产铁载体菌株的分离、培养条件优化及初步应用

【背景】微生物菌肥是推动绿色农业发展的关键。铁载体是由植物根际微生物产生的一类低分子量金属离子螯合物,可通过螯合Fe³⁺促进植物生长,因此,筛选具有高产铁载体功能的菌种意义重大。【目的】从植株根际土壤中分离高产铁载体微生物,为开发植物根际促生菌提供种质资源。【方法】采用chrome azurol sulfonate （CAS）平板覆盖法分离、纯化获得高产铁载体真菌菌株,通过形态观察及18S r RNA基因序列分析对菌株进行鉴定,在此基础上,采用单因素实验法优化其产铁载体条件,并通过上海青水培试验,初步考察菌株的促生效应。【结果】分离获得4株产铁载体真菌菌株,其中一株菌产铁载体能力相对较强,编号为RL1,初步鉴定为黑曲霉（Aspergillus niger）。RL1的最佳产铁载体培养条件为：初始p H 5.0,碳源葡萄糖含量5 g/L,温度20°C,培养时间5 d,转速60 r/min。随着RL1菌悬液浓度的增加,上海青植株的鲜重和叶片光合色素含量均逐渐增大。当施加最大浓度孢子菌悬液（3.2×10⁸ CFU/m L）时,植株的总鲜重量和茎叶鲜重...     

淹水培养条件下土壤微生物生物量碳、氮和可溶性有机碳、氦的动态

以洞庭湖区2个典型水稻土（红黄泥和紫潮泥）为对象,研究了25℃、淹水培养条件下稻草-硫铵配施和单施硫铵处理土壤微生物生物量碳、氮（SMBC、SMBN）和可溶性有机碳、氦（SDOC、SDON）的动态变化．结果表明,SMBC、SMBN和SDOC、SDON在培养前期达到峰值,之后降低,并趋于稳定．添加底物后,2种土壤不同处理土壤微生物生物量碳与有机碳（SMBC／TC）和土壤微生物生物量氮与全氮（SMBN／TN）的平均值都在2％-3％之间变化;可溶性碳与全碳（SDOC／TC）的平均值为1％左右,可溶性氮与全氮（SDON／TN）平均值为5％-6％．2种土壤中SMBC峰值单施硫铵处理最大,但与稻草-硫铵配施处理差异均不显著;SMBN、SDOC和SDON峰值稻草-硫铵配施最大．稻草．硫铵配施与单施硫铵处理中,低肥力红黄泥的SMBN、SDOC和SDON峰值差异显著;而高肥力紫潮泥SMBN和SDOC峰值差异不显著．前7d,SMBC／SMBN〈10;14d后,同一时刻单施硫铵处理SMBC／SMBN〉稻草．硫铵配施．不同处理的SDOC!SDON3d时最大．28d时最小．     

淹水培养条件下土壤微生物生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮的动态

以洞庭湖区2个典型水稻土(红黄泥和紫潮泥)为对象,研究了25 ℃、淹水培养条件下稻草硫铵配施和单施硫铵处理土壤微生物生物量碳、氮(SMBC、SMBN)和可溶性有机碳、氮(SDOC、SDON)的动态变化.结果表明,SMBC、SMBN和SDOC、SDON在培养前期达到峰值,之后降低,并趋于稳定.添加底物后,2种土壤不同处理土壤微生物生物量碳与有机碳(SMBC/TC)和土壤微生物生物量氮与全氮(SMBN/TN)的平均值都在2%～3%之间变化;可溶性碳与全碳(SDOC/TC)的平均值为1%左右,可溶性氮与全氮（SDON/TN)平均值为5%～6%.2种土壤中SMBC峰值单施硫铵处理最大,但与稻草硫铵配施处理差异均不显著;SMBN、SDOC和SDON峰值稻草硫铵配施最大. 稻草-硫铵配施与单施硫铵处理中,低肥力红黄泥的SMBN、SDOC和SDON峰值差异显著;而高肥力紫潮泥SMBN和SDOC峰值差异不显著.前7 d,SMBC/ SMBN＜10;14 d后,同一时刻单施硫铵处理SMBC/SMBN＞稻草-硫铵配施.不同处理的SDOC/SDON 3 d时最大,28 d时最小.     

