南阳师范学院农业工程学院南水北调中线水源区水安全河南省协同创新中心 作品数:16 被引量:165 H指数:9 相关机构: 湖北大学生命科学学院 河南农业大学植物保护学院河南省新型农药创制与应用重点实验室 河南农业大学植物保护学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 河南省科技攻关计划 南阳市科技攻关计划项目 更多>> 相关领域: 环境科学与工程 农业科学 更多>>
重金属固定细菌调控土壤铁氧化物阻控小麦Cd吸收效应 被引量:5 2020年 铁氧化物因其比表面积大,对重金属具有很强的吸附固定能力,是修复重金属污染农田良好的钝化剂.采用盆栽试验,研究重金属固定细菌Bacillus megaterium N3、Serratia liquefaciens H12和菌株N3联合H12对郑麦3号(Triticum aestivum L.,ZM-3)吸收Cd的影响,同时测定不同处理对小麦根际土壤铁氧化物含量、铁氧化细菌相对丰度、黏土颗粒矿物组成、团聚体组成和pH的影响.结果表明,功能菌株N3和H12以及N3联合H12均能显著(P<0.05)提高小麦籽粒的干重(36.5%~75.3%),显著(P<0.05)降低小麦籽粒中Cd(30.2%~84.9%)的含量.此外,相比单独施用菌株N3或者H12,施用复合菌剂N3+H12具有更强的阻控郑麦3号吸收Cd的能力.复合菌剂N3+H12主要通过提高郑麦3号根际土壤:(1)pH值(由6.74升高到7.08);(2)Fe氧化物(67.9%)和针铁矿含量;(3)铁氧化细菌的相对丰度(披毛菌属和纤发菌属)和(4)小粒径(<0.25 mm)团聚体的含量来降低小麦根际土壤中有效态Cd的含量,进而阻控郑麦3号对Cd的吸收.本研究结果为利用重金属固定细菌修复重金属污染农田提供理论依据和技术支撑. 王晓宇 韩辉关键词:铁氧化物 铁氧化细菌 团聚体 小麦 重金属固定植物促生细菌的筛选及其阻控小麦富集重金属效应 被引量:21 2019年 由于工业和采矿业等人类的活动造成农田土壤Cd和Pb污染日益严重,并可通过食物链严重影响人类健康,必须采取有效措施阻控农作物对重金属的吸收.本研究依据细菌的重金属抗性和植物促生特性筛选功能菌株,并通过摇瓶吸附实验和小麦砂培实验验证其对小麦生长和阻控小麦吸收Cd和Pb的影响.结果显示,从狗尾草根际土壤中共分离到具有固定重金属和促生能力的菌株18株,其中巨大芽孢杆菌N3和液质沙雷氏菌H12效果最好,均能抵抗高质量浓度的Cd(650mg·L^-1)和Pb(2 700 mg·L^-1),分泌吲哚乙酸(IAA)(56.6 mg·L^-1和69.1 mg·L^-1)、铁载体和1-氨基环丙烷羧酸(ACC)脱氨酶.静置培养实验表明,菌株N3和H12显著提高溶液中NH4+的质量浓度和p H值,降低溶液中Cd(63.1%~73.8%)和Pb(69.1%~81.8%)的质量浓度.砂培条件下,与不接菌相比,菌株N3和H12不仅能够显著增加小麦根(47.2%~97.4%)和地上部(65.3%~153%)的干重,还能够显著降低小麦根和地上部中Cd(49.2%~68.3%)和Pb(27.4%~84.5%)的含量.本研究结果为Cd、Pb污染农田的修复和农作物的安全生产提供菌种资源和理论依据. 韩辉 王晓宇 蔡红 姚伦广 蔡倩迪 王逸雪 陈兆进关键词:小麦 脲酶 丹江口库区表层浮游细菌群落组成与PICRUSt功能预测分析 被引量:26 2019年 浮游细菌是水生生态系统的重要组成部分,是水体中氮素生物地球化学循环的主要驱动力.