腐熟堆肥中维素降解菌筛选鉴定及酶学特性研究

为筛选高效纤维素降解菌,促进堆肥过程中秸秆等纤维素物质快速腐解,在以牛粪和秸秆为材料的腐熟堆肥中分离菌株,以刚果红培养基和滤纸条降解试验初筛菌株,筛选出透明圈与菌落直径比值较大、滤纸条分解能力较强的菌株,作液体发酵培养,测定其酶活力,得到羧甲基纤维素(CMC)酶活和滤纸(FPA)酶活均较高2株菌(1号和7号),并将其在以羧甲基纤维素钠为唯一碳源产酶培养基中作产酶特性研究。结果表明,pH 6.5,培养时间48 h条件下,1号和7号菌株CMC酶活分别为26.82和31.28 U·m L-1,FPA酶活分别为20.32和20.82 U·m L-1。通过形态学、生理生化特征、16S rDNA核酸序列分析及26S rDNA的D1/D2区域测序鉴定,确定1号菌属于枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),7号菌属于隐球酵母菌(Cryptococcus flavescens)。

水热改性花生壳对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

为解决水体Cr(Ⅵ)污染,实现农业固废资源化利用,通过水热H_3PO_4改性制备了花生壳基吸附剂,并将其用于水中Cr(Ⅵ)的吸附。实验结果表明,在453 K下,与质量分数为15%的H_3PO_4水热反应10 h制备的改性花生壳性能最优;当吸附剂投加量为2 g/L,pH=2.0,Cr(Ⅵ)初始质量浓度为5 mg/L,吸附时间为120 min时,水中Cr(Ⅵ)去除率可达86.83%。改性花生壳对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合伪二级动力学模型,属于Langmuir单分子层吸附。

烯酰吗啉对土壤呼吸及微生物多样性的影响

【目的】研究烯酰吗啉对土壤呼吸强度和微生物多样性的影响,为烯酰吗啉的正确合理应用提供指导和科学依据。【方法】称取2kg供试土壤,在土壤中施用不同含量的烯酰吗啉水溶液,使土壤中烯酰吗啉的初始含量分别为5,10和25mg/kg,以不施用烯酰吗啉处理为空白组(CK),采用CO_2直接吸收法测定土壤呼吸强度,采用BIOLOG ECO法测定土壤微生物群落多样性和碳源利用率(AWCD);最后采用主成分分析法分析不同含量烯酰吗啉对31种碳源的利用情况。【结果】与CK相比,烯酰吗啉对土壤呼吸强度总体有明显的抑制作用,随着烯酰吗啉含量和施用次数的增加,土壤呼吸强度受抑制程度越大。前两次施用5,10mg/kg烯酰吗啉后对土壤微生物多样性指标影响不显著;第3次施用5,10mg/kg烯酰吗啉后,随着土壤中烯酰吗啉的积累,Shannon物种丰富度指数和McIntosh指数与CK相比总体显著降低,而Simpson优势度指数无显著变化。施用1~3次,与CK相比,25mg/kg的烯酰吗啉处理土壤Shannon物种丰富度指数、Simpson优势度指数及McIntosh指数总体显著降低。在第1次施用后,低含量(5,10mg/kg)烯酰吗啉污染对土壤AWCD值影响较小,高含量(25mg/kg)烯酰吗啉对土壤AWCD值影响明显,对土壤微生物的代谢活性有明显抑制作用;在第2次和第3次施用后,与CK相比,无论是低含量还是高含量,烯酰吗啉处理土壤AWCD值总体显著减小,烯酰吗啉对土壤微生物代谢活性的抑制作用增强。施用烯酰吗啉影响了土壤微生物碳源利用方式和土壤微生物群落结构。【结论】与低含量烯酰吗啉相比,高含量烯酰吗啉对土壤呼吸的抑制作用增大,明显改变了土壤微生物群落多样性。土壤微生物对碳水化合物类碳源利用率明显增大。