15N交叉标记有机与无机肥料氮的转化与残留

有机无机肥配施能够培肥土壤,改善土壤氮素供给,但目前有机无机肥配施主要集中在化肥氮的研究,忽略秸秆氮对化肥氮转化的影响。为了解秸秆还田对不同氮源转化和残留的影响,采用¹⁵N对尿素和水稻秸秆进行交叉标记,在两种不同肥力水稻土 (粘土矿物类型为1 ∶ 1型红黄泥和2 ∶ 1型紫潮泥) 进行水稻盆栽试验。设置对照(CK),单施尿素(¹⁵NU)、标记尿素与稻草配施(¹⁵NU-S) 和标记稻草与尿素配施(¹⁵NS-U)4个处理。结果表明,水稻吸收的氮素60%以上来自土壤氮,土壤氮素肥力相对较低的红黄泥较之紫潮泥对肥料氮的依赖更强;水稻生长期间微生物同化的尿素氮占标记底物的百分数红黄泥为1.8%-8.3%,紫潮泥为1.8%-19.2%;微生物同化的秸杆氮占标记底物的百分数红黄泥为1.7%-5.0%,紫潮泥为2.0%-6.2%。而粘土矿物固持的尿素氮占标记底物的百分数,红黄泥为0.3%-2.1%,紫潮泥为3.5%-18.7%;粘土矿物固持的秸杆氮红黄泥为0.2%-0.9%,紫潮泥为1.7%-5.0%。水稻成熟期尿素氮的残留率,红黄泥¹⁵NU处理、¹⁵NU+S分别为14.5%和17.0%,紫潮泥分别为16.9%和17.1%。秸秆氮的残留率分别为红黄泥38.8%、紫潮泥41.5%;有机无机肥配施提高了微生物同化化肥氮的能力,降低了粘土矿物晶格固持化肥氮的水平。有机无机配施提高了化肥氮利用率同时,提高了有机形态氮残留,降低了无机形态氮(矿质氮+固定态铵)的残留。     

淹水培养条件下土壤微生物生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮的动态

以洞庭湖区2个典型水稻土(红黄泥和紫潮泥)为对象,研究了25 ℃、淹水培养条件下稻草-硫铵配施和单施硫铵处理土壤微生物生物量碳、氮(SMBC、SMBN)和可溶性有机碳、氮(SDOC、SDON)的动态变化.结果表明,SMBC、SMBN和SDOC、SDON在培养前期达到峰值,之后降低,并趋于稳定.添加底物后,2种土壤不同处理土壤微生物生物量碳与有机碳(SMBC/TC)和土壤微生物生物量氮与全氮(SMBN/TN)的平均值都在2%～3%之间变化;可溶性碳与全碳(SDOC/TC)的平均值为1%左右,可溶性氮与全氮(SDON/TN)平均值为5%～6%.2种土壤中SMBC峰值单施硫铵处理最大,但与稻草-硫铵配施处理差异均不显著;SMBN、SDOC和SDON峰值稻草-硫铵配施最大.稻草-硫铵配施与单施硫铵处理中,低肥力红黄泥的SMBN、SDOC和SDON峰值差异显著;而高肥力紫潮泥SMBN和SDOC峰值差异不显著.前7 d,SMBC/SMBN＜10;14 d后,同一时刻单施硫铵处理SMBC/SMBN＞稻草-硫铵配施.不同处理的SDOC/SDON 3 d时最大,28 d时最小.     

