【摘要】：礦區(qū)周邊農(nóng)田土壤受重金屬復(fù)合污染嚴(yán)重,在復(fù)合污染重金屬脅迫下,土壤微生物群落結(jié)構(gòu)會作出復(fù)雜的響應(yīng)。植物根際微生物會促進(jìn)植物對重金屬的吸收,是重金屬從土壤向植物轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵影響因素。深入研究重金屬復(fù)合污染農(nóng)田土壤中植物對多種金屬的吸收作用,尤其是修復(fù)過程中根際微生物群落結(jié)構(gòu)變化,對于揭示土壤微生物對污染程度的指示作用,推動植物修復(fù)技術(shù)在重金屬復(fù)合污染農(nóng)田土壤修復(fù)的實(shí)際應(yīng)用具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。本研究選用銅陵獅子山礦區(qū)周邊重金屬復(fù)合污染農(nóng)田土壤,評價重金屬復(fù)合污染程度,分析該地區(qū)農(nóng)田土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及其優(yōu)勢菌種。在不添加任何外源重金屬的條件下,采用盆栽實(shí)驗,選用黑麥草為修復(fù)植物,選取安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)萃園清潔土壤作為對照,研究黑麥草對礦區(qū)復(fù)合污染農(nóng)田土壤中不同重金屬的修復(fù)效果,并采用16s rDNA Illumina高通量測序技術(shù)分析種植黑麥草前后根際土壤的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及其優(yōu)勢菌種,判斷土壤清潔程度,探索植物根際細(xì)菌群落對植物富集土壤重金屬的潛在作用,為篩選具有重金屬指示性的細(xì)菌提供依據(jù)。由于礦區(qū)附近土壤長期受重金屬污染,土壤微生物可能對一種或多種重金屬產(chǎn)生了抗性,與對照組清潔土壤相比,對篩選出具有重金屬抗性的細(xì)菌具有重要意義。主要研究結(jié)論如下:1.采用單因子指數(shù)法和尼梅羅綜合污染指數(shù)法對供試土壤重金屬污染進(jìn)行評價,其中銅陵礦區(qū)附近農(nóng)田土壤中Cu、Zn、As、Cd均超過《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn),其屬于復(fù)合重金屬嚴(yán)重污染;對照組安農(nóng)大農(nóng)萃園土壤中所測重金屬元素均未超標(biāo),屬于清潔土壤。2.黑麥草對Cu、Zn、As、Cd 4種重金屬均有一定的吸收,地上部分重金屬最大含量分別為:Cu 589.62mg/kg,Zn 412.25mg/kg,As 34.18mg/kg,Cd 4.25mg/kg。黑麥草可作為重金屬復(fù)合污染土壤有效修復(fù)的植物。3.供試重金屬復(fù)合污染農(nóng)田土壤中細(xì)菌類群豐富,其優(yōu)勢細(xì)菌門為:Proteobacteria、Actinobacteria、Acidobacteria、Chloroflexi,優(yōu)勢菌屬為:Gemmatimonas、Arthrobacter、Nocardioides、Sphingomonas。對照組清潔土壤其優(yōu)勢菌門為Proteobacteria、Actinobacteria、Acidobacteria、Gemmatimonadetes、Saccharibacteria;優(yōu)勢細(xì)菌屬為Gemmatimonas、Arthrobacter、Nocardioides、Sphingomonas、OM43-clade、Pseudomonas。在黑麥草的活化作用下,兩種土壤中優(yōu)勢菌門數(shù)和優(yōu)勢菌屬數(shù)均有增加,但對照清潔組土壤在種植黑麥草后土壤OTUs增加的幅度大于復(fù)合污染土壤。在種植黑麥草60d后,土壤重金屬含量和黑麥草地上部分重金屬含量以及根際土壤微生物結(jié)構(gòu)較30d無明顯變化。4.重金屬與不同細(xì)菌之間的相關(guān)性不同,但同一種金屬全量和有效態(tài)與細(xì)菌之間的相關(guān)性是一致的。在細(xì)菌門水平,Gemmatimonadetes與土壤Cu、Zn、As、Cd全量及有效態(tài)均有極顯著負(fù)相關(guān)性,Chloroflexi與土壤Cu、Zn、As、Cd全量及有效態(tài)均有極顯著正相關(guān)性;在細(xì)菌屬水平,Arthrobacter與土壤Cu、Zn、As、Cd全量及有效態(tài)均有極顯著正相關(guān)性。
【圖文】：

黑麥草根際土壤重金屬總量變化特征T 和 SN 兩種土壤在黑麥草種植前后及對照不種植黑麥草的土壤中 C下圖 3.1 所示。結(jié)果顯示，，兩種土壤在黑麥草種植 30d 后，均有一其中 ST 土壤中 Cu 的濃度在黑麥草種植 30d 后由原土的 556.76m0mg/kg，降低了 16.1%，變化較明顯，可能與 ST 原土土壤中 Cu 濃度 在種植 30d 后僅由原土的 40.69mg/kg 降至 37.27mg/kg，降低了 8.4小，可能是由于 SN 原土較清潔。在黑麥草種植 60d 后，兩種土壤 30d 減少不明顯，其中 ST 較種植 30d 減少了 3.2%，SN 減少了 3.8黑麥草根際土壤重金屬含量變化特征

圖 3.2 黑麥草根際土壤中金屬鋅的總量變化Fig 3.2 Change of total Zn content in rhizosphere soil of Ryegrass圖 3.3 為盆栽根際土壤中 As 的總量變化特征。由圖可以看出：在 后，ST 土壤中 As 的總量由原土的 180.68mg/kg 降至 134.27mg/kg；的總量由原土的 21.02mg/kg 減少至 19.04mg/kg。黑麥草種植 60d 后，的總量較種植 30d 時減少了 5.2%；SN 土壤中 As 的總量降至 18.57m
【學(xué)位授予單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X53;X17

【參考文獻(xiàn)】

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1 林海;崔軒;董穎博;張國華;李笑晴;季振;;銅尾礦庫重金屬Cu、Zn對細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響[J];中國環(huán)境科學(xué);2014年12期

2 劉晶晶;楊興;陸扣萍;張小凱;黃化剛;王海龍;;生物質(zhì)炭對土壤重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化及其有效性的影響[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報;2015年11期

3 付歡歡;馬友華;吳文革;胡宏祥;王強(qiáng);馬鐵錚;徐露露;聶靜茹;程q

本文編號：2592752