重金属以及化学农药(除草剂)残留和多化芳烃等有机污染是造成我国农田复合污染的主要污染物,是影响到我国农业可持续发展和粮食安全、农业生态环境安全的重要问题。水体氮磷污染和富营养化也是我国目前的主要环境问题之一。微生物在农田污染治理和水体富营养化修复中显示出越来越重要的作用。该文分析了我国农田的重金属污染和有机污染,以及我国水体富营养化的严峻形势,讨论了微生物资源在农田与水体污染修复中前景。

多溴联苯醚（ＰＢＤＥｓ）作为阻燃剂被广泛使用。因为它对人类的器官、神经系统和免疫系统的危害以及向周边环境的不断迁移，已经逐渐成为人们迫切需要处理的污染物之一。以同系物４－溴联苯醚（ＢＤＥ－３）作为降解对象，将海藻酸钠和生物碳混合制成微球制剂，对该制剂吸附ＢＤＥ－３的潜力、机制及添加降解菌ｓＰｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｓＰ．ＤＺ３后微球菌剂的吸附增益效应进行研究。结果表明：２％的海藻酸钠为微球制备的最佳质量浓度，该微球制剂在液相中的吸附过程符合ＬａｇＥｒｇｒＥｎ准一级动力学方程和ＥＬｏｖｉｃｈ方程，微球的最大吸附量为２８．６ ｍｇ·ｇ～（－１）。用添加微生物的微球菌剂对ＢＤＥ－３污染水体进行修复时发．．．

通过检测黑臭水体对周围一定范围内空气中微生物的污染,说明其对周围空气质量的影响。采用自然沉降法收集空气微生物,在某大学活动区域的黑臭水体确定了4个断面,代表不同的地被物在距离臭水沟不同距离的16个样点进行了空气微生物的取样,最后针对特殊区域提出了环境卫生管理的近期和远期建议。

【目的】研究毛竹与超积累植物伴矿景天对重金属复合污染土壤的修复效果,探索不同种植模式对微生物群落的影响,为重金属污染土壤的修复提供科技支撑。【方法】对长期受重金属污染(Cu,Zn和Cd)的土壤,设置毛竹纯林(SM)、毛竹与伴矿景天间作林(IMS)2种模式,以无栽培土壤作为对照(CK),测试土壤化学性质及重金属含量的变化,并利用Illumina Mi Seq高通量测序技术分析土壤微生物群落结构。【结果】种植4年后,土壤中重金属全量和有效态含量均为CK>SM>IMS。与CK相比,Cu、Zn和Cd全量含量在IMS土壤中分别下降47.8%、21.6%和23.7%,在MS土壤中分别下降39.0%、12.5%和23.0%;Cu、Zn和Cd有效态含量在IMS土壤中分别下降65.0%、28.7%和48.4%,在MS土壤中分别下降52.8%、24.8%和45.5%。在门分类水平上,3类检测土壤中的微生物丰度高于1%的有变形菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门)、浮霉菌门、疣微菌门、放线菌门、拟杆菌门、硝化螺旋菌门、绿弯菌门和WS3等共10个门,其中变形菌门为最优势的菌,其相对丰度占30%以上。2种种植模式(SM和IMS)及对照的土壤在放线菌门、硝化螺旋菌门、拟杆菌门和绿弯菌门等4个门水平上的微生物多样性存在显著差异(P<0.05)。从微生物丰度与土壤重金属含量的相关性分析得到,全量及有效态重金属含量与硝化螺旋菌门、放线菌门(有效Zn除外)呈极显著负相关(P<0.01),与拟杆菌门呈极显著正相关(P<0.01)。虽然3类土壤微生物经α-多样性分析无显著差异,但基于β-多样性分析发现它们存在显著差异(ANOSIM,P<0.05)。【结论】IMS和SM种植模式有效降低了土壤中的重金属含量,表现出较好的土壤修复效果。同时,不同种植模式对重金属污染土壤的微生物群落结构及群落多样性产生了显著影响,SM和IMS均有利于增加土壤细菌群落的多样性,其中SM模式的土壤微生物多样性较为丰富。土壤微生物群落在重金属污染土壤的生态修复上及指示重金属耐受性和敏感性等方面均起着重要作用。

