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牛粪蚯蚓堆肥条件优化与堆制物的性状变化

浙江农业学报 2024年

作者：吴雨珂王峰王依凡吴雪萍朱维琴杭州师范大学生命与环境科学学院

蚯蚓堆肥是畜禽粪污资源化利用的方式之一。该研究以牛粪为主料，辅以不同添加剂于蚯蚓反应器中，采用L16(44+32)正交设计优化牛粪蚯蚓堆肥的生产条件，研究所获堆制物基本理化性状及其对Pb2+和Cd2+吸附性能的变化。结果表明，米糠和EM... 详细信息

蚯蚓堆肥是畜禽粪污资源化利用的方式之一。该研究以牛粪为主料，辅以不同添加剂于蚯蚓反应器中，采用L16(44+32)正交设计优化牛粪蚯蚓堆肥的生产条件，研究所获堆制物基本理化性状及其对Pb2+和Cd2+吸附性能的变化。结果表明，米糠和EM菌剂可促进蚯蚓生长繁殖，并改善堆制物的理化性质。在牛粪蚯蚓反应器中添加生物炭、鸟粪石和贝壳粉具有可行性，且以经鸟粪石处理后的堆制物对Pb2+和Cd2+的吸附效果最优，吸附率分别可达96.50%和49.95%。牛粪蚯蚓反应器的优化配方为：以牛粪、米糠、EM菌剂（7:3:1的质量比混合）为主料，添加4%的鸟粪石或生物炭，调节含水率至70%～80%，每150 g干基接种12条蚯蚓，堆肥40 d。研究结果可为畜禽粪便的资源化利用和安全阻控土壤中的Pb2+、Cd2+迁移提供科学依据。

关键词：蚯蚓堆肥 EM菌剂鸟粪石生物炭堆制物重金属

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不同种植年限银柴胡根际微生物群落结构变化

微生物学通报 2024年

作者：冯璐李振凯王红李海姗李彦青彭励宁夏大学生命科学学院宁夏师范学院资源环境与生命科学学院华南农业大学生命科学学院宁夏大学动物科技学院

【背景】银柴胡(Stellaria dichotoma L. var. lanceolata Bge.)为石竹科繁缕属多年生草本植物，以干燥根入药。【目的】探究道地产区不同种植年限银柴胡根际微生物群落结构变化，以及微生物群落与土壤理化因子、药材有效成分的相关性... 详细信息

【背景】银柴胡(Stellaria dichotoma L. var. lanceolata Bge.)为石竹科繁缕属多年生草本植物，以干燥根入药。【目的】探究道地产区不同种植年限银柴胡根际微生物群落结构变化，以及微生物群落与土壤理化因子、药材有效成分的相关性。【方法】利用Illumina高通量测序技术对1、2、3、7年生银柴胡根际土壤细菌16S rRNA基因和真菌ITS序列进行测序分析，采用常规分析方法测定土壤性质和药材总黄酮和总甾醇含量。【结果】随银柴胡种植年限延长，细菌丰富度变化较小，多样性升高，而真菌的丰富度和多样性均升高。细菌中主要优势菌群均为放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门 (Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)，在根际土壤真菌中门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为优势菌群；不同种植年限银柴胡优势菌属差别较大。3年生银柴胡药材中总甾醇和总黄酮含量显著高于其他年限。相关性分析表明，pH、碱解氮(Alkali-hydrolyzable nitrogen， AN)与银柴胡根际土壤微生物群落具有很大相关性。拟无枝酸菌属 (Amycolatopsis)、被孢霉属 (Mortierella)、光黑壳属 (Preussia)、青霉属 (Penicillium) 等类群与银柴胡主要活性成分呈显著正相关。【结论】该研究初步揭示了与银柴胡有效成分有关的标志根际土壤微生物，为实现银柴胡的优质生产提供了理论依据。

关键词：银柴胡种植年限根际微生物土壤性质有效成分

不同种植年限银柴胡根际土壤微生物群落结构变化

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微生物学通报 2024年第10期 4132-4148页

作者：冯璐李振凯王红李海姗李彦青彭励宁夏大学生命科学学院华南农业大学生命科学学院宁夏师范学院资源环境与生命科学学院宁夏大学动物科技学院

【背景】银柴胡(Stellaria dichotoma L. var. lanceolata Bge.)为石竹科繁缕属多年生草本植物，以干燥根入药。【目的】探究道地产区不同种植年限银柴胡根际土壤微生物群落结构变化，以及微生物群落与土壤理化因子、药材有效成分的相... 详细信息

