检索结果-南通市图书馆

潮土细菌及真菌群落对化肥减量配施有机肥和秸秆的响应

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环境科学 2020年第10期41卷 4669-4681页

作者：吴宪王蕊胡菏修伟明李刚赵建宁杨殿林王丽丽王欣奕农业农村部环境保护科研监测所农业农村部产地环境污染防控重点实验室天津市农业环境与农产品安全重点实验室天津300191

为了研究化肥减量配施有机肥和秸秆对华北麦玉轮作田潮土细菌和真菌群落的影响,在天津市宁河区试验基地开展田间定位施肥试验,采用Illumina高通量测序技术比较了5种施肥模式(单施化肥处理,F;化肥减施处理,FR;化肥减量与秸秆配施处理,FRS... 详细信息

为了研究化肥减量配施有机肥和秸秆对华北麦玉轮作田潮土细菌和真菌群落的影响,在天津市宁河区试验基地开展田间定位施肥试验,采用Illumina高通量测序技术比较了5种施肥模式(单施化肥处理,F;化肥减施处理,FR;化肥减量与秸秆配施处理,FRS;化肥减量与有机肥配施处理,FRO;化肥减量与有机肥和秸秆配施处理,FROS)下土壤细菌及真菌群落的组成、多样性和结构差异,并结合土壤理化性质分析,探究不同施肥处理下驱动细菌和真菌群落变化的关键土壤环境因子.结果表明,FRO处理显著提高了土壤SOM含量.FROS处理的TP含量显著高于FRS处理,增加了13.33%.FRO和FROS处理AP含量较其它处理显著增加,NH4^+-N含量显著高于化肥处理(F和FR).各施肥处理土壤中优势细菌门类均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria),优势真菌门类均为子囊菌门(Ascomycota).在化肥减量配施有机肥(FRO)的基础上添加秸秆(FROS)显著降低了放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度.FRS和FROS处理均显著降低了芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)的相对丰度.FROS处理显著提高了浮霉菌门(Planctomycetes)和疣微菌门(Verrucomicrobia)的相对丰度.对于真菌群落而言,有机肥(FRO和FROS)的施入显著提高了子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度.与FR处理相比,FROS处理显著降低了被孢菌门(Mortierellomycota)和油壶菌门(Olpidiomycota)的相对丰度,且FRS处理同样显著降低了油壶菌门(Olpidiomycota)的相对丰度.FROS处理的细菌群落Shannon多样性指数显著高于F和FR处理,分别增加了1.26%和1.25%,Chao1指数较F处理显著增加了4.51%,细菌Shannon多样性指数与AP和NH4^+-N含量显著正相关(P所述,添加有机肥和秸秆改变了土壤理化性质,进而改变了土壤细菌和真菌群落组成,土壤真菌对有机物料的敏感程度高于细菌,细菌和真菌群落结构均受到土壤P的调控,在潮土农业耕作中应引起充分重视.

关键词：化肥减量有机肥秸秆细菌群落真菌群落潮土

微纳米粒径生物炭的结构特征及其对Cd2+吸附机制

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环境科学 2022年第7期43卷 3682-3691页

作者：马文艳裴鹏刚高歌孙约兵农业农村部环境保护科研监测所农业农村部产地环境污染防控重点实验室天津市农业环境与农产品安全重点实验室天津300191

为探究不同微纳米粒径生物炭的结构特性和对Cd^(2+)吸附性能的影响.通过筛分法和球磨法制备不同粒径(180~250、50~75和≤20μm,分别表示为BC-1、BC-2和BC-3)玉米秸秆生物炭,利用元素分析、激光粒度分析、SEM、BET、FTIR和XPS等手段对生... 详细信息

为探究不同微纳米粒径生物炭的结构特性和对Cd^(2+)吸附性能的影响.通过筛分法和球磨法制备不同粒径(180~250、50~75和≤20μm,分别表示为BC-1、BC-2和BC-3)玉米秸秆生物炭,利用元素分析、激光粒度分析、SEM、BET、FTIR和XPS等手段对生物炭的结构进行了表征,采用静态吸附实验研究了不同初始Cd^(2+)浓度、吸附时间和pH条件下生物炭对Cd^(2+)的吸附行为与机制.结果表明,随粒径减小,生物炭表现为pH值和Zeta电位均下降、芳香性和极性降低、比表面积和孔体积增大.不同粒径生物炭对Cd^(2+)的吸附动力学符合准二级动力学模型,以化学吸附为主,其平衡时间依次为:BC-1(540 min)>BC-2(360 min)>BC-3(80 min).Langmuir模型能更好拟合Cd^(2+)在不同粒径生物炭上的吸附等温过程(R^(2)>0.97),Cd^(2+)最大吸附量随粒径减小而增大,表现为:BC-3(74.43 mg·g^(-1))>BC-2(45.71 mg·g^(-1))>BC-1(44.59 mg·g^(-1)).生物炭吸附Cd^(2+)主要机制有静电吸引、表面络合和阳离子-π作用.

