硅酸鹽菌劑對(duì)污染水稻土中硅、砷有效性的影響.pdf

1、近年來我國(guó)農(nóng)田土壤重金屬污染較為嚴(yán)重，其中重金屬可經(jīng)過植物的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入食物鏈對(duì)人類身體健康構(gòu)成威脅。對(duì)于砷污染土壤的修復(fù)，主要有三種方式:物理修復(fù)，化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)。在生物修復(fù)中微生物修復(fù)具有更安全、成本低、高效和對(duì)環(huán)境友好的特點(diǎn)?；诖?，本研究以砷污染水稻土和硅酸鹽菌劑（含膠質(zhì)芽孢桿菌）為主要研究對(duì)象，采用搖瓶試驗(yàn)和土壤培養(yǎng)的方法，研究了硅酸鹽細(xì)菌對(duì)污染水稻土中硅、砷有效性的影響，并篩選了菌劑的適宜添加量，以及硅酸鹽菌劑對(duì)砷在污

2、染土壤—小麥體系中遷移累積的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　采用搖床短期培養(yǎng)和梯度長(zhǎng)期土壤培養(yǎng)方法，以自然土和砷污染土為研究對(duì)象，研究硅酸鹽菌劑對(duì)砷污染土壤固相中砷、硅向液相釋放或遷移的影響效應(yīng)，并篩選調(diào)控土壤砷有效性的菌劑適宜添加量。結(jié)果表明，添加硅酸鹽菌劑處理的自然土、砷污染土的土壤浸提液中As濃度較CK（滅菌培養(yǎng)基）分別降低了92.8％和65.5％;較硅酸鹽菌劑的滅菌菌液處理分別降低了54.4％和37.0％，這說明硅酸鹽菌劑對(duì)

3、土壤中砷有鈍化作用，降低了土壤中砷的活性;自然土、污染土的土壤浸提液中Si濃度較CK（滅菌培養(yǎng)基）分別降低了40.6％和53.5％，較滅菌菌液分別降低了42.5％和54.3％，即硅酸鹽菌劑也降低了土壤固相硅向液相的釋放。另外，梯度長(zhǎng)期土壤培養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，添加菌劑量在10～100mL的范圍內(nèi)，土壤溶液中硅濃度并沒有隨著菌劑量的增加而增加，而添加10 mL菌劑的處理土壤溶液中As濃度較添加菌劑50，100mL處理分別降低了29.3％和85

4、.6‰因此鈍化污染土中砷活性的硅酸鹽菌劑適宜用量為10mL。
　　采用砷污染區(qū)水稻土，通過土壤培養(yǎng)方法探索了淹水和干濕交替水分管理模式下，添加外源菌劑（含有膠質(zhì)芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌）對(duì)土壤中硅、砷有效性的影響。結(jié)果表明，干濕交替培養(yǎng)條件下，添加混合菌劑及其滅菌菌液處理的土壤溶液中硅濃度分別比對(duì)照(CK)增加了18.7％～23.2％和19.2％～43.0％，這說明外源菌劑促進(jìn)了土壤固相中硅向液相的釋放。同時(shí)，添加混合菌劑及其滅菌菌

5、液處理的土壤溶液中砷濃度分別比CK降低了13.6％～25.0％和22.7％～29.6％，土壤中有效砷濃度比CK分別降低了21.0％和15.7％，這說明外源菌劑降低了土壤中砷的有效性;但是在淹水培養(yǎng)條件下，外源菌劑中的微生物對(duì)土壤中硅、砷有效性影響不明顯;此外，研究結(jié)果還顯示土壤溶液中硅、砷濃度之間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系（r淹水=-0.853，r干濕交普=-0.455，P＜0.05）。綜上所述，干濕交替的水分管理模式下外源添加含有膠質(zhì)芽孢桿

6、菌和巨大芽孢桿菌的菌劑可促進(jìn)硅從土壤固相到土壤溶液的釋放并降低了土壤中砷的有效性。
　　在以上研究的基礎(chǔ)上，采用砷污染水稻土，通過小麥的土壤培養(yǎng)試驗(yàn)探索了在種植物和不種植物兩種情況下分別添加外源菌劑對(duì)土壤中硅、砷有效性及小麥中硅、砷累積的影響。通過向土壤中添加硅酸鹽菌劑（含膠質(zhì)芽孢桿菌），巨大菌劑（含有巨大芽孢桿菌），混合菌劑（含有膠質(zhì)芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌）及其各滅菌菌液，研究發(fā)現(xiàn)添加混合菌劑處理的小麥植株Si累積量較硅酸鹽菌劑

7、、巨大菌劑處理分別增加了88.2％和25.7％;添加的各菌劑及其滅菌菌液處理的小麥植株中As累積量均低于CK（滅菌水），最大降幅為72.8％，說明外源菌劑的添加能夠阻止土壤中可溶態(tài)砷向植物的遷移，并且添加混合菌劑處理的小麥植株As累積量較硅酸鹽菌劑、巨大菌劑處理分別降低了21.0％和54.5％，說明混合菌劑的添加不僅可以增強(qiáng)小麥對(duì)Si的吸收，還可降低對(duì)As在小麥中的累積。
　　綜上所述，硅酸鹽菌劑對(duì)土壤中有效砷具有鈍化作用，并降低