栽培基质中添加生物有机肥对甜瓜生长、品质及基质酶活性的影响

为提高肥料利用率,培育优质甜瓜,本试验以‘羊角蜜’甜瓜种子为试验材料,以草炭∶蛭石∶珍珠岩=1∶1∶1(体积比)为栽培基质,在基质中分别加入6%(T1)、12%(T2)、18%(T3)、24%(T4)的生物有机肥,以不添加生物有机肥为对照CK,研究不同添加量的生物有机肥对基质理化性质、营养元素含量、基质酶活性以及对甜瓜生长、叶片光合参数、果实品质和产量的影响。结果表明:(1)添加一定量的生物有机肥,可以显著改善基质的通气状况和持水状况,提高基质的pH值、EC值和基质营养元素的含量,增加基质中的细菌、真菌数量。(2)添加一定量的生物有机肥能显著提高基质酶活性,其中T2处理下,基质的蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性相比于CK分别提高了23.3%、25.2%、26.6%、8.7%。(3)添加适量生物有机肥可以促进甜瓜植株生长和光合速率的提高,其中T2处理下,甜瓜的株高、茎粗、叶面积和根系活力最大,相比于CK分别提高了21.6%、10.1%、20.6%和21.3%,甜瓜叶片的叶绿素总量和净光合速率相比于CK分别提高了25.3%和18.5%。(4)添加一定量的生物有机肥可以显著改善甜瓜的果实品质,提高产量,其中T2处理下,甜瓜果实的蔗糖、葡萄糖、可溶性总糖、可溶性固形物和可溶性蛋白含量均显著高于其他处理,单果重和单株产量相比于CK分别提高了23.5%和38.6%。综上可知,添加一定量的生物有机肥可以改善基质的理化状况,提高基质酶活性,促进甜瓜植株生长,提高甜瓜果实品质和产量,并以T2处理即生物有机肥添加量为12%时为最佳。

复合垂直流构建湿地基质酶活性与污水净化效果

构建湿地是 2 0世纪 70年代兴起的处理污水的生态工程 ,由于其具有建造、运行和日常管理费用低廉 ,处理效果稳定 ,且适用面广 ,越来越受到世界各国的重视。这种污水处理技术在发展中国家有着十分广泛的应用前景。本文研究与揭示了复合垂直流构建湿地基质中的磷酸酶和脲酶活性及与污水净化效果的关系 :1不同类型湿地基质酶活性不同 ,甚至不同月份的酶活性也不相同。2不同深度基质中的酶活性是不相同的。 3基质磷酸酶的活性与复合垂直流构建湿地对污水中总磷 ( TP)、无机磷 ( IP)以及化学需氧量 ( CODCr)的去除率有很显著的相关关系。 4脲酶的活性与凯氏氮 ( KN)的去除率相关性极显著。这些为利用酶活性强度作为评价净化效果和挑选合适湿地植物的指标提供了理论依据。

人工湿地污水处理系统中的植物效应与基质酶活性

为了解植物在湿地污水净化系统中的作用与机理,构建了A-B-C三级串连垂直流人工湿地系统,并选择水葱(Scirpusvalidus)风车草(Cyperusalternifolius)、美人蕉(Cannaindica)、和芦苇(Phragmitesaustralis)作为测试植物,进行了生活污水处理试验。结果表明,系统中有植物单元单位面积污染物的去除量均高于无植物对照单元。与对照相比,在A、B、C三级系统中由植物效应产生的CODCr去除增量分别为43.52g/(m.2d),20.38g/(m.2d),30.94g/(m.2d);TN去除增量为13.14g/(m.2d),28.61g/(m.2d),6.97g/(m.2d);TP去除增量为1.2g/(m.2d),0.66g/(m.2d),0.06g/(m.2d)。从A到C级,污水中污质浓度递减,呈现根系活力显著增强,而植物生长量、过氧化物酶含量、生长量与氮磷积累量等显著下降趋势。基质酶活性在对照单元中较低,在有植物单元中,基质酶活性明显增大并与根系活力成正相关。

不同微生物菌剂对基质酶活性和番茄产量及品质的影响

以鸡粪配方基质(腐熟鸡粪∶腐熟玉米秸秆∶河沙体积为3∶4∶3)和牛粪配方基质(腐熟牛粪∶腐熟玉米秸秆∶河沙体积为3∶4∶3)为试材,研究了基质中分别添加地福来、酵素菌、EM菌、枯草芽孢杆菌和农用微生物菌剂对基质酶活性和番茄产量及品质的影响.结果表明:两种配方基质添加微生物菌剂40和60 d时根际基质的脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性均显著提高,番茄植株生长量、果实产量及维生素C含量显著高于对照.鸡粪和牛粪配方基质均以添加地福来效果最好,番茄单株产量分别较各自对照增加14.7%和40.0%,果实维生素C含量分别提高22.2%和39.7%.在不添加微生物菌剂的情况下,鸡粪配方基质栽培的番茄单株产量和果实维生素C含量高于牛粪配方基质;分别添加地福来后,两种基质栽培的番茄单株产量和果实维生素C含量无显著差异.