关键词：生物炭微纳米粒径镉(Cd) 球磨吸附机制

根施伯克氏菌对小麦镉吸收转运的两段式阻控作用

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环境科学 2024年第2期45卷 1150-1160页

作者：郭佳佳王常荣刘仲齐黄青青张长波黄永春薛卫杰孙约兵农业农村部环境保护科研监测所农业农村部产地环境污染防控重点实验室天津市农业环境与农产品安全重点实验室天津300191 东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030

为评估将伯克氏菌Y4(Burkholderia sp.Y4)作为污染农田小麦降镉(Cd)菌的可行性,通过微生物高通量测序、土壤Cd逐级提取、小麦Cd亚细胞分布和赋存形态检测等手段,分析了菌株Y4处理下根际土壤微生物群落和Cd有效态变化,以及小麦根、基节... 详细信息

为评估将伯克氏菌Y4(Burkholderia sp.Y4)作为污染农田小麦降镉(Cd)菌的可行性,通过微生物高通量测序、土壤Cd逐级提取、小麦Cd亚细胞分布和赋存形态检测等手段,分析了菌株Y4处理下根际土壤微生物群落和Cd有效态变化,以及小麦根、基节、节间和籽粒Cd含量及其转运特征.结果表明,根施菌株Y4显著降低了小麦根部和籽粒Cd含量,与对照处理相比降幅分别为7.7%和30.3%.小麦营养器官Cd含量及Cd转移因子结果显示,菌株Y4处理使Cd从基节向节间的转移因子降低79.3%,小麦节间Cd含量也随之降低50.9%.Cd赋存形态研究发现,菌株Y4处理增加了根和基节中残渣态Cd占比,降低了根系中无机态和水溶态Cd的含量,并提高了基节中残渣态Cd含量.进一步检测Cd的亚细胞分布发现,根细胞壁和基节细胞液中Cd含量增幅分别达21.3%和98.2%,可见菌株Y4处理提高了根细胞壁和基节细胞液对Cd的固定能力.深入研究根际土壤发现,菌株Y4处理使小麦成熟期根际伯克氏菌的相对丰度由9.6%提高至11.5%,并改变了土著微生物的群落结构,提高了Gemmatimonadales、Pseudomonadales和Chitinophagales等相对丰度,并降低了Acidobacteriota等相对丰度.同时,施加菌株Y4提高了根际土pH值,增幅达8.3%;降低了土壤中的可交换态Cd、碳酸盐结合态Cd和铁锰氧化物结合态Cd含量,其降幅分别达44.4%、21.7%和15.9%,而残渣态Cd比例高达53.6%.根施菌株Y4提高了土壤中硝态氮和铵态氮的含量,增幅可达22.0%和21.4%,并且碱解氮含量也有一定程度提高.由此可见,根施菌株Y4不但提高了土壤氮素可利用性,同时能够通过降低根际土壤中Cd有效性、提高小麦根和基节的Cd拦截固定能力,“两段式”阻控污染土壤中Cd向小麦籽粒的转运积累.故伯克氏菌Y4作为小麦降Cd促生菌剂具有一定的应用潜力.

关键词：伯克氏菌小麦镉(Cd) 吸收微生物群落结构

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西南地质高背景区蔬菜Pb的安全生产阈值与土地质量类别划分

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环境科学 2022年第2期43卷 965-974页

作者：穆德苗孙约兵东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030 农业农村部环境保护科研监测所天津市农业环境与农产品安全重点实验室农业农村部产地环境污染防控重点实验室天津300191

为确保西南地质高背景区与人类活动交互叠加的农田土壤Pb污染蔬菜品种的安全生产,选取西南地区广泛食用的蔬菜作物32种,利用相关性分析和多元线性回归分析等方法研究了土壤-蔬菜中Pb累积规律和关键制约因子,西南地区农田土壤Pb生态安全... 详细信息

