不同固体微生物菌剂对砒砂岩土壤性质和紫花苜蓿生长的影响

为研制改良砒砂岩土壤、强化植物生长的微生物菌剂,该研究以嗜盐芽孢杆菌Bacillus halotolerans P75、苜蓿中华根瘤菌Sinorhizobium meliloti D10、巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium H3和枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis HB01为原料,利用生物基材吸附混合,制备4种单一固体微生物菌剂和多种复合固体微生物菌剂。通过分析pH值、有机质含量、有效氮磷钾含量、酶活性和细菌数量等指标来研究添加微生物菌剂对砒砂岩土壤性质和紫花苜蓿幼苗生长的影响。结果表明,与不添加微生物菌剂的对照组相比,微生物菌剂能够使砒砂岩土壤pH值降到中性附近,促使土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量显著增加,提高了土壤蔗糖酶和脲酶活性,增加了土壤细菌数量,同时促进了紫花苜蓿幼苗生长,其中以含菌株P75、D10和H3以及含菌株P75、D10、H3和HB01的复合菌剂的效果最佳。该试验研究可以为微生物菌剂在砒砂岩区土壤改良和植被恢复方面的应用提供试验基础和参考。

微生物降解呋喃丹的研究进展

呋喃丹(2,3-二氢-2,2-二甲基-7-苯并呋喃基甲氨基甲酸酯)是一种曾被广泛应用于农业生产的氨基甲酸酯类杀虫剂。虽然呋喃丹现在是我国的限制使用农药品种,但是它的残留仍然破坏生态环境和威胁人体健康。微生物降解是消除环境中呋喃丹污染的有效手段,但是目前对微生物降解呋喃丹的分子机制还未阐明。本文从微生物菌株资源、降解途径、关键酶和基因等几个方面综合阐述了国内外对微生物降解呋喃丹的最新研究进展,为呋喃丹污染环境的生物修复提供参考。

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。

重金属耐性芽孢杆菌的筛选及其对辣椒吸收镉铅的阻控效应

为发掘耐受重金属的微生物资源和高效阻控重金属向蔬菜转移的修复生物材料,从生长于南京某矿区周边菜地的辣椒(Capsicum annuum)和圣女果(Lycopersicon esculentum)根际土壤中筛选耐重金属芽孢杆菌,研究其促生特性和阻控辣椒果实吸收Cd、Pb的作用。本研究筛选到7株耐Cd、Pb并具有分泌胞外多糖、吲哚乙酸和铁载体的芽孢杆菌,分别属于Bacillus megaterium、B.aryabhattai、B.velezensis和Lysinibacillus fusiformis。菌株在24 h时对溶液中Cd的去除率范围为30%~39%,对Pb的去除率在4.3%~25.6%。菌株L11、L15和L44能够显著促进辣椒生长,6株芽孢杆菌能显著降低辣椒果实中Cd和Pb含量。接种菌株B.megaterium L44使辣椒果实中Cd、Pb含量比不接菌对照分别降低39.1%和81.3%,Cd、Pb含量分别降低至0.07 mg·kg^(-1)和0.20 mg·kg^(-1)。研究表明B.megaterium L44是一株能够阻控辣椒果实积累铅镉的植物促生芽孢杆菌,具有阻控蔬菜吸收重金属、用于蔬菜农田安全生产的潜在应用价值。

耐重金属苜蓿中华根瘤菌的筛选及其与能源植物联合富集铜的特性

为了提高能源植物在重金属矿区废弃地边际土壤上的适应性,研发根瘤菌-能源植物联合修复技术,从生长于铜矿废弃地土壤上的紫花苜蓿根瘤中分离纯化根瘤菌,并研究其对紫花苜蓿、多年生黑麦草和甜高粱等能源植物生长和富集铜的作用,探究根瘤菌对铜矿废弃地土壤改良的效应。结果表明,从紫花苜蓿根瘤中分离筛选到一株耐铜铅镉的苜蓿中华根瘤菌D10。在铜矿废弃地土壤上,甜高粱的生物量可达黑麦草的4.6～6.4倍。与接灭菌液对照相比,D10菌株能够促进紫花苜蓿和甜高粱的干重显著增加28.6%～78.1%,铜吸收量显著增加50.4%～111.8%。但D10菌株不能促进黑麦草的生长和Cu吸收。D10菌株能够促进甜高粱和紫花苜蓿生长和Cu富集,增加根际土壤有效态Cu含量、水溶性糖含量和土壤脲酶活性,具有应用于铜矿废弃地植被恢复和联合修复污染土壤的潜力。

耐重金属的植物促生芽孢杆菌筛选及其强化香蒲去除Cd的作用

为探讨细菌对水生植物修复水体重金属污染的影响,从南京某矿区废弃地的湿地植物柳树(Salix babylonica)、芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha latifolia)根际和根内分离筛选到8株芽孢杆菌,这些芽孢杆菌都具有产铁载体、吲哚乙酸、多糖和淀粉酶活性,且对重金属的抗性较强,对温度、pH和盐浓度具有一定的耐受性。采用水培试验研究了Cd胁迫下耐重金属植物促生芽孢杆菌强化狭叶香蒲(T.angustifolia)吸收积累Cd的作用,结果表明,在2.5 mg·L^(-1)Cd^(2+)的条件下接种芽孢杆菌处理能够促进香蒲生长和组织中Cd含量增加。其中Bacillus megaterium P24和P37促进香蒲根和地上部干重显著增加40.0%~46.4%,B.amyloliquefaciens P29能使地上部Cd含量和总吸收量显著增加31.1%和63.5%;溶液中Cd去除率最高可达79.5%。研究表明,耐重金属芽孢杆菌能够促进香蒲生长、增加香蒲Cd含量,从而增加香蒲Cd总吸收量,达到去除水中Cd污染的作用,具有应用于水体重金属污染修复的潜力。

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。

两株重金属抗性细菌对铅镉吸附特性的比较研究

针对目前重金属水污染现状,为探究微生物法修复重金属水污染机制,本试验以抗重金属革兰氏阴性菌Rhizobium sp.W33与革兰氏阳性菌Bacillus sp.H3为供试菌株,对不同重金属(Pb、Cd)浓度及pH条件下的菌株生长状况进行测定;比较不同状态细胞(Growing、Grown、Dead)的吸附能力;利用FTIR初步分析吸附相关官能团.结果表明:两株菌对Pb抗性较强,对Cd抗性相对较弱,最适生长pH均在6~7范围内;不同状态细胞的吸附能力大小为:Grown>Dead>Growing;随着重金属浓度的升高,Rhizobium sp.W33与Bacillus sp.H3的吸附容量逐渐增大,且对铅镉的吸附主要以胞外吸附为主,对铅有一定的胞内积累能力;FTIR分析显示菌株吸附过程中主要是—OH、—NH、—CO、—CH2官能团在生物吸附过程中发挥作用.Rhizobium sp.W33与Bacillus sp.H3表面官能团特性及整体吸附能力存在明显差异.