【背景】银柴胡(Stellaria dichotoma L. var. lanceolata Bge.)为石竹科繁缕属多年生草本植物，以干燥根入药。【目的】探究道地产区不同种植年限银柴胡根际土壤微生物群落结构变化，以及微生物群落与土壤理化因子、药材有效成分的相关性。【方法】利用Illumina高通量测序技术对1、2、3、7年生银柴胡根际土壤细菌16SrRNA基因和真菌ITS序列进行测序分析，采用常规分析方法测定土壤性质、药材总黄酮和总甾醇含量。【结果】随着银柴胡种植年限延长，细菌丰富度变化较小，多样性升高，而真菌的丰富度和多样性均升高。细菌中主要优势菌群均为放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)，在根际土壤真菌中子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为优势菌群；不同种植年限银柴胡优势菌属差别较大。3年生银柴胡中总甾醇和总黄酮含量显著高于其他年限。相关性分析表明，pH、碱解氮(alkali-hydrolyzable nitrogen, AN)与银柴胡根际土壤微生物群落具有很大相关性。拟无枝酸菌属(Amycolatopsis)、被孢霉属(Mortierella)、光黑壳属(Preussia)、青霉属(Penicillium)等类群与银柴胡主要活性成分呈显著正相关。【结论】该研究初步揭示了与银柴胡有效成分有关的标志根际土壤微生物，为实现银柴胡的优质生产提供了理论依据。

关键词：银柴胡种植年限根际土壤微生物土壤性质有效成分

金属抗性促生细菌Burkholderia sp.减缓玉米幼苗镉毒害和阻抗镉转运

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农业环境科学学报 2024年第4期43卷 763-773页

作者：庄杰孙乐妮杨恩东欧阳文凯曹媛媛张夕红安徽农业大学生命科学学院合肥230036

为探明金属抗性促生细菌对减缓玉米镉毒害和阻抗镉转运的影响,本研究采用砂培试验向营养液中添加不同浓度重金属镉,研究接种镉抗性促生细菌YM3(Burkholderia sp.)对玉米苗干质量、生理指标、镉含量及金属转运基因表达情况的影响。结果表... 详细信息

为探明金属抗性促生细菌对减缓玉米镉毒害和阻抗镉转运的影响,本研究采用砂培试验向营养液中添加不同浓度重金属镉,研究接种镉抗性促生细菌YM3(Burkholderia sp.)对玉米苗干质量、生理指标、镉含量及金属转运基因表达情况的影响。结果表明,接种菌株YM3能促进玉米生长,且在镉胁迫环境中菌株促生效果更显著,使玉米根、茎、叶干质量分别增加9.09%~40.00%、63.33%~84.41%、48.50%~67.48%;接种处理玉米叶绿素总量增加1.70%~53.17%、根系活力增加7.40%~16.93%;游离脯氨酸降低3.04%~21.82%;当镉浓度为12 mg·L^(-1)时,丙二醛含量降低26.37%;接种菌株显著降低玉米地上部镉含量,使茎、叶镉含量分别降低13.64%~41.84%和17.85%~20.29%;q-PCR对金属转运相关基因HMA2、HMA3和Nramp5进行表达量的检测,结果表明接种菌株对重金属转运相关基因转录水平的表达调控受镉浓度影响。在0 mg·L^(-1)和8 mg·L^(-1)镉处理中,接菌处理HMA2、HMA3和Nramp5表达量在根中均表现为下调,在8 mg·L^(-1)和12 mg·L^(-1)镉处理中,接菌处理HMA2和Nramp5表达量在叶中均表现为下调。接菌处理通过不同程度影响基因HMA2、HMA3和Nramp5表达量来阻控玉米苗对镉的吸收转运。研究表明,在镉胁迫环境下接种镉抗性促生菌株Burkholderia ***3能促进玉米苗生长,减缓玉米苗镉毒害,并阻控镉从根部向地上部转运,这对于玉米安全生产具有重要应用潜力。

关键词：金属抗性促生细菌玉米镉转运基因生理特性

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不同时空尺度下土地利用结构与空间格局对苏州河水质的影响

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环境科学 2024年第2期45卷 768-779页

作者：谭娟熊丽君王卿任志文朱丹丹王敏上海市环境科学研究院上海200233 上海海洋大学水产与生命学院上海201306 上海师范大学环境与地理科学学院上海200233

土地利用与河湖水质的关系存在时空异质性.以上海苏州河为研究对象,基于2001、2005、2010、2015和2020年水质监测和土地利用数据,提取5种空间尺度(200、500、1000、2000和5000 m河段缓冲区)的景观格局指数,采用相关分析和冗余分析,研究... 详细信息