镉胁迫对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)氧化应激反应影响

蚯蚓受重金属胁迫时,体内立即产生氧化应激反应,确定胁迫过程氧化应激主要指标对污染监测尤为重要。将胁迫试验分短期和长期试验两组,前者试验周期为10 d,每天取1条蚯蚓;后者试验周期为30 d,每10 d取1条蚯蚓。每组均设定Cd^(2+)浓度梯度50、100、125、250和500 mg·kg^(-1)重金属胁迫溶液,选择蚯蚓环带后尾部测定体内SOD、POD、GPX、GST、CAT、VE、MDA和ACh E。结果表明,短期试验组,反映蚯蚓体内氧化应激主要指标为CAT、SOD和POD。在长期试验中,反映蚯蚓体内氧化应激主要指标为GPX和MDA。

水热氢氧化钾改性花生壳对染料的吸附性能

为了实现花生壳的资源化利用,以氢氧化钾为活化剂,采用水热法制备了改性花生壳吸附剂,并将其用于罗丹明B染料的吸附,旨在达到以废治废的目的。通过正交试验对水热改性温度、时间和改性剂浓度进行优化,采用扫描电子显微镜和傅立叶变换红外光谱对吸附剂进行表征,并考察了吸附剂投加量、初始浓度及p H值对吸附剂吸附性能的影响。结果表明,在水热温度453 K、反应时间10 h、氢氧化钾质量分数2%条件下制备的改性花生壳对罗丹明B的吸附量最高;罗丹明B初始浓度为5 mg·L^(-1)、吸附剂投加量为1.5 g·L^(-1)、吸附时间120 min的条件下,对罗丹明B染料吸附率最高达93.50%。改性花生壳吸附剂对罗丹明B的吸附动力学过程符合伪二级动力学,Langmuir吸附等温方程能更好地描述吸附过程,主要为单分子层吸附,并且吸附热力学参数ΔH>0、ΔG<0,表明该吸附过程是一个自发吸热过程,以物理吸附为主。

玉米/大豆轮作下不同施肥处理对土壤微生物生物量及酶活性的影响

本试验探讨了玉米/大豆轮作下不同施肥措施对土壤酶活性以及微生物生物量的影响。试验设置7个处理:(1)对照(不施肥,CK);(2)有机肥7.5 t·hm^(-2)(M1);(3)有机肥15 t·hm^(-2)(M2);(4)有机肥22.5 t·hm^(-2)(M3);(5)化肥(N 160 kg·hm^(-2)+P_2O_575kg·hm^(-2)+K_2O 75 kg·hm^(-2))(T1);(6)有机肥7.5 t·hm^(-2)+化肥(N 81 kg·hm^(-2)+P_2O_50kg·hm^(-2)+K_2O 67 kg·hm^(-2))(T2);(7)有机肥15 t·hm^(-2)+化肥(N 120 kg·hm^(-2)+P_2O_57kg·hm^(-2)+和K_2O 71 kg·hm^(-2))(T3)。2017年有机肥与2016年施入相同,化肥施用量为2016年的80%。在不同生长时期采集0~20 cm的耕层土样,测定土壤微生物生物量碳、氮及土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和脲酶活性。两年的试验数据分析表明,不同处理间土壤微生物生物量碳、氮存在显著差异,各施肥处理均能显著增加土壤微生物生物量碳、氮。在玉米成熟期,T2、T3处理较M1、M2处理的微生物生物量碳分别增加32%和21%,微生物生物量氮分别增加38%和28%,大豆成熟期与玉米成熟期相比,微生物生物量碳增加了13%~51%,微生物生物量氮增加了85%~174%。土壤蔗糖酶活性在作物不同生育时期以T3处理的效果最为显著,过氧化氢酶、脲酶活性以有机无机肥料配施处理较为显著。相对于玉米田,大豆土壤微生物生物量碳、氮及酶活性均有不同程度的提高。各处理间土壤微生物生物量碳、氮及酶活性与土壤有机质、硝态氮、铵态氮、速效磷和速效钾水平显著相关。单施有机肥及有机无机肥配施可显著提高土壤养分、脲酶、蔗糖酶活性及土壤微生物生物量碳、氮,但过氧化氢酶活性与施肥量无显著相关性。