为探究稻虾共作对稻田水体微生物多样性和群落结构的影响,基于16S rDNA扩增子高通量测序,结合生物信息分析,比较稻虾共作模式(RC)和水稻单作模式(RM)中水体微生物的多样性和群落结构。结果显示,RC中水体微生物的多样性极显著高于RM。水体微生物的群落结构在2种模式中差异显著,且水体理化性质,如总氮、亚硝酸盐氮等的含量与2种模式中水体微生物群落结构的差异显著关联。相比于RM,RC水体中放线菌门(Actinobacteria)和蓝细菌门(Cyanobacteria)的相对丰度更高,而变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)的相对丰度更低。放线菌目(Actinomycetales)、根瘤菌目(Rhizobiales)、聚球藻目(Synechococcales)等为RC主要的水体微生物标志物,而黄杆菌目(Flavobacteriales)、β-变形菌目(Betaproteobacteriales)、红环菌目(Rhodocyclales)等则为CM主要的水体微生物标志物。在稻田水体微生物群落中鉴定出6个基石种,主要属于伯克氏菌科(Burkholderiaceae)、腐螺旋菌科(Saprospiraceae)和多囊菌科(Polyangiaceae)等。通过功能预测及其相对丰度比较,发现RC中水体微生物的代谢通路的相对丰度高于RM,尤其是能量代谢通路的相对丰度极显著地高于RM。以上研究表明,相比于水稻单作,稻虾共作显著提高了稻田水体微生物的多样性,塑造了组成更健康、功能更强大的水体微生物群落,提高了稻田生态系统的物质循环能力和能量利用效率,有利于稻田水体净化,并维持稻田生态系统稳定。

利用微生物对重金属的钝化作用,制备微生物钝化剂并应用于重金属污染土壤的治理。通过研究重金属污染土壤中微生物的性质,筛选出能有效处理土壤中重金属污染的优良菌种CQ7与FQ2;对筛选出的菌株进行表征,并测定其生长曲线,鉴定FQ2为革兰氏阴性杆菌。进一步对筛选出的菌种进行理化条件测定,测定得CQ7与FQ2的最适生长条件均为p H=5、转速180 r/min、温度25℃。经金属耐受和吸附实验,选定FQ2为工程菌,测序确定其为沙雷氏菌属(Serratia marcuscens)。将筛选所得菌种与相应理化条件相结合,

近年来我国高度重视安全型生物农药的研究和应用,生物农药年产值不断攀升,应用范围越来越广,创造了巨大的经济效益和社会效益。微生物农药是生物农药的主要组成部分,也是生物农药研究应用的主要方向。安全型生物农药代替有残留化学农药,高效的基因工程产品代替天然生物制剂将是未来农药市场发展的趋势。

目前关于植物修复重金属污染土壤过程中根际微域研究较少,本研究通过6个月根箱试验,研究了超富集植物东南景天修复Pb、Zn、Cd污染土壤中根际不同微域(离根面0～2、2～4、4～6、6～8、8～10 mm)及非根际(离根面>10 mm)微生物群落特性.结果显示,根际0～2 mm微域土壤磷酸酶活性、0～4 mm微生物量碳及0～8 mm脲酶和转化酶活性均显著高于非根际土;0～4 mm土壤细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、放线菌、真菌及原生动物特征磷脂脂肪酸(PLFA)含量显著高于非根际土;0～2 mm土壤真菌/细菌PLFA比值显著高于非根际,0～4 mm土壤革兰氏阳性/革兰氏阴性菌PLFA比值显著低于非根际.冗余分析显示,土壤微生物量、酶活性及PLFA与可溶性碳(DOC)呈正相关,与pH及有效态重金属呈负相关.东南景天的根际微生物的影响范围为0～4 mm,且土壤pH、DOC及有效态重金属的变化是驱动微生物特性变化的主要因素.