土地利用与河湖水质的关系存在时空异质性.以上海苏州河为研究对象,基于2001、2005、2010、2015和2020年水质监测和土地利用数据,提取5种空间尺度(200、500、1000、2000和5000 m河段缓冲区)的景观格局指数,采用相关分析和冗余分析,研究了多时空尺度下苏州河水质与缓冲带土地利用构成和空间格局特征的响应关系.结果表明:(1)苏州河水质近20年呈逐步改善趋势,TN是当前水体主要污染物.(2)不同尺度缓冲带土地利用均以建设用地为主,绿地林地占比呈小幅增长趋势.(3)缓冲带土地利用景观特征与水质存在关联性,并表现出时间和空间尺度效应.时间尺度上,建设用地、农业用地、景观优势度、聚集度和多样性指数与各项水质参数呈现出显著的相关性.就NH_(4)^(+)-N、TP和TN而言,2010年呈现出与其他年份相反的相关关系.2001年土地利用景观特征对水质的总解释率最高,为93.65%.近10年来,绿地林地对水质的调控作用凸显.(4)空间尺度上,绿地林地、斑块数量、景观形状和多样性指数与大部分水质指标呈现出显著的相关性.绿地林地对NH_(4)^(+)-N、TP和TN的正调控效应均以2000 m尺度最强.斑块数量和景观形状指数在较大空间尺度上对水质的调控作用相对较强,而香农多样性指数则在小尺度上对水质起到较好的正调控作用.2000 m尺度下土地利用景观特征对水质总解释率最高,为68.47%.研究表明,增加2000 m缓冲区内绿地林地的面积并优化其景观配置将对苏州河水质保护具有积极作用.

关键词：水质土地利用景观格局空间尺度苏州河

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四环素对小球藻铜、锌毒性和富集的影响

应用与环境生物学报 2024年第1期30卷 144-150页

作者：相满城于清男葛滢张春华南京农业大学资源与环境科学学院南京210095 南京农业大学生命科学实验中心元素与生命科学示范实验室南京210095

养殖废水同时含有重金属、抗生素等污染物.为明确微藻净化此类复合污染废水的潜力,需要系统研究抗生素与重金属对微藻的毒性作用,以及抗生素对微藻重金属富集规律的影响.基于此,以养殖废水中的典型重金属铜(Cu)、锌(Zn)以及抗生素四环素... 详细信息

养殖废水同时含有重金属、抗生素等污染物.为明确微藻净化此类复合污染废水的潜力,需要系统研究抗生素与重金属对微藻的毒性作用,以及抗生素对微藻重金属富集规律的影响.基于此,以养殖废水中的典型重金属铜(Cu)、锌(Zn)以及抗生素四环素(tetracycline,TC)处理小球藻4 d,测定藻细胞的生长、叶绿素和胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)荧光类物质含量、以及对Cu、Zn的去除、吸附与吸收等指标.结果表明:Cu(0.1、0.5、1 mg/L)、Zn(0.5、5 mg/L)抑制了小球藻生长与叶绿素合成,诱导了EPS荧光类物质的分泌.1、5、10 mg/L的TC没有抑制小球藻生长,并且缓解了Cu、Zn对小球藻的毒性,使EPS中酪氨酸类蛋白物质的荧光强度降低.TC对小球藻去除Cu、Zn的影响存在差异:TC、Cu复合处理1 d后,相较于单一Cu处理,Cu的去除率由25.9%显著上升至43.5%,而TC对Zn的去除率无显著影响.TC也影响了Cu、Zn富集方式:Cu、Zn单一处理下,Cu、Zn吸附占富集的比例分别为16.89%、51.6%,TC的添加使两者增加至44.49%、86.73%.本研究表明,TC改变了Cu、Zn在小球藻细胞内外的分布,通过增加Cu、Zn的胞外吸附促进了小球藻对Cu的去除,通过减少Cu、Zn的胞内吸收降低了Cu、Zn对小球藻的毒性.

关键词：小球藻铜锌四环素毒性富集

水产生态容量及在淡水增养殖上的应用研究进展

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水产科学 2024年第4期43卷 675-682页

作者：韩毓张杭君杭州师范大学生命与环境科学学院浙江杭州311121

据《2021年世界粮食及农业统计年鉴》数据统计,2000—2019年,全球水产养殖总产量平均以5.2%的增长率逐年上涨,并于2019年达到8530万t,占总渔业供给量的48%^([1])。我国是世界水产养殖大国,2019年水产养殖产量约为世界水产养殖总产量的56... 详细信息