本研究于2016年5月采集丹江口库区库心和渠首2个生态位点表层水样,采用16S r DNA Miseq高通量测序技术研究其群落组成,发现其主要由变形菌门、放线菌门、拟杆菌门等12门、139属细菌组成,渠首样品浮游细菌群落多样性高于库心样品. PICRUSt功能预测分析表明,浮游细菌涉及氨基酸运输和代谢、转录、能量产生和转换等24个基因功能家族,表现出功能上的丰富性.其中35个参与氮代谢的KO(表示通路)中库心高于渠首为20个,渠首高于库心的为15个.两样品中检测到涉及固氮作用(nif H)、硝化作用(hao)、反硝化作用(nar G、nir K、nor B、nos Z)、氮同化还原及异化还原作用(nas A、nar B、nap A、nir A、nir B、nrf A)参与氮循环的关键基因相对丰度.综合基因功能家族预测基因拷贝数和氮循环相关基因丰度分析,丹江口库区库浮游细菌氮代谢能力整体趋势为库心高于渠首.本研究从细菌群落组成、功能角度初步分析了丹江口库区不同生态位点氮循环的差异,为丹江口水库水环境保护提供了参考依据. 张菲 田伟 孙峰 陈彦 丁传雨 庞发虎 姚伦广 李玉英 陈兆进关键词:浮游细菌 高通量测序 氮代谢 新乡市镉污染土壤细菌群落组成及其对镉固定效果 被引量:15 2020年 重金属污染土壤中具有丰富的微生物群落组成,为生物修复提供了微生物资源.本研究以新乡市某电池厂周边Cd污染土壤为研究对象,采用高通量测序和平板分离方法分析其细菌群落组成.传统培养方法表明新乡市重金属污染土壤细菌由厚壁菌门、放线菌门、变形菌门和拟杆菌门这4个门,芽孢杆菌属、节杆菌属和根瘤菌属等30个属组成;高通量测序表明,其由变形菌门、放线菌门和酸杆菌门等25门及400属组成.相较于培养方法,高通量测序群落组成更为丰富.基于高通量测序的分子生态网路分析表明其关键细菌分别为Arthrobacter、Marmoricola、Nocardioides、Ferruginibacter、Flavitalea、Nitrospira和Lysobacter等组成.对分离的159株可培养菌株进行Cd摇瓶吸附实验,结果表明Aneurinibacillus、Arthrobacter和Bacillus等11个属的30株菌具有较好地固定效果.效果验证实验表明,Ochrobactrum sp.1-6、Bacillus sp.2-11和Pseudomonas sp.1-9等6株高效菌株能提高青菜(鸡毛菜)生物量、降低青菜不同组织中的Cd含量.本研究为新乡市重金属污染土壤修复提供菌种资源,同时为重金属污染土壤细菌群落和功能提供参考依据. 陈兆进 李英军 邵洋 林立安 徐鸽 陈彦 田伟 姚伦广 韩辉关键词:重金属污染 高通量测序 重金属污染农田生菜根际重金属固定细菌群落组成及其阻控效应 被引量:16 2019年 为了了解高含量重金属对蔬菜根际土壤可培养细菌和重金属固定细菌群落的影响,发掘其中的微生物资源,从河南省新乡市郊区采集一份高含量重金属污染(HY)和一份低含量重金属污染(DK)意大利生菜根际土壤,通过可培养分离技术和溶液吸附实验比较其重金属固定细菌的群落差异,通过水培实验研究功能菌株对生菜生长和富集Cd和Pb的影响.从HY和DK样品中各分离出400株细菌:HY样品中的400株细菌隶属于3门14属,其中β-Proteobacteria是优势门,而DK样品中的400株细菌隶属于4门30属,Firmicutes是优势门.HY样品中的400株细菌中有146株细菌对Cd和Pb的吸附率均大于80%,Brevundimonas、Serratia、Arthrobacter和Pseudarthrobacter为主要的属.