为确保西南地质高背景区与人类活动交互叠加的农田土壤Pb污染蔬菜品种的安全生产,选取西南地区广泛食用的蔬菜作物32种,利用相关性分析和多元线性回归分析等方法研究了土壤-蔬菜中Pb累积规律和关键制约因子,西南地区农田土壤Pb生态安全阈值采用物种敏感度分布法确定.结果表明,研究区土壤ω(Pb)为47.59~462.38 mg·kg^(-1),高于云南省土壤Pb背景值(90 mg·kg^(-1))的1.88倍,68.40%的土壤样品超过农用地土壤污染风险管控标准的筛选值.蔬菜类作物可食用部分ω(Pb)为0.02~0.49 mg·kg^(-1),超标率达到20.49%,表现为:叶菜类>根茎类>茄类>食用豆类>辣椒类.基于土壤pH值、OM和CEC构建了蔬菜Pb吸收累积模型,显示pH值为影响蔬菜Pb累积的首要关键因子.蔬菜Pb物种敏感度分布曲线显示叶菜类、茄类和食用豆类对Pb的敏感度较差,根据蔬菜产地"优先保护、安全利用和严格管控"这3类区域土壤划分标准确定Pb阈值分别为:≤100、100~353和≥353 mg·kg^(-1).

关键词：蔬菜铅(Pb) 物种敏感度分布法类别划分生态安全阈值

纳米氧化铜对镉胁迫下小油菜生理生化和重金属累积的影响

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环境科学 2023年第9期44卷 5204-5213页

作者：王诗琪孙约兵黄青青徐应明董如茵孟庆尧农业农村部环境保护科研监测所农业农村部产地环境污染防控重点实验室天津市农业环境与农产品安全重点实验室天津300191 东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030

为探究纳米氧化铜(CuO NPs)在镉(Cd)胁迫下对作物生长、生理特性和重金属吸收的影响,采用水培实验,以夏绿2号小油菜为供试植物,研究了CuO NPs(0、 10、 20和50 mg·L^(-1))和Cd(0、 1和5μmol·L^(-1))单一和复配处理下小油菜鲜重、光... 详细信息

为探究纳米氧化铜(CuO NPs)在镉(Cd)胁迫下对作物生长、生理特性和重金属吸收的影响,采用水培实验,以夏绿2号小油菜为供试植物,研究了CuO NPs(0、 10、 20和50 mg·L^(-1))和Cd(0、 1和5μmol·L^(-1))单一和复配处理下小油菜鲜重、光合色素、丙二醛含量(MDA)、抗氧化酶活性[过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽还原酶(GR)]以及Cu和Cd含量.结果表明,在单一CuO NPs处理下,小油菜鲜重以及CAT、 POD、 GR酶活性总体上受到抑制,叶绿素含量和SOD活性随浓度增加呈现出先增加后降低趋势,而小油菜叶部、根部MDA含量以及亚细胞中Cu含量随投加量增加而增加.1μmol·L^(-1)Cd处理下,添加CuO NPs促进了小油菜生长,鲜重较对照增加了8.70%~44.87%,当Cd浓度达到5μmol·L^(-1)时,低浓度CuO NPs(10 mg·L^(-1))处理表现为促进植物生长,高浓度(50 mg·L^(-1))处理则呈抑制效应.不同Cd处理下添加CuO NPs均提高了小油菜的光合色素和MDA含量,其中小油菜叶部MDA含量较对照增加了4.34%~36.27%,根部MDA含量增加了13.43%~131.04%. Cd浓度为1μmol·L^(-1)处理下施加CuO NPs后,小油菜叶部CAT和GR活性均下降,POD活性上升;当Cd浓度达到5μmol·L^(-1)时,CuO NPs提高了小油菜叶部POD活性,抑制了SOD和GR活性,CAT活性随浓度升高呈现先上升后下降的趋势.CuO NPs与Cd表现出拮抗作用,添加CuO NPs后,1μmol·L^(-1)Cd处理下小油菜叶部和根部Cd含量最大降幅分别为45.64%和33.39%, 5μmol·L^(-1)Cd处理下叶部和根部Cd含量最大降幅分别为18.25%和25.35%,小油菜亚细胞器中Cu和Cd质量分数下降,可溶性组分质量分数上升.综上所述,低浓度下CuO NPs可以促进Cd胁迫下植物生长,抑制植物对Cd吸收,但会增加植物氧化损伤.

