狼尾草修復阿特拉津污染土壤的根際微生態(tài)特征研究.pdf

1、阿特拉津以其良好的除草效能以及低廉的成本在全世界很多國家得到了廣泛應(yīng)用。然而，近年來的研究發(fā)現(xiàn):阿特拉津?qū)λh(huán)境、土壤及生物均有危害。植物修復具有成本低、節(jié)約土地資源和無二次污染等優(yōu)勢，被認為是土壤有機污染修復的經(jīng)濟、有效途徑之一。相關(guān)研究表明:狼尾草對阿特拉津有一定抗性，具有修復阿特拉津污染土壤的潛能。植物修復有機污染土壤過程中，植物根系與根際土壤以及土壤微生物之間的交互作用被認為是實現(xiàn)最終污染物去除的關(guān)鍵驅(qū)動機制。然而當前關(guān)于狼尾草

2、修復阿特拉津污染土壤過程中根際土壤理化性質(zhì)以及根際微生物的變化特征尚不明晰。因此，本項目以阿特拉津為污染物，狼尾草為修復植物，在實驗室條件下開展在低濃度（20 mg·kg-1）和高濃度(100 mg·kg-1)阿特拉津脅迫下，狼尾草修復阿特拉津污染土壤過程中根際微生態(tài)特性研究，著重探討土壤典型理化性質(zhì)、微生物功能多樣性、微生物群落結(jié)構(gòu)在狼尾草根際與非根際的土壤的差異及其變化規(guī)律，以期為提高植物修復效率提供理論依據(jù)。
　　本研究主要

3、內(nèi)容包括：⑴土壤典型理化性質(zhì)對修復植物狼尾革的響應(yīng)特征。在試驗初期，低濃度阿特拉津的添加提高了土壤pH，對土壤氧化還原電位(Eh)無顯著影響，而高濃度阿特拉津的添加則降低了土壤pH、提高了土壤氧化還原電位;在試驗?zāi)┢诘?8 d，低濃度阿特拉津污染土壤的pH、過氧化氫酶活性、脲酶活性高于高濃度阿特拉津污染土壤的上述指標，而低濃度阿特拉津污染土壤的Eh低于高濃度阿特拉津污染土壤的Eh。在上述兩個阿特拉津濃度脅迫水平條件下，狼尾草能夠明顯地改

4、變其根際土壤的理化性質(zhì)。在修復的第28 d，根際處理的pH、過氧化氫酶活性、脲酶活性顯著高于其他處理的上述指標;而在修復末期第28 d，低濃度和高濃度阿特拉津脅迫下的狼尾草根際土壤的典型理化性質(zhì)是沒有顯著差異的。⑵土壤微生物功能多樣性對修復植物狼尾草的響應(yīng)特征。初期低濃度阿特拉津的添加顯著提高了土壤微生物的AWCD以及代謝多樣性指數(shù)，而高濃度阿特拉津則對上述指標表現(xiàn)出明顯的抑制;在試驗?zāi)┢诘?8 d，在上述兩種濃度阿特拉津脅迫下，污染土

5、壤的AWCD以及代謝多樣性指數(shù)無顯著性差異。在修復末期第28 d，在上述兩種污染水平條件下，狼尾草根際土壤的AWCD、代謝多樣性指數(shù)均顯著高于其他處理（對照處理，污染處理以及修復處理中的非根際土壤）;在修復末期第28 d，低濃度阿特拉津脅迫下的狼尾草根際土壤的AWCD和McIntosh指數(shù)高于高濃度阿特拉津脅迫下的狼尾草根際土壤的上述指數(shù)。主成分分析結(jié)果進一步證實:狼尾草能夠明顯提升其根系微生物群落的代謝功能，同時與高濃度阿特拉津脅迫下

6、的狼尾草根際土壤相比，低濃度阿特拉津脅迫下的狼尾草根際土壤的微生物群落的代謝多樣性更大一些。⑶土壤微生物群落結(jié)構(gòu)對修復植物狼尾草的響應(yīng)特征。在起始階段，低濃度與高濃度阿特拉津脅迫下的污染土壤的細菌群落結(jié)構(gòu)多樣性指數(shù)Chao、ACE、Shannon指數(shù)均小于對照處理的上述指數(shù)，說明阿特拉津脅迫能夠降低土壤微生物的結(jié)構(gòu)多樣性;在試驗?zāi)┢诘?8 d，低濃度阿特拉津脅迫下的污染土壤細菌群落結(jié)構(gòu)Chao、ACE、Simpson指數(shù)低于高濃度阿特拉

7、津脅迫下的污染土壤上述指數(shù)。在修復結(jié)束時，狼尾草根際土壤細菌的Chao、ACE、Simpson指數(shù)低于其他處理;同時，低濃度阿特拉津脅迫下的狼尾草根際土壤細菌群落結(jié)構(gòu)Chao指數(shù)高于高濃度阿特拉津脅迫下的狼尾草根際土壤細菌群落結(jié)構(gòu)Chao指數(shù)。上述結(jié)果說明狼尾草明顯改變了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，降低了其根系細菌群落的多樣性，與高濃度阿特拉津脅迫下的狼尾草根際土壤相比，低濃度阿特拉津脅迫下的狼尾草根際土壤的細菌群落的多樣性更高一些。屬分類水平