据《2021年世界粮食及农业统计年鉴》数据统计,2000—2019年,全球水产养殖总产量平均以5.2%的增长率逐年上涨,并于2019年达到8530万t,占总渔业供给量的48%^([1])。我国是世界水产养殖大国,2019年水产养殖产量约为世界水产养殖总产量的56.88%,其中淡水养殖总产量为3197.87万t,占我国养殖总产量的49.3%^([1-2])。与此同时,为了追求更高的经济利益,养殖户往往会忽视养殖水域的生物承载能力,不断提高水域的养殖密度、加大饲料投入,从而对养殖物种的健康和水域生态环境的稳定性造成潜在的威胁^([3-4])。例如,高密度养殖会引发水域环境不断恶化,养殖物种病害频发、死亡率上升和水产品质量下降等问题,最终导致养殖效益降低及渔业生态环境污染^([5-7])。据《2021年中国生态环境状况公报》显示,2021年,我国江河渔业水域主要污染指标为总磷^([8])。

关键词：养殖容量容量评估模型淡水渔业养殖生态容量

不同营养模式下小球藻对磺胺嘧啶和铜的响应和去除

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应用与环境生物学报 2024年

作者：于杭岐于清男葛滢张春华南京农业大学资源与环境科学学院南京农业大学生命科学实验中心

畜禽养殖废水中抗生素和重金属共存导致的化学行为和生态毒性已引起广泛关注。已有研究表明，微藻能去除抗生素、重金属等污染物，但在不同营养模式以及抗生素和重金属共存条件下，微藻对这两种污染物的响应和去除规律尚不清楚。在采用... 详细信息

畜禽养殖废水中抗生素和重金属共存导致的化学行为和生态毒性已引起广泛关注。已有研究表明，微藻能去除抗生素、重金属等污染物，但在不同营养模式以及抗生素和重金属共存条件下，微藻对这两种污染物的响应和去除规律尚不清楚。在采用光合自养和混合营养（乙酸钠为碳源）条件下培养小球藻，选取磺胺嘧啶（SDZ）和铜（Cu）进行单一和复合处理，测定SDZ、Cu处理8 d后小球藻的生长、叶绿素含量和胞外聚合物（EPS）荧光强度、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性、以及培养液SDZ和Cu含量等指标的变化。结果表明，0.1 mg/L的SDZ和0.1 mg/L的Cu单一和复合处理对小球藻的毒性较小；而0.5 mg/L的Cu严重抑制了小球藻的生长和叶绿素的合成，EPS中酪氨酸类荧光物质分泌减少，抗氧化酶活性增加，SDZ与Cu共存增加了彼此的去除率。与光合自养相比，添加3 g/L的乙酸钠显著促进了小球藻的生长和对污染物的耐受能力，诱导了EPS荧光类物质的分泌，小球藻对SDZ的去除率提高近1倍，对Cu的去除率增加近3倍。综上，SDZ、Cu单一和复合处理下，小球藻对两种污染物的响应和去除规律不同，加入乙酸钠则显著提高了小球藻去除和应对两种污染物胁迫的能力。（图5 表2 参43）

关键词：小球藻磺胺嘧啶铜乙酸钠响应去除

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认识腐植酸对作物生长和土壤健康的作用

腐植酸 2024年第1期 18-30页

作者： Kwame Ampong Malinda S.Thilakaranthna Linda Yuya Gorim 孙梦宇肖凡缪春语宋亚茹孙志梅(译) 加拿大阿尔伯塔大学农业、食品与营养科学系埃德蒙顿T6G 2R3 河北农业大学资源与环境科学学院保定071000

腐植酸(HA)是有机分子,在改善土壤性质、植物农艺性状和生长方面发挥着重要作用。HA的来源包括煤、褐煤、土壤和有机材料。近年来,为了保证农业生产的可持续性,以HA为原料的产品已广泛应用于农作物生产中。相关研究表明,HA对土壤的物理... 详细信息

腐植酸(HA)是有机分子,在改善土壤性质、植物农艺性状和生长方面发挥着重要作用。HA的来源包括煤、褐煤、土壤和有机材料。近年来,为了保证农业生产的可持续性,以HA为原料的产品已广泛应用于农作物生产中。相关研究表明,HA对土壤的物理、化学和生物学性质都有积极的影响,包括土壤质地、结构、持水量、阳离子交换容量(CEC)、pH、土壤碳氮循环、酶活性和养分有效性等等。本文着重介绍了HA对作物生长、激素分泌、养分吸收和同化、产量和蛋白质合成的影响。HA对土壤性质和作物的影响受HA类型、HA施用量、HA施用方式、土壤类型、溶解度、分子大小和官能团的影响。本文还指出了HA领域亟待研究的一些知识空白。在不同轮作体系、氮肥形态、地点和气候条件下,HA及其施用量的相关田间试验研究还比较有限。此外,HA的化学和分子结构、水溶和碱溶组分也缺少田间试验验证以评估其对作物产量、品质和土壤健康的影响。施用HA后土壤-植物养分有效性与植物养分吸收之间的关系也有待进一步研究。

关键词：腐植酸腐殖质植物生长农艺参数土壤性质养分有效性