关键词：纳米氧化铜镉胁迫小油菜生理生化吸收与累积

锰基改性生物炭对弱碱性Cd污染土壤团聚体结构以及Cd含量特征的影响

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环境科学 2020年第7期41卷 3426-3433页

作者：孙彤付宇童李可徐应明孙约兵农业农村部环境保护科研监测所农业农村部产地环境污染防控重点实验室天津市农业环境与农产品安全重点实验室天津300191 东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030

通过田间试验,探究锰基改性稻壳生物炭对弱碱性Cd污染土壤有机碳含量、团聚体结构以及团聚体各粒级的Cd质量负载和有效态含量的影响.结果表明,施加改性生物炭,土壤有机碳含量表现为随着改性生物炭施加量的增加而呈现出逐渐升高的趋势,... 详细信息

通过田间试验,探究锰基改性稻壳生物炭对弱碱性Cd污染土壤有机碳含量、团聚体结构以及团聚体各粒级的Cd质量负载和有效态含量的影响.结果表明,施加改性生物炭,土壤有机碳含量表现为随着改性生物炭施加量的增加而呈现出逐渐升高的趋势,较对照增加了3.2%~32.0%.改性生物炭对土壤团聚体的分布结构和稳定性具有改良作用,增加了大团聚体(5~8 mm和2~5 mm粒级)所占的质量分数,微团聚体(≤0.25 mm)则受到抑制,土壤团聚体平均质量直径(GWD)、几何平均直径(MWD)和土壤团粒结构体(R0.25)较对照分别增加了15.1%~20.3%、 8.1%~22.4%和0.43%~7.6%.Cd含量主要富集在团聚体小颗粒中,其在土壤团聚体各粒级的质量负载随粒径的减小而逐渐增大.Cd分布因子在0.5~1 mm和0.25~0.5 mm粒级中表现出明显富集状况,而在5~8 mm和2~5 mm粒径中表现出明显亏损状态.与对照相比,添加改性生物炭降低了全土和土壤团聚体各粒级中DTPA-Cd含量,其中在5~8、 2~5、 0.5~1.0和0.25~0.5 mm粒径中分别降低了7.6%~15.1%、 15.6%~24.3%、 3.6%~13.8%和11.6%~13.7%(P污染土壤团聚体的结构具有良好的优化作用,而且能够降低不同粒径土壤中Cd有效态含量,达到阻控修复Cd污染的目的.

关键词：锰基改性生物炭团聚体 Cd污染弱碱性土壤钝化修复

有机-无机肥配施对麦玉轮作土壤中细菌氮循环功能基因的影响

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农业环境科学学报 2021年第1期40卷 144-154页

作者：胡菏吴宪赵建宁杨殿林王丽丽李刚修伟明农业农村部环境保护科研监测所农业农村部产地环境污染防控重点实验室/天津市农业环境与农产品安全重点实验室天津300191

为探讨有机-无机肥配施对小麦-玉米轮作土壤细菌氮循环功能基因的影响,设置单施化肥(NPK)、化肥配施玉米秸秆(NPKS)和化肥配施有机肥(NPKO)3种施肥方式,采用16S rRNA基因的高通量测序技术并结合PICRUSt功能预测分析,探明不同施肥方式下... 详细信息

为探讨有机-无机肥配施对小麦-玉米轮作土壤细菌氮循环功能基因的影响,设置单施化肥(NPK)、化肥配施玉米秸秆(NPKS)和化肥配施有机肥(NPKO)3种施肥方式,采用16S rRNA基因的高通量测序技术并结合PICRUSt功能预测分析,探明不同施肥方式下小麦和玉米土壤细菌关键氮循环功能基因的变化特征。结果表明:对于KEGG的二级功能分类,NPKS处理下小麦土壤细菌排泄系统的相对丰度较NPK处理显著提高8.73%,而NPKO处理显著降低了辅酶和维生素代谢的相对丰度,降低幅度达到0.90%;NPKS、NPKO与NPK处理间玉米土壤细菌功能相对丰度差异均不显著。有机-无机肥配施下小麦土壤细菌中具有显著差异的三级功能分类数量明显多于玉米土壤细菌。与NPK处理相比,NPKS处理显著降低了小麦土壤细菌的氨基酸糖与核苷酸糖代谢,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,硫胺素代谢,脂多糖生物合成,核黄素代谢和长寿调节途径的相对丰度和玉米土壤细菌Glioma和神经营养素信号通路的相对丰度,但显著提高了玉米土壤细菌突触囊泡循环的相对丰度;NPKO处理显著降低了小麦土壤细菌Cell cycle-Caulobacter、硫胺素代谢和核黄素代谢的相对丰度及玉米季甲烷代谢的相对丰度,但显著提高了小麦土壤细菌碱基切除修复的相对丰度。小麦和玉米土壤细菌均有23个功能基因参与氮循环的KO通路。小麦土壤细菌氮循环功能基因丰度与土壤SOM和TN显著正相关,与土壤NH+4-N显著负相关;玉米土壤细菌氮循环功能基因丰度与土壤TN和TP显著正相关。综上所述,小麦和玉米土壤细菌具有功能上的多样性,有机-无机肥配施下小麦土壤细菌发挥的代谢作用更为强烈。小麦和玉米土壤细菌的氮异化还原和氮同化还原潜力最高,反硝化潜力和固氮潜力次之,硝化潜力最弱。土壤细菌氮循环功能基因受轮作体系影响,SOM和TN促进小麦土壤细菌氮循环过程,而NH4^+-N对氮循环过程产生负面影响;TN和TP在玉米土壤细菌氮循环过程中发挥积极作用。

