稳定碳同位素技术在土壤-植物系统碳循环中的应用

碳作为重要的生命元素,在土壤-植物系统物质循环中发挥重要作用.作为一种天然的示踪物,稳定碳同位素（13C）较放射性同位素具有安全、无污染、易控制的优点,在土壤-植物生态系统碳循环研究中得到广泛应用.通过检测土壤-植物体系中稳定碳同位素的自然丰度或采用稳定碳同位素标记有机材料,能够较真实地了解植物的光合特性、光合产物在土壤-植物体系中的运转及其在土壤中的分解、转化等过程.本文概述了稳定碳同位素技术在植物光合作用及光合产物运转、古气候重建、土壤有机质周转以及植物-根际微生物相互作用等方面的研究进展,并针对当前研究中存在的问题提出了今后的研究展望.     

填埋覆土甲烷氧化微生物及甲烷氧化作用机理研究进展

甲烷是一种长期存在于大气中的温室气体,它对温室效应的贡献率是二氧化碳的26倍.生活垃圾填埋场是大气甲烷的主要产生源之一,由其产生的甲烷约占全球甲烷排放总量的1.5%～15%.甲烷氧化微生物在调节全球甲烷平衡中起着重要作用.垃圾填埋场覆土具有相当强的甲烷氧化能力.填埋覆土甲烷氧化菌及其氧化作用机理的研究,已成为环境微生物学研究领域的热点之一.本文对生活垃圾填埋场填埋覆土中甲烷氧化微生物、甲烷氧化机理及动力学机制、甲烷与微量填埋气体的共氧化机制以及影响甲烷氧化的环境因子研究的最新进展进行综述,并对生活垃圾填埋场甲烷氧化微生物的研究进行展望.     

超富集植物短毛蓼对锰的富集特征

通过野外调查和营养液培养试验,研究了锰在短毛蓼体内的富集特征和对其生长的影响.在锰含量高达2.5×105mg/kg的锰矿废弃地上短毛蓼生长良好,叶锰含量高达1.66×104mg/kg.营养液培养条件下,随着生长介质中Mn浓度的升高,短毛蓼根、茎、叶中的Mn含量逐渐增加,当锰供应水平为1.000mmol/L时,叶锰含量超过10000mg/kg;当锰供应水平为20 000mmol/L时,短毛蓼仍能生长,根、茎和叶3部分的锰含量均达到最大值,分别为9923,18112mg/kg和55750mg/kg.在所有锰供应水平下,短毛蓼茎和叶中的锰含量都比根部的高.结果表明,短毛蓼是一种锰超富集植物,这一发现为锰污染土壤的植物修复和探讨锰在植物体内的超富集机理提供了一种新的种质资源.     

中国首次发现的锰超积累植物——商陆

自2000年以来。对位于湖南省湘潭锰矿污染区的植物和土壤进行了一系列的野外调查,以着力寻找锰的超积累植物。结果表明。商陆科植物商陆对锰具有明显的富积持性。叶片内锰含量最高达l9299mg／kg。这一发现填补了我国锰超积累植物的空白。为探讨锰在植物体中的超积累机理和锰污染土壤的植物修复提供了一种新的种质资源。     

耐碱反硝化菌株的分离鉴定与功能检测

【目的】分离获得耐碱反硝化菌株,确定其反硝化活性和耐碱能力。【方法】分离、纯化,获得耐碱反硝化菌株;通过形态观察、生理生化试验和16S rRNA基因测序分析,确定菌株分类地位;试验起始硝酸盐浓度和起始pH对分离菌株反硝化活性的影响。【结果】从实验室稳定运行的高效反硝化反应器中分离获得耐碱反硝化菌株R9,经鉴定归于Diaphorobater nitroreducens;菌株R9能够以甲醇为电子供体、硝酸盐为电子受体进行异养生长,当起始硝氮浓度为50 mg/L、起始pH为9.0时,288 h内硝氮去除率达93.25%;高浓度硝氮可抑制其反硝化活性,半抑制常数Ki为202.73 mg N/L;菌株R9的耐碱性良好,起始pH为11.0时的硝氮去除率是pH为9.0时的86%。【结论】菌株R9归于Diaphorobater nitroreducens,最适生长pH为9.0左右,是一株耐碱反硝化菌。     