而DK样品中的400株细菌中有44株细菌对Cd和Pb的吸附率均大于80%,Bacillus为主要的属.与不接菌对照相比,重金属固定细菌Serratia liquefaciens HY-22、Bacillus thuringensis HY-53和Acinetobacter lwoffii HY-157均能显著提高意大利生菜和花叶生菜根部(7.5%~77.6%)和地上部(15.4%~67.2%)干重,降低意大利生菜根部和地上部Cd(38.7%~66.6%)和Pb(34.7%~62.5%)的含量,此外Bacillus thuringensis HY-53能够使意大利生菜和花叶生菜新鲜叶片中Cd和Pb的含量达到食品安全国家标准.研究结果为Cd和Pb污染农田的修复和农作物的安全生产提供菌种资源和理论依据. 王铁军 苏楠楠 雷鹏 邱明洋 陈兆进 姚伦广 韩辉关键词:生菜 群落结构 钝化 基因型、环境及其互作对玉米病害、产量与品质的影响(英文) 被引量:2 2017年 玉米病害、产量和品质的形成是品种遗传特性和环境因素共同作用的结果。以19个玉米品种为材料,分析了不同基因型玉米在不同区域的病害、产量、粗蛋白、粗淀粉、粗脂肪、赖氨酸差异。结果表明:19个玉米品质的稳定性既由基因型控制也受环境互作效应影响。基因型起内因作用;互作作用中玉米种植及生长的时间(播期与生育期等)×区域特征(资源与逆境等)是不同生态区病害、产量、品质差异的主要外因;独立作用中年度间的气候变化对玉米不同生态区病害、产量、品质影响较大,其中气象条件中温度适宜程度、降雨量、湿度与病害(弯孢叶斑病与南方锈病)的发生发展呈正相关,产量与日照呈正相关且系数较大(为0.21),粗淀粉与日均温呈正相关,粗脂肪与日照呈正相关;不同生态区随着纬度的降低,吐丝后的降雨量增加,玉米病害加重,产量降低。 段鹏飞 赵地关键词:基因型 玉米病害 蛋白多肽对强酸化土壤的改良效应 被引量:4 2020年 以强酸化土壤(pH为4.30)为研究对象,以蛋白多肽为新型土壤改良剂,将传统施加生石灰的酸化土壤治理技术和施加复混肥的常规种植技术为对照,研究蛋白多肽对强酸化土壤的改良效应。结果表明:土培实验中的蛋白多肽与生石灰对强酸化土壤均有碱化效应,将土壤pH分别提高了0.23和0.30 (120 d稳定值),而复混肥碱化程度较低(提高0.02);同时,蛋白多肽组与生石灰组土壤交换性酸含量比复混肥组(35.93 mmol·kg-1)分别降低了12.56 mmol·kg-1和18.68 mmol·kg-1,盐基饱和度分别比复混肥组(67.30%)高7.01%和9.85%;蛋白多肽组土壤有机质含量(19.96 g·kg-1)变化尤为明显,并且,显著高于复混肥组(8.58 g·kg-1)和生石灰组(12.23 g·kg-1)。蛋白多肽与生石灰均能提高强酸化土壤pH,但未能一次性达到6.5以上的中性程度。基于此,以结球甘蓝为供试植物,研究此背景下的种植情况。结果显示,蛋白多肽可在偏低pH条件下种植出高产的结球甘蓝,比其他组合效果明显,其平均生物量(371.78 g)比复混肥组和生石灰组分别高9.54倍和1.90倍。蛋白多肽具有改良强酸化土壤的潜力,并能达到改良与种植同步化(蛋白多肽施加后直接种植作物幼苗)。研究结果可为强酸化土壤的改良与种植提供参考。 王士林 王铁军 吴红红 刘紫薇 李丹丹 姚伦广 范先鹏 汪华 汤行春 李亚东关键词:蛋白多肽 土壤改良 作物种植 丹江口库区库滨带植被土壤细菌群落多样性及PICRUSt功能预测分析 被引量:26 2019年 微生物是土壤元素生物地球化学循环的主要驱动力,目前库滨带植物截留和消减污染物质过程中细菌群落及其功能研究尚未清楚.