为探讨植物－微生物联合修复佳乐麝香（ＨＨＣＢ）与镉（Ｃｄ）复合污染土壤技术的可行性及其相关修复土壤微生物群落多样性的变化，采用紫茉莉（ＭｉｒａＢｉｌｉｓ ｊａｌａｐａ ｌ．）与孔雀草（ＴａｇｅＴｅｓ ｐａＴｕｌａ ｌ．）两种植物配合ＨＨＣＢ降解菌，对ＨＨＣＢ，Ｃｄ复合污染土壤进行联合修复研究，并使用变性梯度凝胶电泳技术（ｄｇｇｅ）在微观层面上进一步分析土壤微生物群落多样性的变化趋势。结果表明：孔雀草对Ｃｄ的富集效果要好于紫茉莉，且两种植物地上部分对于Ｃｄ的富集效果更好。ＨＨＣＢ含量的增加会导致降解菌的降解效率降低，在ＨＨＣＢ含量为１００Ｍｇ·ｋｇ－１时，最好的降解效果可达到６３．５８％，在ＨＨ．．．

【目的】研究农田微塑料影响水稻秸秆分解过程以及农田微塑料的分解情况。【方法】通过野外实验，设置PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）和PVC（聚氯乙烯）3种微塑料，1%和5%两种浓度，S（小粒径）、M（中粒径）和L（大粒径）3种粒径，对照组Control（不添加微塑料）。以水稻秸秆作为分解底物，分析水稻秸秆的失重率、微生物活性及残留微塑料的粒径分布范围。【结果】除PE之外，PP与PVC对水稻秸秆分解的促进作用效果均较为显著。微塑料的添加浓度越高，水稻秸秆的失重率越大；微塑料粒径增加导致秸秆失重率减少。在秸秆整个分解期内，微塑料对羧甲基纤维素酶（C_(X)酶）起到了促进作用，而对外切β-葡聚糖苷酶 (C_(1)酶)却有抑制效应；在分解前期，微塑料对过氧化物酶活性起到了促进作用。另一个方面，大粒径的微塑料相较于小粒径的微塑料其分解程度更大，PP的分解程度大于PE，大粒径PE约80%分解为更小颗粒，小粒径PE约66%分解为更小颗粒，而大粒径PP约91%分解为更小颗粒，小粒径PP约70%分解为更小颗粒。【结论】农田土壤中的微塑料均对水稻秸秆分解起促进作用，但是对于微生物活性影响是不确定的，微塑料有大幅度分解为更小颗粒的趋势。

大气CO_2浓度和温度升高会通过影响作物的光合作用,从而影响光合碳向土壤中的输送。输入到土壤中光合碳含量的变化势必会对土壤外源碳的主要分解者--微生物的群落结构产生影响。土壤微生物在土壤有机质的转化过程中发挥着重要的作用,是土壤碳循环的主要驱动者,其群落结构和功能的改变会影响土壤有机质的动态变化,而这些变化会进一步增加或者降低大气中的CO_2浓度,从而对气候变化产生反馈作用。未来土壤的碳平衡取决于大气CO_2浓度和全球变暖对土壤中碳的输入、输出以及碳在土壤中的驻留时间。因此,只有全面了解大气CO_2浓度和温度升高将对土壤碳库及土壤微生物群落结构产生何种影响,才能明确地揭示陆地生态系统对气候变化的反馈机制,对未来农田土壤有机碳库的管理和生产力的维持有重要意义。文章综述了大气CO_2浓度和温度升高及其交互作用对土壤碳库和土壤微生物群落结构的影响。主要结论为:(1)大气CO_2浓度和温度升高对土壤碳库的影响可以相互抵消,但是土壤碳库是否成为碳"源"与温度升高的幅度密切相关;(2)大气CO_2浓度升高增加了光合碳在玉米、小麦等植株各部分的分配,温度升高同样对光合碳的分配规律产生影响,但对不同部位的影响不一致,多呈降低或无显著影响;(3)大气CO_2浓度和温度升高可能对土壤微生物活性及其群落结构产生交互影响,且对不同微生物(细菌、真菌和古菌)群落的影响程度不同,进一步对土壤有机碳的转化产生影响。最后提出未来的研究方向:(1)从气候变化影响植物-土壤互作角度解析根系分泌物的转化过程及其对微生物的影响;(2)通过DNA-SIP进一步研究大气CO_2浓度和温度升高条件下土壤微生物对不同植物来源碳的选择性利用与碳循环的关系,从而阐明气候变化条件下微生物底物利用策略以及微生物群落结构的变化。

