砒砂岩中植物促生芽孢杆菌的筛选及其对土壤的改良作用

[目的]筛选砒砂岩土壤中植物促生芽孢杆菌,为微生物强化植物改良砒砂岩土壤的科学设想提供资源和技术基础。[方法]以产生植物激素IAA(indole acetic acid)、铁载体和生物膜为筛选指标,从内蒙古砒砂岩区土壤和植物样品中筛选植物促生芽孢杆菌,采用盆栽试验探究植物促生芽孢杆菌改良砒砂岩土壤特性和促进苜蓿和黑麦草生长的作用。[结果]筛选到的12株芽孢杆菌产生IAA、铁载体和生物膜的能力不同,分别属于Bacillus halotolerans,B.atrophaeus,B.siamensis和B.zhangzhouensis种群。与对照相比,B.halotolerans P75能够显著增加砒砂岩土壤的有机质含量(24.7%)、速效磷含量(11.9%)和速效钾含量(21.0%)等养分指标,每1 g土壤可培养细菌达到7.4 lg CFU,土壤蔗糖酶活性显著增强(58.8%)。接种B.halotolerans P75后,在砒砂岩土壤中生长的苜蓿和黑麦草干重增加22.3%~81.5%,[结论]从生长于砒砂岩土壤的苜蓿根内筛选到B.halotolerans P75,可提高砒砂岩土壤肥力,促进苜蓿和黑麦草生长,具有强化植物改良砒砂岩土壤的潜力。

Bacillus halotolerans G20联合生物炭及钾长石对生菜吸收镉和改良土壤的影响

[目的]本文旨在探究细菌与不同钝化剂联合阻控生菜吸收重金属、修复重金属污染土壤的作用。[方法]采集南京市某矿区镉污染土壤为盆栽试验土壤,选用生物炭(B)和钾长石(K)作为钝化剂与镉抗性细菌Bacillus halotolerans G20菌株联合,探究不同处理对生菜(Lactuca sativa L.var.ramosa Hort.)地上部干质量、Cd含量、营养品质和根际土壤pH值、有机质含量、Cd形态变化的影响。[结果]与对照相比,菌株G20、生物炭、钾长石及其固体菌剂均能增加生菜地上部干质量,降低生菜Cd含量。其中,菌株G20与生物炭制备的固体菌剂(G20L+B)使生菜地上部Cd含量显著降低53.1%,降至0.15 mg·kg^-1,低于国家食品安全生产限量标准。该固体菌剂处理还能显著提高生菜根际土壤细菌数量(16.5%)、pH值(0.3)和有机质含量(44.6%),降低根际土壤有效态Cd含量(45.4%),显著增加生菜中维生素C含量(32.9%),降低亚硝酸盐含量(38.8%),减轻Cd对生菜的毒害,提高生菜品质。[结论]B.halotolerans G20与生物炭制备的固体菌剂具有修复中度Cd污染土壤,保障蔬菜安全生产的潜力。

产生物膜芽胞杆菌阻控叶菜吸收镉、铅及其修复菜地土壤的作用

[目的]本文旨在利用产生物膜芽胞杆菌减少叶菜重金属积累,探索其修复蔬菜土壤的机制。[方法]以江苏省南京市六合区农田土壤为供试土壤,采用室内培养模拟试验,通过测定菌株Bacillus velezensis B9和B25在叶菜根部的定殖和对根际土壤理化性质的影响,测定接种Bacillus velezensis B9和B25处理后小白菜(Brassica chinensis)和长叶莴苣(Lactuca sativa var.longifolia)的鲜质量、Cd和Pb含量、根际土壤多糖含量、脲酶活性和产生物膜细菌比例以及细菌定殖。[结果]与接种灭菌悬液处理相比,小白菜B9L和B25L处理(分别接种B9和B25菌悬液)地上部干质量分别显著增加54%和41%,B25L处理长叶莴苣地上部干质量显著增加74%;B9L和B25L处理显著降低2种蔬菜地上部和根中的Cd、Pb含量,其中B9L处理小白菜地上部Cd和Pb含量分别显著降低24%和33%,B25L处理长叶莴苣地上部Cd和Pb含量分别显著降低33%和35%。菌株B9和B25均在2种蔬菜根部定殖形成生物膜,接种B9和B25菌株显著提高根际土壤生物膜生成菌比例、土壤多糖含量和土壤脲酶活性,显著提高根际土壤pH值,最终降低了土壤有效态Cd、Pb含量。[结论]产生物膜芽胞杆菌B.velezensis B9和B25可以阻控蔬菜吸收Cd、Pb,在蔬菜根部定殖产生生物膜,提高根际土壤多糖含量和脲酶活性,具有修复Cd、Pb污染土壤、实现蔬菜安全生产的潜力。

Bacillus thuringiensis P34与海泡石联合阻控蔬菜积累铅和改良土壤的作用

本研究为建立微生物-吸附剂联合钝化修复技术,以期为重金属污染农田的修复和蔬菜安全生产提供试验依据。在南京市栖霞区某矿区周边农田开展田间试验,探究了Bacillus thuringiensis P34及海泡石(S)对辣椒(苏椒五号)和茄子(苏琦一号)的生长、Pb积累和营养品质的影响,评估复配处理(P34+S)改良蔬菜根际土壤理化性质的作用。结果表明,与对照相比,海泡石可显著降低蔬菜果实Pb含量,菌株P34和海泡石复配可进一步显著降低辣椒和茄子果实Pb含量(58%和26%)。与对照相比,复配处理可显著使辣椒果实生物量增加1.5倍,改善蔬菜的营养品质,还能提高根际土壤pH、芽孢细菌数量、蔗糖酶和脲酶活性,显著降低根际土壤DTPA提取态Pb含量,并显著增加>1 mm团聚体的比例、显著减少<0.25 mm团聚体的比例。将B. thuringiensis P34与海泡石联合施用于Pb污染土壤,可显著阻控茄果类蔬菜积累Pb并提高其营养品质,显著改善根际土壤的理化性质,具有修复Pb污染土壤、保障蔬菜安全生产的潜力。

产硫化氢细菌的筛选及阻控苜蓿吸收铅和改良土壤的作用

为了探究产硫化氢细菌阻控牧草吸收重金属、修复重金属污染土壤的作用,从生长在矿区污染地的苜蓿中分离纯化产硫化氢细菌,根据菌株生理特性、产硫化氢能力、铅镉抗性以及吸附铅能力筛选高效菌株,然后以某农田受污染土壤为供试土壤,采用田间小区试验,研究高效菌株对紫花苜蓿生长及阻控苜蓿吸收Pb的效果与机制。结果表明,从生长在矿区污染地的苜蓿中分离筛选到一株高产硫化氢细菌Sar15,其具有合成吲哚乙酸(IAA)、铁载体和脲酶的特性,在溶液条件下能显著降低Pb2+的浓度(60%)。经16S rDNA分析将菌株Sar15归属于彭氏变形菌。菌株Sar15能够在紫花苜蓿根部定殖。与不接菌对照相比,菌株Sar15能显著增加受污染农田中生长的苜蓿地上部和根部干重、显著降低其Pb含量。菌株Sar15使得苜蓿地上部和根部Pb含量分别降低43%和45%。并且该菌株能够提高紫花苜蓿根际土壤pH和酶活性,降低根际土壤有效态Pb含量,减轻Pb对紫花苜蓿的毒害。Sar15处理具有修复中度Pb污染土壤、保障牧草安全生产的潜力。