基质通气栽培对人工营养基质水气肥的影响

为改善黄瓜(Cucumissativus)根际环境,试验以人工营养基质通气栽培(Z1)与沙壤土栽培(T1),人工基质不通气栽培(CK)比较,研究基质通气栽培对基质酶活性、基质养分含量和基质物理性状的影响。结果表明,到定植后60天时,Z1处理改善基质通气状况,比T1和CK降低了CO2浓度(59.81%,48.21%),提高了O2浓度(13.66%,5.87%)。Z1处理比T1和CK提高了基质中主要代谢酶的活性,其中磷酸酶活性分别提高了81.88%和28.53%、蔗糖酶活性分别提高了30.12%和20.54%、脱氢酶活性分别提高了22.61%和15.89%、脲酶活性分别提高了15.48%和8.47%;基质中的碱解氮、速效磷、速效钾等养分含量均明显提高;而且提高了基质总孔隙度、含盐量和含水量,降低了基质容重,改善了基质结构。最终基质通气栽培Z1较T1和CK的黄瓜产量分别提高了27.11%和8.94%,增产显著。因此基质通气栽培具有节水节肥,改善基质环境,和提高黄瓜产量的优势。

不同有机肥配比对设施番茄生长、品质和基质环境的影响

采用4种不同有机肥配比,以大果番茄妞内姆208和樱桃番茄瑞成634为试验材料,探讨不同有机肥配比对大果番茄和樱桃番茄的生长、品质、基质酶活性与微生物数量的影响。结果表明:T2处理[草炭∶蛭石∶有机肥(颗粒)∶有机肥(粉)=2∶1∶1∶1,体积比]可显著提高大果番茄基质中微生物数量以及脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性;t1处理[草炭∶蛭石∶有机肥(颗粒)∶有机肥(粉)+蔗糖=(2∶1∶1∶1,体积比)+10 kg/m3]可显著提高樱桃番茄基质中微生物数量、脲酶以及过氧化氢酶活性。T2处理的大果番茄和t1处理的樱桃番茄的品质较好,但T2处理的大果番茄产量较T4处理(草碳∶蛭石=2∶1,体积比)大果番茄产量低,t1处理的樱桃番茄产量较t4处理(草碳∶蛭石=2∶1,体积比)的樱桃番茄产量低。因此,大果番茄采用T2处理、樱桃番茄采用t1处理可改善基质环境,提高番茄品质。

新型基质对生物膜微生物数量和酶活性的影响

为了探究新型人工基质能否对水体微环境起到改善作用,对同一河段中种植植物的新型人工基质、新型人工基质和石头基质上生物膜磷酸酶、脲酶和脱氢酶活性及微生物总数进行测定。结果表明,微生物数量在秋季最高,磷酸酶和脲酶活性在秋季最高,而脱氢酶活性夏季最高、秋季最低。在同一季节,3种酶活性都表现出种植植物的新型人工基质>新型人工基质>石头基质的趋势,微生物数量的变化趋势也与此一致。新型人工基质相对石头基质显著提高了生物膜上的微生物总数和磷酸酶、脲酶和脱氢酶活性。

轮作不同蔬菜对大棚番茄连作基质中微生物与酶及后茬番茄的影响

为明确轮作不同蔬菜对预防基质栽培番茄连作障碍的效果,于大棚番茄冬闲季节在连作两茬番茄的有机基质中分别轮作蒜苗(Allium sativum)、白菜(Brassica campestris ssp.chinesis var.communis)和莴苣(Lactuca sativa),后茬继续种植番茄,测试轮作不同蔬菜后基质中微生物种群与数量和酶活性的差异,以及对后茬番茄生长和产量的影响。结果表明:轮作蒜苗、白菜和莴苣均能显著增加基质中微生物总量、细菌数量和细菌/真菌比例,降低真菌数量;基质中蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性也都表现较高水平;各轮作处理与对照(冬闲)相比,以上指标差异均达到显著水平。在3种轮作蔬菜中,轮作蒜苗效果优于白菜和莴苣,其微生物种群更平衡且4种酶活性均最高,后茬番茄根系活力在整个生长期都高于对照,产量最高。因此,冬闲季节轮作蔬菜可改善大棚番茄连作基质的微生物种群平衡和酶活性,预防连作障碍,且增收轮作蔬菜;3种轮作蔬菜中以轮作蒜苗效果最好。

