微生物在镉污染土壤修复中的应用及其作用机理

土壤中镉（Cd）含量的超标导致了土壤生态系统的恶性发展,微生物作为土壤中的常见组分之一在缓解土壤镉污染中展现出巨大潜力。本文总结了微生物、微生物-植物和微生物-生物炭在镉污染土壤修复中的应用并阐述了相关的作用机理。芽孢杆菌（Bacillus）、不动杆菌（Acinetobacter）、荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescence）、丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）等微生物可以通过吸附、矿化、沉淀、溶解等方式改变镉的生物有效性,从而达到缓解镉污染的目的。pH值、温度、微生物生物量、镉初始浓度以及时间等对微生物降低镉的生物有效性方面有着显著的影响。假单胞菌、伯克霍尔德菌（Burkholderia）、黄杆菌（flavobacterium）等微生物可以通过促生、活化等作用促进超富集植物对Cd²⁺的吸收。生物炭作为一种土壤改良剂,其独有的理化性质可以作为微生物的庇护所。微生物-生物炭联合使用与单用生物炭相比可以进一步促进镉的残渣态的增加,降低土壤中有效态的比例。     

集约高产过程中土壤有机质动态初探

集约高产过程中土壤有机质动态初探崔玉亭,韩纯儒（北京农业大学,１０００９４）ＤｙｎａｍｉｃｓｏｆＳｏｉｌＯｒｇａｎｉｃＭａｔｔｅｒ（ＳＯＭ）ｉｎｔｈｅＰｒｏｃｅｓｓｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＩｎｔｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ￥．ＣｕｉＹｕｔｉｎｇ;ＨａｎＣｈｕｎｒｕ（ＢｅｉｊｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,１０００９４）．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙ,１９９３,１２（２）：３７—３８．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ,ｔｈｅｂａｌａｎｃｅｏｆｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒ（ＳＯＭ）ｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｉｎｔｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎＣｈａｎｇｚｈｏｕｒｅｇｉｏｎｉｓｓｔｕｄｉｅｄａｎｄａｍｅｄｉｕｍ－ａｎｄｌｏｎｇ－ｔｅｒｍｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｉｔｓｄｙｎａｍｉｃｓｉｓｍａｄｅ。Ｔｈｅｒｅ－ｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｄｕｒｉｎｇｔｈｉｓｐｒｏｃｅｓｓ,ｔｈｅｂａｌａｎｃｅｏｆＳＯＭｉｓｇｅｔｔｉｎｇｂｅｔｔｅｒ,ａｎｄａｆｔｅｒａｍｅｄｉｕｍｏｒｌｏｎｇｐｅ－ｒｉｏｄ（ｅ．ｇ,１０—２０ｙｅａｔｓ）,ｔｈｅＳＯＭｃｏｎｔｅｎｔｃａｎｇｅｔｔ     

黄土高原的土壤水分利用与生态环境的关系

黄土高原的土壤水分利用与生态环境的关系韩仕峰,黄旭（中国科学院西北水土保持研究所,陕西杨陵７１２１００）（水利部西北水土保持研究所,陕西杨陵７１２１００）ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐＢｅｔｗｅｅｎＳｏｉｌＷａｔｅｒＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎｔｈｅＬｏｅｓｓＰｌａｔｅａｕ￥ＨａｎＳｈｉｆｅｎｇ;ＨｕａｎｇＸｕ（ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｏｉｌａｎｄＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｅａｔｉｏｎ,ＡｃａｄｅｍｉａＳｉｎｉｃａ,Ｙａｎｇｌｉｎｇ,ＳｈａａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ７１２１００）．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙ,１９９３,１２（１）：２５－２８。Ｉｔ＇ｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｂｙｔｈｅａｕｔｈｏｒｓｔｈａｔｔｈｅｒｅａｒｅｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｔｈｅＬｏｅｓｓＰｌａｔｅａｕ：１．ｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆａｄｅｆｉｎｉｔｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｄｒｙｓｏｉｌｌａｙｅｒｄｕｅｔｏｉｎｔｅｎｓｉｖｅｗａｔｅｒａｂｓｏｒｐ－ｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ     

微生物修复农田土壤重金属污染技术分析

文章通过了解微生物修复的基本定义与特征,结合农田土壤整体重金属污染情况,有针对性地引入了微生物修复技术,并观察其修复实况,分析微生物修复农田土壤重金属污染的效果,并基于此不断调整与优化修复方案,希望最大程度地发挥微生物修复技术的作用。这对于农田土壤的可持续、高效利用具有基本的保障意义,并能为后续相关研究提供可参考数据。     

营林措施对成都绕城高速路域杨树人工林物种多样性和土壤理化性质的影响

随着四川省林权制度的改革,高速路域人工林经营模式变得多样化。本文探讨了不同营林措施(UP:林下种植;PT:翻耕;MO:割除灌草;AC:弃耕;CK:对照)对路域杨树人工林的影响,为其科学经营管理提供理论参考。于2020年7月中旬,采用典型样地法选取样地,对样地内乔木进行每株检尺,并记录林下物种组成,计算α多样性;采集土样并测定土壤含水率、土壤容重、全钾、速效钾、全氮、全磷、速效磷、有机质、土壤pH。结果表明：UP、MO、AC处理均显著减少了灌木层的物种多样性,PT处理提高了草本层物种多样性。不同营林措施下,土壤容重、全钾、全磷的差异性不显著,UP、PT、MO与AC处理均显著减少了速效磷、全氮与速效钾含量;UP与MO处理显著提高了土壤pH值;UP、PT、MO处理显著降低了土壤含水率;MO处理显著减少了土壤有机质含量;速效磷、土壤含水率、土壤pH、全氮、速效钾显著影响草本层多样性;速效磷、速效钾、全氮显著影响灌木层多样性。不同营林措施对路域杨树人工林影响效果有显著差异;除CK外,所有营林措施均显著降低土壤速效磷、全氮、速效钾含量;路域杨树人工林林下物种多样性的变化大部分可由土壤速效磷、全氮、...     