本研究选取适宜丹江口库区库滨带生长的4种典型植物(草本植物香根草、芦苇、乔木植物杜梨和灌木植物假奓包叶),采用16S r DNA Miseq高通量测序技术研究根际细菌群落组成,发现其主要由变形菌门、拟杆菌门、放线菌门等31个门、343个属的细菌组成,表现出群落组成的丰富性.细菌群落分析表明香根草和芦苇细菌群落结构较为相似,但和杜梨细菌群落结构差异最大.PICRUSt功能预测分析表明,库滨带植物根际细菌主要涉及次生产物代谢的生物合成、转录、多糖生物合成和代谢、细胞生长和死亡等38个子功能,表现出功能上的丰富性.库滨带植物根际细菌代谢能力整体趋势为假奓包叶>芦苇>香根草>杜梨.本研究初步探讨了丹江口库区库滨带不同植物根际细菌群落和功能,为丹江口水库库滨带植被构建及其水环境保护提供了参考依据. 孙峰 田伟 张菲 陈彦 任学敏 庞发虎 李玉英 姚伦广 陈兆进关键词:丹江口水库 库滨带 高通量测序 南水北调中线工程河南段大气PM2.5和PM10质量浓度特征研究 被引量:1 2020年 利用2018年10月—2019年8月南水北调中线工程河南段沿渠设置的10个大气监测站细颗粒物(PM2.5)和可吸入颗粒物(PM10)的在线监测数据以及气温、湿度气象要素实测数据,分析了干渠河南段大气PM2.5和PM10的质量浓度水平分布特征及其与气象参数的关系.结果表明2018年10月—2019年8月中线河南段10个大气监测站大气PM2.5和PM10日均质量浓度为47.88~67.47μg·m-3和53.93~88.99μg·m-3,符合国家二级标准;月均质量浓度呈现显著的冬季高夏季低的变化规律,PM2.5和PM10月均质量浓度分别为47.92~68.02μg·m-3和54.00~91.33μg·m-3.沿着中线水北上,大气PM2.5和PM10颗粒物污染依次严重;PM2.5和PM10质量浓度显著相关;大气颗粒物浓度与气温呈负相关关系,与相对湿度的相关性不显著. 韩品磊 李楠 王小军 吴冬雨 龚子乐 何建刚 高广灿 韩雪梅 李玉英关键词:PM10 气象参数 产多胺细菌阻控空心菜富集Cd和Pb效应 被引量:6 2020年 通过产多胺筛选培养基,借助超高效液相色谱技术,本研究从重金属污染农田空心菜根际土壤中筛选具有钝化重金属的产多胺细菌,并通过水培试验研究功能菌株对空心菜生长、多胺含量和抗氧化酶活性以及Cd和Pb吸收的影响.结果显示,从空心菜根际土壤中共分离到9株高产多胺的细菌菌株,其中Enterobacter bugandensis YX6能够分泌精胺和亚精胺,Klebsiellaquasivariicola YX8能够分泌腐胺.在LB培养基中,菌株YX6和YX8对Cd和Pb吸附去除率均大于80%.水培试验表明菌株YX6和YX8能够显著提高空心菜地上部和根部多胺(29.3%~180%)的含量以及可食用部分超氧化物歧化酶(18.5%-42.7%)和过氧化物酶(46.2%~100%)的活性,进而显著提高了空心菜地上部(21.2%~40.9%)和根部(43.3%~68.2%)的干重,同时降低了空心菜地上部和根部Cd(45.8%~69.5%)和Pb(42.4%~63.6%)的含量.产多胺细菌E.bugandensis YX6和K.quasivariicola YX8不仅能够提高空心菜生物量和抗氧化酶活性,还能低空心菜对Cd和Pb的吸收,为重金属超标农田安全利用和减少蔬菜中的重金属含量提供菌种资源. 韩辉 蔡红 王晓宇 刘慧娴 陈兆进 姚伦广关键词:钝化 重金属 多胺 空心菜