重金屬鉛鎘抗性菌株的篩選、生物學(xué)特性及其強(qiáng)化植物修復(fù)鉛鎘污染土壤的研究.pdf

1、植物修復(fù)土壤重金屬污染技術(shù)具有綠色廉價、操作簡單等優(yōu)點，但是超積累植物往往生物量低、生長速度慢、受土壤環(huán)境影響大、對固定態(tài)和沉淀態(tài)的重金屬不易吸收。而現(xiàn)有的添加螯合劑、表面活性劑等化學(xué)物質(zhì)強(qiáng)化植物修復(fù)的措施又存在修復(fù)成本較高，環(huán)境風(fēng)險大的不足，因此尋求一條既能大幅度提高植物修復(fù)效率、又能改善土壤生態(tài)環(huán)境，環(huán)境友好且成本低廉的新的微生物強(qiáng)化植物修復(fù)途徑，將具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。 本研究從46個土樣中篩選出對重金屬鉛鎘具有較

2、強(qiáng)抗性和活化能力的菌株J34、J113、J115、J116和J156，初步鑒定J34屬于歐文氏菌屬(Erwiniasp.)，J113和J116屬于氮單胞菌屬(Azomonasspp.)，J115和J156屬于假單胞菌屬(Pseudomonasspp.)。研究溫度、pH、滲透壓、氧氣、重金屬、抗生素及多環(huán)芳烴對菌株生長的影響，試驗結(jié)果表明菌株J34、J113、J115、J116和J156均為好氧菌，能在12～37℃和pH5.5～9.0范圍

3、內(nèi)生長良好，最適生長溫度28℃，最適pH7.2左右，最適接種菌齡15h左右。菌株J116、J113和J156對高滲條件適應(yīng)性強(qiáng)，在NaCl5％條件下能良好生長。菌株J34和J116對重金屬和抗生素的抗性較普遍，除Cr外對其他重金屬和抗生素均具抗性；菌株J113能耐受Ni10mg.L-1、Zn400mg.L-1、Amp400mg.L-1和Rif20mg.L-1，而對Cu2+、Cr6+、Km、Tc和Str無抗性；菌株J156能耐受Cu20m

4、g.L-1、Zn200mg.L-1、Amp400mg.L-1和Rif20mg.L-1，對Ni2+、Cr6+、Km、Tc和Str無抗性；菌株J115除了能抗Zn200mg.L-1和Amp100mg.L-1外，對其他重金屬和抗生素均無抗性。5株菌均能耐受一定濃度的菲和芘。 通過在有氮培養(yǎng)液中分別添加Pb(NO3)2、CdSO4、PbCO3和CdCO3與培養(yǎng)液成分反應(yīng)形成不溶性鉛鎘，研究搖瓶條件下菌株對沉淀態(tài)鉛鎘的活化能力，結(jié)果表明5

5、株菌能使培養(yǎng)液中離子態(tài)鉛鎘的濃度顯著增加，Pb2+濃度比對照(1.59mg.L-1)高56.54～312.54mg.L-1，Cd2+濃度比對照(1.94mg.L-1)高42.05～50.06mg.L-1。測定J34、J113和J116培養(yǎng)液中氨基酸，發(fā)現(xiàn)酸性氨基酸的濃度高于堿性氨基酸。土壤試驗表明，菌株對土壤中沉淀態(tài)鉛鎘也具有活化作用，接菌處理的土樣中水溶性鉛鎘含量均高于不接菌對照。在含PbCO3的土樣中，菌株J116使Pb2+濃度比對

6、照高13.19倍；含CdCO3的土樣中，菌株J34和J115使Cd2+濃度比對照分別高16.60和16.63倍；在同時含有PbCO3和CdCO3的土壤中，菌株J34和J116提高土壤中可溶性鉛的效果顯著，分別比對照高11.49和4.43倍；菌株J34、J113和J115對土壤中水溶態(tài)鎘的增加作用明顯，分別比對照高11.27、11.38和12.75倍。土壤固定態(tài)鉛鎘解吸試驗結(jié)果表明，在含Pb200mg.kg-1的土壤中菌株J34和J116

7、活化鉛的效果較好，分別比對照高63.0％和52.2％；含Pb400mg.kg-1的土壤中，菌株J156和J116的活化效果較好，分別比對照高71.4％和51.4％。而在含Pb800mg.kg-1的土壤中，供試菌株對鉛的活化作用不明顯。在含Cd50、100和200mg.kg-1的土壤中，菌株J34、J116和J156均對鎘具有較強(qiáng)的解吸能力。 選擇對鉛鎘活化作用較好的菌株J34進(jìn)行盆栽試驗，研究其對油菜和超積累植物印度芥菜富集鉛鎘

8、的影響。結(jié)果表明，J34能促進(jìn)油菜和印度芥菜生長，使油菜地上部和地下部干重比對照高68.7％和200％，印度芥菜地上部和地下部干重比對照高55.9％和76.3％。接菌J34處理使含Pb400mg.kg-1土壤中的油菜地上部和地下部植株單位重量內(nèi)鉛濃度比CK增加291.1％和324.2％，含Cd50mg.kg-1的土壤中油菜地上部和地下部鎘濃度比CK增加11.68％和8.86％；使印度芥菜和油菜地上部和地下部鉛鎘總含量均比對照有所增加，且