有机污染导致的环境污染问题引起世界范围内的广泛关注。微生物降解被认为是清除环境中有机污染物的主要方式。近些年,有关有机污染物的微生物降解研究报道主要集中于纯培养单菌株。然而,单个降解菌株的生物强化修复在实际应用中往往效果不佳。实际上,自然界中有机污染物的降解大多数是由微生物菌群介导,而不是由单个微生物菌株独立完成的。与单个降解菌株相比,微生物菌群具有更强的代谢互补性和互营作用,其在有机物污染的修复方面越来越受到关注。本文综述了具有有机污染物降解功能的不同微生物菌群以及菌群高效代谢有机污染物的机制,概述了菌群代谢互作的最新研究方法,并强调基于菌群代谢互作设计合理菌群结构在微生物强化修复应用中的重要性,重点讨论了基于菌群代谢模型的计算机模拟在研究复杂微生物菌群代谢互作方面的重要作用以及在指导最佳功能菌群的人工设计和构建方面的应用前景,以期为修复污染环境提供理论依据和解决方案。

在半干旱农田生态系统红油土上20年的肥料定位试验表明,施用秸秆和厩肥会显著改变耕层土壤有机氮组分和微生物体氮。施肥后酸解性氮的含量及比例明显增加,非酸解性氮含量下降。酸解性氮在不施肥时含量最低(646.3　mgN·kg-1),其次为施用化肥(684.3　mgN·kg-1),同时施用秸秆和化肥居中(794.1～950　mgN·kg-1),施用厩肥和化肥最高(1 103.2　mgN·kg-1)。各处理中,酸解性氮是土壤全氮的主体,占全氮的 73.4%～82.6%,这一比例从仅施化肥、对照、化肥+ 低量秸秆、化肥 +中量秸秆、化肥+ 高量秸秆到化肥+ 厩肥呈增加趋势。休闲处理酸解性氮所占比例(81....

为探讨生物絮团对养殖水体水质和微生物代谢功能的影响,采用水质分析和Biolog-ECO技术,分析了葡萄糖强化养殖水体培育生物絮团的过程中水质指标和微生物碳代谢变化特征。结果显示:(1)成熟的生物絮团有效降低了养殖水体氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮水平,并显著提高了养殖水体的总固体悬浮物(TSS)含量。(2)对照组和生物絮团组水体微生物样品平均颜色变化率(average well color development,AWCD)在培养108 h后趋于稳定,生物絮团组AWCD高出对照组18%;同时生物絮团系统水体微生物提高了对聚合物类和碳水化合物类的代谢强度;对比2组水体微生物代谢多样性指数发现,生物絮...

为了强化学生对固体废物资源化利用和石油污染土壤生物修复的理解，设置了污泥基生物炭固定化微生物修复石油污染土壤教学实验，旨在使学生掌握污泥基生物炭及其固定化微生物的制备方法、石油污染土壤修复方法及观测指标测定方法，学会数据分析和处理方法，提高解决实际问题能力和开展创新实验能力。该文研究了污泥基生物炭固定化微生物修复石油污染土壤过程中总石油烃、土壤理化性质、微生物数量、酶活性的变化，分析了各因素之间的关系和污染物质组成的变化。