特性的影响.结果表明:蚯蚓堆制处理30 d后,基质pH值、碳氮比显著降低,全磷显著升高,而全氮、碱解氮、可溶性碳、速效磷、微生物生物量碳、呼吸速率和微生物熵分别提高8.5％、2.6％、1.8％、6.3％、21.2％、4.4％和30.0％,有机质、呼吸熵分别降低5.0％和21.9％.蚯蚓堆制处理后物料具有较高的转化酶、酸性和碱性磷酸酶活性,较低的过氧化氢酶和脲酶活性.多元数据分析结果显示,自然堆制和蚯蚓堆制处理物料的化学和生物学特性均呈现显著的差异性.蚯蚓堆制处理优于自然堆制处理,可以明显改善有机物料的化学、生物学性质,是一种高效率处理农业有机废弃物的技术.