模拟人工湿地中基质酶对PhACs的动态响应

基质酶是催化土壤生物化学反应的重要催化剂,其对有机污染物具有高度敏感性。实验测定了5座人工湿地(CWs)反应器中过氧化氢酶、脱氢酶和脲酶活性的动态变化及其与进水医药活性物质(PhACs)浓度、湿地植物的关系。结果显示:种植植物反应器3种基质酶的活性均高于未种植植物的反应器;随培养时间增长过氧化氢酶的活性逐渐提高,在培养150 d后达到最高;脱氢酶和脲酶的活性随培养时间增长先升高后降低,分别于120 d和90 d时达到最高;不同基质酶对不同PhACs浓度响应不同,脲酶活性均表现为被抑制,而脱氢酶和过氧化氢酶活性在低PhACs浓度时被激活,在高PhACs浓度时被抑制。为CWs应用于去除水环境中存在的PhACs类污染物提供参考。

纳米氧化镍暴露下人工湿地运行性能及微生物群落的响应

纳米氧化镍(NiONPs)的广泛应用导致环境暴露且存在生态风险,其随污水进入人工湿地(CWs)可能对生态因子产生胁迫,从而影响湿地运行性能。考察了垂直流人工湿地在10 mg·L^(-1)和30 mg·L^(-1)NiONPs暴露下的运行特性和微生物群落响应。结果显示,NiONPs暴露一定程度上促进了有机物、氮和磷的去除,其中COD、NH_(4)^(+)-N、TN、TP去除率较加药前分别提高5.24%-20.8%、53.0%-66.4%、7.72%-34.7%和56.0%-68.9%。而30 mg·L^(-1)NiONPs暴露显著抑制了反硝化过程,NO_(3)^(-)-N去除率较加药前低44.7%-64.4%。对于关键酶活性,NiO NPs令脱氢酶(DHA)和氨单加氧酶(AMO)相对活性分别降低2.58%-51.5%和46.7%-76.4%,而脲酶(URE)活性则显著提升225%-460%。此外,NiONPs有促进磷酸酶(PST)活性的潜力,除10 mg·L^(-1)NiONPs暴露前期外,PST相对活性较加药前提高11.1%-93.1%,与TP去除率提升一致。对微生物群落结构而言,NiONPs降低了绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)等微生物门丰度,且具有浓度效应。30 mg·L^(-1)NiO NPs令关键反硝化门变形菌门(Proteobacteria)丰度降低7.98%。从功能菌属分析,NiO NPs对亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)的刺激可促进NH_(4)^(+)-N去除,而硝化螺旋菌(Nitrospira)则较加药前减少84.0%-91.7%。另外,NiONPs对脱氯单胞菌属(Dechloromonas)、噬氢菌属(Hydrogenophaga)、动胶菌属(Zoogloea)等反硝化属产生抑制,而刺激了芽殖杆菌属(Gemmobacter)、不动杆菌属(Acinetobacter)等聚磷微生物,进而导致NO_(3)^(-)-N和TP去除率分别降低与升高。该试验的研究结果有助于丰富湿地微生态系统应对NiO NPs胁迫的主要机制,为人工湿地处理含NiONPs废水的可行性与稳定性提供理论依据。

人工湿地处理含盐生活污水的特性研究

将人工湿地应用于含盐生活污水处理,在0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%等不同进水NaCl盐度水平下,研究了进水盐度对人工湿地运行效果及基质微生物数量和酶活性的影响,结果表明,当进水盐度在1.5%及以下时,人工湿地运行受盐度的影响较小,对COD的去除率保持在68.3%以上,对NH4+-N的去除率保持在66.1%以上.当进水盐度达到2.0%,人工湿地基质中细菌、真菌、放线菌和硝化细菌的数量明显减少,基质脲酶、纤维素酶活性也相应下降,导致人工湿地对污染物的去除率也随之下降,其中COD去除率降低至52.9%,NH4+-N去除率降低至50.3%.实验进一步研究了在1.5%进水盐度下人工湿地的水力条件对净化效果的影响.结果表明,相对于有机物,氮的去除受HRT的影响更大,当人工湿地的HRT由3～5 d降低至2 d时,NH4+-N的去除率从65.1%～78.2%降至47.1%.