厌氧氨氧化菌火山口结构

厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation, anammox)是微生物学、地质学和环境学领域的重要反应,厌氧氨氧化菌(anaerobic ammonium-oxidizing bacteria, AnAOB)是厌氧氨氧化的驱动器,探明AnAOB的生物学性状对厌氧氨氧化的应用具有重要意义。火山口结构是AnAOB的标志性微观结构,也是AnAOB的重要识别特征。由于迄今没有获得AnAOB纯培养物,相关研究进展缓慢。本文对AnAOB及其所归属的浮霉状菌的火山口结构研究进展作了综述,探讨了火山口结构的形态特征、生理功能和生态意义,得出以下结论:(1) AnAOB的火山口结构均匀分布在细胞表面,其直径约5 nm;(2) AnAOB的火山口结构推测向外可连通细胞外膜和内膜,向内可与厌氧氨氧化体膜相连,对于物质转运及转化具有重要意义;(3)火山口结构具有遗传稳定性,其形成可能与鞭毛脱落相关;(4) AnAOB的火山口结构可能通过促进细胞物质交流、信息通讯等在维持其生态位稳定方面起作用。     

降解苯胺和氯苯胺类污染物好氧污泥颗粒化及微生物种群结构分析

以序批式气提生物反应器(SABR)为平台,研究了苯胺和氯苯胺类有毒有机废水处理过程好氧污泥颗粒化。结果表明,通过缩短污泥沉降时间、逐步提升目标污染物进水负荷,反应器连续运行3个月,最终在污泥沉降时间5min、COD负荷1.0~3.6kg/(m3.d)、苯胺和氯苯胺负荷1kg/(m3.d)条件下实现污泥颗粒化,COD、苯胺和氯苯胺去除率分别稳定在90%、99.9%以上;获得的成熟好氧颗粒粒径在0.45~2.5mm,SOUR稳定在150mgDO/(gVSS·h)以上,颗粒污泥EPS中PN含量为28.0±1.9mg/gVSS,PN/PS比值为6.5mg/mg,苯胺类比降解速率达0.18g/(g·d);应用PCR-DGGE分子指纹图谱技术分析了稳定运行的颗粒化反应器内好氧污泥微生物种群结构,结果表明好氧颗粒内主要细菌分属β-Proteobacteria、γ-Proteobacteria及Flavobacteria等类群,优势菌为Pseudomonas sp.、Flavobacterium sp.;与已获得的降解氯苯胺好氧颗粒相比,苯胺存在下培养获得的好氧颗粒污泥微生物菌群结构更为丰富。     

稳定碳同位素技术在土壤-植物系统碳循环中的应用

碳作为重要的生命元素,在土壤 植物系统物质循环中发挥重要作用.作为一种天然的示踪物,稳定碳同位素（¹³C）较放射性同位素具有安全、无污染、易控制的优点,在土壤 植物生态系统碳循环研究中得到广泛应用.通过检测土壤 植物体系中稳定碳同位素的自然丰度或采用稳定碳同位素标记有机材料,能够较真实地了解植物的光合特性、光合产物在土壤 植物体系中的运转及其在土壤中的分解、转化等过程.本文概述了稳定碳同位素技术在植物光合作用及光合产物运转、古气候重建、土壤有机质周转以及植物 根际微生物相互作用等方面的研究进展,并针对当前研究中存在的问题提出了今后的研究展望.     

沉水植物化感作用控藻能力评述

沉水植物所释放的化学物质对藻类的抑制作用是浅水湖泊维持清水状态的机制之一.本文从具有化感活性的沉水植物在湖泊中出现的频度、盖度、化感物质的种类、抑藻效应等方面对化感控藻进行了评述.已有研究结果表明：穗花狐尾藻、金鱼藻、伊乐藻等是具有很高活性的沉水植物,尤其是在其生物量达到一定程度,且湖泊中的优势藻为较敏感的种类时,沉水植物分泌的化感物质对浮游藻类的抑制作用更强;沉水植物释放的多酚类等化感物质具有控藻能力;化感物质对于不同种类藻的抑制作用具有选择性,蓝藻和硅藻比绿藻更为敏感,附生藻类通常比浮游藻类具有更高的耐受性;环境因素如光照、营养限制、温度等会显著影响沉水植物化感作用效果.沉水植物的化感控藻研究尚处于初始阶段,关于环境因素对化感作用的影响、化感物质的分离鉴定、选择性抑藻机理以及化感物质代谢途径等方面还有待深入、全面的研究.     

锰超富集植物垂序商陆(Phytolacca americana L.)的认定

针对目前国内锰超富集植物商陆属（Phytolacca）植物名称混乱的状态,在重新审查锰超富集植物——商陆（Phytolaccaacinosa Roxb．）的野外标本和温室培养植物的基础上,比对中国科学院昆明植物所标本馆的腊叶标本,并查阅相关文献资料。以期正确认定锰超富集累植物的学名。结果表明,湘潭锰矿尾矿废弃地原生的锰超富集植物实为垂序商陆（Phytolacca americana L）,国内外相关研究论文中出现的商陆和美洲商陆实为垂序商陆的同物异名。这一植物名称的认定,将对避免锰超富集植物研究重复进行、保证相关研究正常有序开展具有重要意义。