Environment International:在人工溼地中添加耐鹽菌通過促進植物...

2020-12-14 農業環境科學

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中國科學院東北地理與農業生態研究所祝惠研究員團隊評價了在不同鹽脅迫下添加耐鹽菌的生物強化人工溼地反硝化作用的機理和有效性。相關成果發表於Environment International(IF=7.943)。

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Highlights

Bioaugmentation improved nitrogen removal in CWs under salt stress.

Salt-tolerant microbial inoculum promoted the growth of wetland plants.

The abundance of salt-tolerant microorganisms increased in Bio-CWs.

Bioaugmentation boosted the function of both microorganisms and plants in CWs.

Abstract

The inhibition of salt stress on plant and microbial functions has led to the reduction of nitrogen removal capacity of constructed wetlands (CWs) under saline conditions. The mechanisms and effectiveness of bioaugmented CW (Bio-CW) microcosms with a salt-tolerant microbial inoculum were evaluated for nitrogen removal at different salinity levels. The results showed that the denitrification capacity of CWs was improved under saline conditions by adding the salt-tolerant microbial inoculum. At an EC of 15 mS/cm, the removal percentages of ammonia nitrogen (NH4+-N) and total nitrogen (TN) in Bio-CW microcosms (95.7% and 99.4%) on Day 5 were significantly (p < 0.05) higher than that in unbioaugmented CW (un-Bio-CW) microcosms (68.5% and 76.4%), respectively. The high throughput sequencing data of substrate samples indicated that the microbial community in the CWs was changed by the addition of the salt-tolerant microbial inoculum and the frequency of bacteria with nitrogen removal function was increased in the CWs. Furthermore, both growth and the TN accumulation capacity of plants in Bio-CW microcosms were promoted compared with the un-Bio-CW microcosms. In conclusion, the addition of the salt-tolerant microbial inoculum can enhance the nitrogen removal efficiency of CWs under saline condition via boosting the function of both microorganisms and plants.

鹽脅迫對植物和微生物功能的抑制降低了人工溼地(CW)的反硝化能力。本研究評價了在不同鹽脅迫下添加耐鹽菌的生物強化人工溼地(Bio-CW)反硝化作用的機理和有效性。結果表明,添加耐鹽微生物菌劑可提高人工溼地在鹽脅迫條件下的反硝化能力。EC為15mS/cm時,生物強化人工溼地微環境中氨氮(NH4+-N)和總氮(TN)在第5天的去除率(95.7%和99.4%)顯著高於(P<0.05)未經生物強化的人工溼地(un-Bio-CW)微環境中的去除率(68.5%和76.4%)。底物樣品高通量測序數據表明,添加耐鹽菌改變了人工溼地的微生物群落,增加了人工溼地中具有脫氮功能的細菌的豐度。此外,與un-Bio-CW微環境相比,Bio-CW微環境促進了植物的生長和TN積累能力。綜上所述,添加耐鹽菌可以通過促進微生物和植物的功能,提高鹽脅迫環境下人工溼地的脫氮效率。

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