玉米秸秆及其生物质炭输入对毛竹林土壤有机碳化学组分与碳降解功能基因的影响

研究玉米秸秆及其生物质炭输入对毛竹林土壤有机碳化学组分和碳降解功能基因(cbhI)丰度与群落结构组成的影响,可为亚热带毛竹林土壤增汇减排技术的开发提供理论依据。本研究以亚热带毛竹林为对象,设置对照(0 t C·hm^-2)、玉米秸秆(5 t C·hm^-2)和玉米秸秆生物质炭(5 t C·hm^-2)3个处理,开展为期1年的野外控制试验,在试验处理后的第3和12个月分别采集土壤样品,利用¹³C-固态核磁共振、实时荧光定量PCR和高通量测序技术测定土壤有机碳化学组分和cbhI功能微生物的数量及群落结构。结果表明：与对照相比,玉米秸秆处理显著增加了土壤有机碳中烷氧碳含量,降低了芳香碳含量,而玉米秸秆生物质炭处理则产生了相反的效果;玉米秸秆处理增加了cbhI功能基因丰度和青霉属、顶囊壳属、小皮伞属等优势菌种的相对丰度,而玉米秸秆生物质炭处理则降低了这些基因的丰度。相关性分析显示,土壤cbhI优势菌种的相对丰度与烷氧碳含量呈显著正相关,与芳香碳含量呈显著负相关。冗余分析表明,玉米秸秆处理通过改变土壤烷氧碳含量,而...     

培养条件下枯落物分解过程中微生物残体对土壤有机碳形成的贡献

采用黄土丘陵区多年生C3草本植物长芒草为对象,模拟“枯落物-土壤”转换界面,进行了为期512 d的室内分解试验,对枯落物分解过程中界面土层微生物残体和土壤碳组分动态进行了研究。结果表明：土壤微生物残体的形成在分解早期和中期由真菌主导,而在晚期由细菌主导。真菌残体碳对矿物结合态有机碳的贡献率(38.7%～75.8%)明显高于细菌(9.2%～22.5%),是细菌残体贡献率的3～4倍。土壤有机碳含量在枯落物分解过程中呈下降趋势。植物碳源的输入调动了微生物对土壤碳组分的利用。颗粒态有机碳分解早期和晚期持续下降,成为土壤有机碳含量减少的直接原因;而微生物残体碳和矿质结合态有机碳的波动变化对土壤有机碳含量的降低只起到间接作用。一次性外源添加枯落物引起的土壤微生物残体碳的增加并没有直接贡献土壤有机碳的积累。     

三株具生防功能芽孢杆菌的分离鉴定及其生物活性研究

基于健康烟草根际土壤,分离筛选具功能多样化、活性高的菌株,为作物病害生物防治提供高效、多样化的生防资源。采用平板对峙法筛选活性高、抑菌谱广的菌株,测定菌株对番茄枯萎病病菌的抑制率、对菌丝生长及和孢子萌发率的影响;应用PCR技术,检测菌株抗生素合成基因,结合室内盆栽实验检测功能菌株对番茄枯萎病的防治效果,并测定其体外产酶、解磷、解钾、固氮及产铁载体能力;结合形态学、生理生化和16S rDNA通用引物对功能菌株进行鉴定;于健康烟草根际土壤分离得127个菌株,24株对番茄枯萎病病菌等指示病原菌具有抑制作用,活性较高的3个菌株SH-1471、SH-1464、SH-1439对番茄枯萎病菌抑制率分别为82.0%、74.0%、75.0%;可使番茄枯萎病菌菌丝扭曲变形,形成泡囊结构,对番茄枯萎病菌孢子萌发抑制率分别为62.7%、50.0%、37.0%;经测定,3个功能菌株具有产srfA、fenB、ituA、ituD、bymA等抗生素合成基因;盆栽实验结果表明SH-1471对番茄枯萎病的防效为83.7%,SH-1464对番茄枯萎病的防效为60.7%,SH-1439对番茄枯萎病的防效为59.0%;此外,3...     

短期氮沉降改变毛竹林凋落物和土壤有机质化学组成

为了探究短期氮沉降对凋落物和土壤有机质化学组成的影响,以亚热带毛竹林为对象,于2020年7月—2022年1月设置氮沉降增加(施氮量50 kg N·hm^-2·a^-1)处理,利用热裂解气相色谱质谱联用(Py-GC/MS)技术,对毛竹林毛竹叶/根凋落物和土壤的有机质化学组分进行了分析。结果表明：与对照相比,短期氮沉降处理土壤有机质中酚类的相对含量显著增加了50.9%,而脂肪酸的相对含量显著减少了26.3%;叶凋落物中烷烯烃和木质素的相对含量显著增加了51.9%和33.5%,酚类和多糖的相对含量显著减少了52.2%和56.3%;根凋落物中多杂环芳香烃的相对含量显著减少了16.6%。土壤有机质中脂肪酸的相对含量与叶凋落物中多糖的相对含量呈显著正相关;土壤有机质中酚类的相对含量与叶凋落物中木质素的相对含量呈显著正相关,与多糖的相对含量呈显著负相关。短期氮沉降对毛竹林毛竹叶/根凋落物和土壤的总有机碳、总氮和碳氮比均无显著影响,但是会显著改变三者的有机质化学组成;另外,短期氮沉降下土壤有机质化学组成的变化受叶凋落物有机质化学组成的影响。