洞庭湖区不同利用方式对土壤微生物生物量碳氮磷的影响

以湖南省沅江市典型湖垸为代表,通过密集取样分析,研究了洞庭湖区不同利用方式条件下农田土壤微生物生物量碳、氮、磷的变化及其和土壤碳、氮、磷的关系,发现水田土壤碳、氮和微生物生物量碳、氮明显高于旱地,水田土壤中双季稻高于一季稻;土壤磷的含量旱地稍高于水田,但土壤微生物生物量磷水田稍高于旱地.尽管在水田土壤中微生物生物量碳、氮有明显的不同,但水田土壤微生物生物量磷维持在相对稳定的水平.典型样区土壤微生物生物量碳占有机碳的比例为0.65%～7.24%,平均3.00%;土壤微生物生物量氮占全氮的比例为0.98%～7.41%,平均3.81%;土壤微生物生物量磷占全磷的比例为0.16%～7.54%,平均2.80%.土壤C/N为3.87～17.31,平均9.15;BC/BN为4.06～9.29,平均7.26.土壤微生物生物量碳、氮与土壤碳、氮之间存在极其显著的线性相关关系,但土壤微生物生物量磷占全磷之间相关关系不显著.土壤微生物生物量碳、氮、磷之间的相关关系达到了极显著水平.不同的利用方式和耕作制度导致了土壤碳、氮和微生物生物量碳、氮的差异,土壤微生物生物量碳、氮能够很好地反映洞庭湖区农田土壤碳、氮水平.     

亚热带不同次生林地凋落物持水特性及季节变化

为了解亚热带不同演替阶段次生林地的凋落物持水特性规律,选取湖南大山冲森林公园保存完好的三种亚热带典型次生林地,按两月一次采集新近的凋落物并采用水浸泡法测定凋落物持水量、持水率和吸水速率,对比分析不同森林类型凋落物持水性差异及其与凋落物碳氮凋落量的关系。结果表明：（1）三种次生林地凋落物量及组成均表现出特有的变化规律。针叶林和常绿阔叶林凋落物量以夏季5-9月最大,落叶阔叶林凋落物则以春、秋两个季节最大;（2）三种次生林地凋落物的饱和持水量、半饱和时间以及与水亲和力均呈现显著季节性变化特征。针叶林凋落物饱和持水量在5-7月达到最高为（59.68±2.91） g/m²,常绿阔叶林凋落物饱和持水量则在9月达到最高,落叶阔叶林凋落物饱和持水量在11月份达到最高为（190.60±8.81） g/m²;三种次生林凋落物的半饱和时间均以11月份为最低,且落叶阔叶林凋落物半饱和时间比其他两种次生林地更低,全年平均（0.62±0.12） h;凋落物的水亲和力系数,全年均以落叶阔叶林最大为142.72±26.12;（3）落叶阔叶林凋落物饱和持水率全年显著高于其他两种次生林（P<0.01）,且针叶林和落叶阔叶林凋落物饱和持水率均在11月份达到最大值;（4）落叶阔叶林凋落物吸水速率A值显著低于其他两种次生林（P<0.01）,而针叶林凋落物吸水速率系数B值显著高于其他两种次生林（P<0.01）;（5）凋落物饱和持水量与凋落物水亲和力和饱和持水率存在显著正相关关系,与凋落物凋落碳氮总量同样存在显著正相关关系;凋落物饱和持水率与凋落物半饱和时间、吸水速率系数A和B值存在显著负相关,与凋落物碳含量和C/N比极显著负相关,与凋落物氮含量极显著正相关（P<0.01）。综上,不同次生林类型凋落物持水性存在显著差异,凋落物持水性与凋落物碳氮量存在显著联系,该研究为深入探讨森林生态环境效应提供了支撑,丰富了森林凋落物持水特性的研究理论。     

