纤维素、秸秆和木屑对农田土壤硝化作用及微生物的影响

采用微宇宙试验方法,研究了纤维素(CL)、秸秆(ST)和木屑(SD)单独及分别与尿素配施处理(CL-N、STN和SD-N)对土壤硝化作用的影响,并结合高通量测序,探究不同处理中土壤细菌群落结构的变化。结果表明,这些处理中铵态氮含量、硝态氮积累量和细菌群落结构均发生了变化。0～14 d时纤维素、秸秆和木屑处理可溶性铵态氮含量显著降低; 14 d后纤维素、秸秆和木屑处理硝态氮积累量显著低于对照(CK),纤维素+尿素(CLN)、秸秆+尿素(ST-N)和木屑+尿素(SD-N)处理硝态氮积累量显著低于单加尿素处理(CK-N)。56 d时CLN处理中土壤细菌群落Chao 1和Obs指数较高,且CL和CL-N处理细菌群落结构变化最大;与CK相比,Nitrosospira(亚硝化螺菌属)、Nitrosococcus(亚硝化球菌属)、Nitrososphaera和Nitrospira(硝化螺菌属)在不同处理中都是负响应;群落多重比较分析表明,CK处理会显著富集一些硝化微生物,CL、ST和SD处理显著富集纤维素降解菌,而CL-N、ST-N和SD-N均富集有慢生根瘤菌。综上可知,纤维素、秸秆和木屑能有效滞留氮素,减少土壤氮素损失,改变土壤微生物群落结构。

不同品种烟草对Cd的富集及根际有机酸的分泌特征

为探索用烟草修复Cd污染土壤的可行性,采用盆栽试验,以7种常见的烟草品种(云烟87、中烟100、粤烟96、长脖黄、K326、8326和NC628)为供试植物,研究了烟草对Cd的富集能力及根际有机酸的分泌特征。结果表明:Cd胁迫下,"长脖黄"根、茎、叶生物量均最高;"云烟87"叶Cd含量最高,为64.67 mg·kg^(-1),"长脖黄"茎Cd含量最高,为27.1 mg·kg^(-1),"8326"根Cd含量最高,为23.75 mg·kg^(-1);从Cd贮存部位看,不同烟草品种均为叶>茎>根;从去除率看,"长脖黄"对Cd的去除率最高,达3.48%。通过高效液相色谱法分析根际土壤有机酸含量发现,Cd胁迫下7种烟草主要分泌草酸。因此,烟草有望被用于土壤重金属污染的实际修复,其中"长脖黄"最具优势。

城市人工湿地对人工湖水体净化效果研究

以郑州市郑东新区如意湖及湿地公园为研究对象,选取净化入口、跌水曝气池、净化出口和湖中4个样点采集水样并进行相关测试,检测了人工湿地对如意湖水体中BOD5、CODMn、TN、TP的去除效果。结果表明,人工湿地能有效地去除人工湖中的BOD5、CODMn、TN、TP等污染物,对人工湖水质能起到重要的净化保护作用,经人工湿地处理后的如意湖运行平稳,水质常年保持在Ⅱ至Ⅲ类水平。

木质素与蚯蚓对黑麦草生物量及土壤微生物群落的影响

采集农田土壤,设置添加木质素和蚯蚓不同组合处理的黑麦草盆栽试验,在测定植物生物量的基础上,结合定量PCR、高通量测序等方法,研究木质素和蚯蚓及其联合作用对土壤细菌、真菌群落的影响。结果显示:木质素显著降低了黑麦草的生物量,而蚯蚓能够缓解木质素的抑制作用,促进黑麦草生长。木质素明显抑制了土壤细菌、真菌数量,并改变群落结构,以Sphingomonadaceae、Methylophilaceae为标志的降解细菌和担子菌等潜在降解真菌显著富集;单一加入蚯蚓对土壤微生物的影响相对较小,木质素和蚯蚓组合处理显著提高细菌、真菌数量,改变上述降解微生物的丰度。这些结果表明,木质素降低土壤微生物数量,并可能通过其自身降解释放的酚类化感物质抑制植物生长,对土壤生态系统健康产生不利影响;蚯蚓与木质素联合处理影响土壤中木质素降解微生物组成,微生物数量与植物生物量均表现增加趋势,蚯蚓有利于土壤中木质素的微生物代谢,并为植物生长提供更多的养分。本研究为农田生态系统木质素资源化利用提供了科学依据。