基于因子分析的Cd^(2+)胁迫下赤子爱胜蚓氧化应激响应

蚯蚓受到胁迫时,体内立即产生氧化应激反应,从而使得蚯蚓成为一种灵敏的指示性生物而被广泛应用于各类污染物的监测指示中。由于与蚯蚓氧化应激反应相关的因素众多,找出污染物胁迫过程中重点监测的指标是污染监测警示过程的现实需求。因子分析是在损失较少信息的前提下,将原来多个变量转化为少数的几个综合指标的一种统计方法。本研究运用该方法对重金属胁迫下蚯蚓氧化应激相关指标进行筛选和分析。试验在人工土壤条件下进行,分短期和长期试验2组,前者试验周期10 d,每天取出1条蚯蚓,后者试验周期为30 d,每10天取出1条蚯蚓。每组均设定0、50、100、125、250和500 mg·kg-1的Cd^(2+)浓度梯度溶液,选择蚯蚓环带后部进行体内SOD、POD、GPX、GST、MDA、CAT、VE和ACh E的测定。结果表明:短期试验组蚯蚓受到Cd^(2+)胁迫1~3天时,蚯蚓体内氧化应激的主要指标是CAT,4~5天时是MDA,6~7天时是POD,在第8天时是GST和GPX,在9~10天时是CAT,而在长期试验中,蚯蚓体内氧化应激的主要指标则是GPX。

不同还田量对秸秆养分释放规律及微生物功能多样性的影响

秸秆还田试验采用尼龙网袋田间埋土试验方法,设置5个秸秆还田量水平:CL1(20 g)、CL2(35 g)、CL3(60 g)、CL4(85g)、CL5(100 g),研究不同还田量下秸秆腐解特征、养分释放规律及微生物功能多样性的影响。结果表明:经过165 d秸秆腐解,各处理组中秸秆中养分释放速率表现为:TK>TP>TOC>TN,且腐解前期快、后期慢。秸秆还田量为60 g时,秸秆累积腐解率最高,达到56.05%,且养分释放最快,而秸秆还田量为20 g腐解最慢。反映秸秆降解微生物活性的平均颜色变化率(AWCD)受秸秆还田量的影响,呈现出CL 3>CL2>CL4>CL5>CL1。对秸秆降解微生物群落功能多样性指数进行显著性分析,结果表明,Simpson指数(D)和Shannon指数(H)均为CL3最高,其中CL3的Shannon指数与其他处理差异均显著(P<0.05),而各处理组的Simpson指数差异均不显著(P>0.05)。

水热改性竹叶对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

将预处理后的竹叶经HClO_4、H_2SO_4、H_3PO_4水热改性,分别记为BLC、BLS、BLP。通过红外光谱及Boehm滴定法分析了改性竹叶表面结构,结果显示,水热酸改性后的吸附剂表面基团数量明显增加,其中以BLC吸附剂最为明显。考察水热酸浓度对改性竹叶吸附水中Cr(Ⅵ)能力的影响,其中以质量分数为20%的HClO_4改性后的BLC样品吸附能力最强。考察了BLC样品的投加量、pH等对水中Cr(Ⅵ)吸附性能的影响,并开展了吸附动力学和等温吸附实验。结果表明,BLC吸附剂对Cr(Ⅵ)的去除率随pH的增大而降低,其吸附过程符合伪二级动力学方程,温度对吸附性能影响较小,吸附过程为Langmuir单分子层吸附。