一株耐Cd菌株的分离、鉴定及基本特性

【目的】从活性污泥中筛选耐镉(Cd)菌株,并研究其生长特性及对溶液中Cd~(2+)吸附的最佳条件,以期为重金属Cd污染水体的微生物修复提供菌株资源和应用技术参考。【方法】采用平板划线法,从活性污泥中分离、筛选、驯化出耐Cd菌株,通过16SrRNA基因序列分析及溶血试验、蛋白质毒素结晶试验进行初步鉴定,并采用单因素实验优化菌株的培养条件,通过正交实验确定菌粉吸附溶液中Cd~(2+)的最佳条件,同时利用SEM-EDS及FTIR分析探讨菌粉吸附Cd~(2+)的机理。【结果】经分离、驯化得到1株耐Cd细菌菌株,命名为H6,初步鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacilluscereus),最大Cd~(2+)耐受浓度为350 mg/L。菌株H6的最佳生长条件为:pH 6.0–8.0,温度28°C,转速120–210 r/min,接种量1%–5%;菌株H6在生长过程中,培养液pH值先稍微下降然后不断上升。菌粉吸附Cd~(2+)的正交优化条件为:菌粉用量0.125 g/L,吸附时间2 h,pH 5.0,温度30°C,此条件下吸附量为205 mg/g。SEM-EDS分析和红外光谱(FTIR)分析表明,在吸附过程中主要作用基团有羟基、羧基、羰基、酰胺基和烷基,此外,Ca~(2+)与Cd~(2+)发生了离子交换。【结论】从活性污泥中分离出的菌株H6,初步鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus),是1株具有较强Cd~(2+)吸附能力的细菌菌株。     

土壤微生物生物量氮及其在氮素循环中作用

简述了土壤微生物生物量氮的含量及其影响因素,阐述了其在土壤氮素循环中的重要作用,着重讨论了其与可矿化氮、矿质氮、有机氮和固定态铵之间的关系,指出土壤微生物生物量氮与供氮因子间的关系在氮素循环研究中有非常重要的作用,可为调控土壤氮素的供应状况,减少氮素损失,提高氮肥利用率提供科学依据,并提出了需要深入研究的问题。     

洞庭湖湿地土壤碳、氮、磷及其与土壤物理性状的关系

以洞庭湖3类典型湿地的8个土壤剖面为代表,研究了土壤碳、氮、磷,微生物量碳、氮、磷和土壤物理性状的分布特征.结果表明,土壤表层有机碳含量为19.63～50.20 g·kg^-1,微生物量碳为424.63～1 597.36 mg·kg^-1,微生物量碳占有机碳的比例为3.17%～4.82%;土壤表层全氮1.85～4.45 g·kg^-1,微生物量氮57.90～259.47 mg·kg^-1,微生物量氮占全氮的比例3.13%～6.42%;土壤表层微生物量磷含量顺序为：湖草洲滩地(200.99 mg·kg^-1)>垦殖水田(163.27 mg·kg^-1)>芦苇洲滩地(24.16 mg·kg^-1),微生物量磷占全磷的比例为1.09%～11.20%;土壤表层容重0.65～1.04 g·cm^-3;土壤表层粘粒(<0.001 mm)26.24%～39.48%.土壤表层有机碳、全氮、微生物量氮、微生物量磷的含量,湖草洲滩地>垦殖水田>芦苇洲滩地.土壤表层微生物量碳,垦殖水田和湖草洲滩地接近,而大于芦苇湿地;土壤表层容重,芦苇洲滩地>垦殖水田>湖草洲滩地;土壤表层<0.01 mm、<0.001 mm粘粒,湖草洲滩地、芦苇洲滩地>垦殖水田.湿地土壤剖面中有机碳、微生物量碳、全氮、微生物量氮、微生物量磷、容重以及微生物量碳占有机碳的比例、微生物量氮占全氮的比例、微生物量磷占全磷的比例均随深度的增加而降低,至一定深度稳定,而土壤全磷在剖面上下的差异很小.湿地土壤微生物量碳、氮、磷之间呈极显著的正相关关系;土壤容重与有机碳、全氮、微生物量碳、氮、磷之间呈极显著指数负相关关系.湿地土壤<0.001 mm粘粒与有机碳、全氮、微生物量碳、氮、磷含量呈极显著对数正相关关系.