土壤中微塑料的生态效应与生物降解

塑料污染已成为环境污染治理中重要的一部分,其生态效应和防治一直是近几年污染防治的关注点。由于塑料在环境中较难降解,经过环境中风化等物理作用,这些难以降解的塑料最终形成了直径小于5 mm的微塑料。微塑料作为近几年全球重点研究的污染物,其生态效应和降解方法一直备受关注。除了塑料垃圾污染外,一次性塑料产品、地膜等农用材料的使用,也会造成土壤中微塑料的污染。土壤中的微塑料会通过发生横向和纵向迁移扩大污染范围,加大微塑料在土壤中的污染程度,给土壤微塑料治理带来了很大的挑战。本文从土壤环境、土壤微生物、植物体、食物链等方面综述了微塑料的生态效应,总结了近几年微塑料的危害,探讨了微塑料在植物和食物链中的积累,并且对微塑料沿食物链富集的风险进行分析。土壤微塑料的生态效应主要来自三个方面:塑料的主要成分、塑料合成过程中的添加剂、微塑料在环境中吸收挟带的污染物。微塑料能直接改变土壤的理化性质,影响土壤微生物群落的功能和结构多样性,并且会在植物体内积累,影响植物体健康。微塑料可能会通过饮食、饮水和呼吸等方式进入动物体和人体。除了通过沿食物链传递外,土壤微塑料还能通过扬尘的方式扩散到空气中,从而被食物链中不同层次的动物通过呼吸吸入到体内。一旦微塑料进入生物体内后,可能会进入生物体内的循环系统,从而在动物体内各处积累。还对微塑料的生物降解方法进行了论述,尤其是对真菌和细菌的降解机制进行了详细的讨论。研究发现土壤中的昆虫、细菌和真菌均具有降解微塑料的能力,这些生物也均能成为解决土壤微塑料污染很好的对策。考虑到微塑料在环境中的生态效应和持久性,结合现有的微塑料降解方法,本文对未来土壤微塑料的研究方向和重点进行了分析和展望。

缓解花生连作障碍的根际促生菌分离及功能鉴定

【目的】长期连作障碍严重降低花生生产的产量及品质,根际促生菌可有效降解土壤中自毒化感物质、抑制植物病原菌生长及促进植物生长,从而有效缓解连作障碍问题。筛选优化具有缓解花生连作障碍能力的多功能根际益生微生物,验证其益生作用能力,为根际促生菌株在连作障碍中的应用提供理论依据及技术支持。【方法】采集连作12年地块花生根际土壤,利用以酚酸为唯一碳源的筛选培养基获得具有酚酸自毒化感物质降解及利用能力的根际促生菌,通过16S rRNA基因测序进行系统发育分析,确定根际促生菌菌株的分类地位,并验证其对植物病原菌生长抑制能力及解磷、解钾、产植物激素吲哚乙酸能力。【结果】从连作12年的花生发病土壤中获得7株可高效降解酚酸类自毒物质且降解底物多样的根际微生物菌株,经16S rRNA测序比对分别为克雷伯氏菌B02(Klebsiella sp.B02)、克雷伯氏菌B07(Klebsiella sp.B07)、克雷伯氏菌B15(Klebsiella sp.B15)、芽孢杆菌B28(Bacillus sp.B28)、不动杆菌P09(Acinetobacter sp.P09)、布鲁氏杆菌VA05(Brucella sp.VA05)、芽孢杆菌CA04(Bacillus sp.CA04)。促生实验表明,7株高效降解菌株均可以合成吲哚乙酸,3株具有固氮能力,4株菌具有解有机磷及无机磷的能力,2株菌具有解钾的能力。拮抗实验表明,2株菌可以抑制多种植物病原菌的生长,均为芽孢杆菌属。选取Bacillus sp.B28初步验证对花生种子萌发及幼苗生长的影响,结果表明根际促生菌可显著缓解酚酸对花生种子发芽的抑制,并明显促进花生幼苗的生长。【结论】获得多株具有降解酚酸类自毒化感物质、抑制植物病原菌生长及促进植物生长的多功能花生根际促生菌,更好地为根际促生菌在连作障碍治理中的有效应用提供菌株及技术支持。