关键词：有机-无机肥配施氮循环功能基因小麦-玉米轮作 PICRUSt功能预测

模拟氮沉降对贝加尔针茅草原土壤氮转化微生物的影响

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农业环境科学学报 2019年第10期38卷 2386-2394页

作者：刘红梅张海芳秦洁王慧张艳军杨殿林农业农村部环境保护科研监测所农业农村部产地环境污染防控重点实验室/天津市农业环境与农产品安全重点实验室，天津 300191

草地土壤是温室气体重要的源和汇,认识草地生态系统氮转化过程有助于预测氮循环对未来氮沉降增加的响应与反馈机制。依托于2010年在内蒙古贝加尔针茅草原设置的长期模拟氮沉降增加的氮添加试验,共设置了8个氮添加水平(0、15、30、50、10... 详细信息

草地土壤是温室气体重要的源和汇,认识草地生态系统氮转化过程有助于预测氮循环对未来氮沉降增加的响应与反馈机制。依托于2010年在内蒙古贝加尔针茅草原设置的长期模拟氮沉降增加的氮添加试验,共设置了8个氮添加水平(0、15、30、50、100、150、200、300 kg N·hm^-2·a^-1)。应用荧光定量PCR方法,研究氮转化功能基因丰度对不同氮添加水平的响应。2015年8月取样分析结果表明:固氮微生物(nifH)基因丰度随着氮添加水平的升高,表现为先升高后降低的趋势。低于200 kg N·hm^-2·a^-1硝酸铵处理有利于固氮菌生长。低氮添加(N15、N30和N50)对氨氧化细菌(AOB-amoA)和氨氧化古菌(AOA-amoA)基因丰度无显著影响。高氮添加(N100、N150、N200 和N300)显著提高了AOB 基因丰度,降低了AOA 基因丰度。高氮添加(N150、N200 和N300)显著降低了nirK基因丰度。随着氮添加量的增加,高氮添加促进了AOB主导的氨氧化过程,而反硝化微生物丰度的减少提高了氨氧化产物硝酸盐的积累,继而提高了土壤硝酸盐含量。

关键词：氮添加固氮微生物氨氧化细菌氨氧化古菌反硝化细菌

氮沉降对贝加尔针茅草原土壤真菌群落结构的影响

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草地学报 2019年第1期27卷 63-70页

作者：刘红梅张海芳秦洁杨殿林农业农村部环境保护科研监测所农业农村部产地环境污染防控重点实验室/天津市农业环境与农产品安全重点实验室天津30019

以贝加尔针茅草原为研究对象,采用高通量测序技术,研究连续6年模拟8个氮沉降水平(0,15,30,50,100,150,200,300kg N·hm^(-2)·a^(-1))对贝加尔针茅草原0～10cm、10～20cm土层土壤真菌群落结构的影响。结果表明,氮沉降显著影响真菌群落结... 详细信息

以贝加尔针茅草原为研究对象,采用高通量测序技术,研究连续6年模拟8个氮沉降水平(0,15,30,50,100,150,200,300kg N·hm^(-2)·a^(-1))对贝加尔针茅草原0～10cm、10～20cm土层土壤真菌群落结构的影响。结果表明,氮沉降显著影响真菌群落结构,0～10cm土层与10～20cm土层各氮沉降处理相对丰度在门、纲、属水平上均存在明显差异;且0～10cm土层与10～20cm土层土壤真菌群落对氮沉降的响应存在明显差异,存在明显的土层梯度效应。典范对应分析表明,土壤pH、有机碳、硝态氮和速效磷含量是影响贝加尔针茅草原土壤真菌群落结构变化重要因素。以上结果表明,氮沉降通过改变草原土壤的化学性质,影响了土壤真菌群落结构。

关键词：氮沉降贝加尔针茅草原土壤真菌群落结构高通量测序