【摘要】：生物修復(fù)以其成本低、環(huán)境友好、無二次污染等優(yōu)勢(shì)已成為環(huán)保領(lǐng)域首選的生態(tài)恢復(fù)技術(shù),其中植物-微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)近年來備受關(guān)注,但在實(shí)施過程中該技術(shù)易受多種環(huán)境因子影響,包括植物根際微環(huán)境的生物學(xué)及非生物學(xué)環(huán)境因子,進(jìn)而影響了聯(lián)合修復(fù)效果。隴東黃土高原地區(qū)干旱少雨、土壤貧瘠,植物分布具有明顯地域性,在該地區(qū)基于“物種適生性”,利用當(dāng)?shù)剡m生植物聯(lián)合土著石油降解菌群實(shí)施植物-微生物修復(fù)石油污染土壤,具重要的理論和實(shí)踐意義。本研究以隴東地區(qū)土著石油降解菌構(gòu)建的“適生”降解菌群,聯(lián)合當(dāng)?shù)亍斑m生”植物紫花苜蓿(Medicago sativa.)、非洲菊(Gerbera jamesonii)對(duì)低中高濃度油污土壤(10000、30000、50000 mg/kg)開展了為期4個(gè)月的盆栽修復(fù)試驗(yàn),設(shè)置未處理組(CK)、微生物菌劑修復(fù)組(M)、紫花苜蓿修復(fù)組(Z)、非洲菊修復(fù)組(F)、微生物菌劑+紫花苜蓿聯(lián)合修復(fù)組(M+Z)、微生物菌劑+非洲菊聯(lián)合修復(fù)組(M+F)和微生物菌劑+紫花苜蓿+非洲菊的聯(lián)合修復(fù)組(M+Z+F)7種處理。修復(fù)結(jié)束分別測(cè)定了供試植株生理指標(biāo)、根際土壤養(yǎng)分和酶活性、石油烴降解率及土壤微生物群落多樣性,并將上述環(huán)境因子擬合至不同修復(fù)處理方式的非度量多維尺度分析(NMDS)排序圖上,以明確隴東黃土高原地區(qū)土壤環(huán)境因子對(duì)石油污染土壤植物-微生物聯(lián)合生態(tài)修復(fù)的響應(yīng),為該地區(qū)實(shí)施土壤場(chǎng)地修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。①利用石油無機(jī)鹽培養(yǎng)基分離篩選了5株石油降解菌株G1、G2、G3、G4、G5,初步鑒定為:Gi蒼白桿菌屬(Ochrobactrum),G2不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter),G3芽孢桿菌(Lysinibacillus),G4博代氏桿菌屬(Bordetella)和G5假單胞菌屬(Pseudomonas);以降解率較高的G1、G3和G5進(jìn)行L9(33)正交試驗(yàn),確定菌株投加量為1:3:3時(shí)石油烴降解效率可達(dá)82.59±0.12%,此混合菌劑用于后續(xù)修復(fù)實(shí)驗(yàn)。②盆栽試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著土壤石油烴含量的增加,供試植物非洲菊和紫花苜蓿根長(zhǎng)、株高、生物量干濕重及根冠比均明顯降低(P0.01);可溶性糖對(duì)不同濃度石油脅迫的響應(yīng)不盡相同,非洲菊可溶性糖含量隨油污濃度增加而逐步升高(P0.05),而紫花苜蓿可溶性糖含量則先升后降(P0.05);兩種供試植物的丙二醛(MDA)、葉綠素含量、抗氧化物酶活性均與油污濃度呈顯著性正相關(guān)(P0.05);綜合而言,非洲菊的抗逆性高于紫花苜蓿。③土壤酶活性方面,Z處理組的土壤過氧化氫酶(CAT)活性顯著高于F處理組(P0.05);其次,土壤脫氫酶活性(DHA)隨油污濃度的增加整體呈先升后降趨,石油烴濃度為中高度時(shí),M+F和M+F+Z處理組該酶活性均明顯高于其他處理(P0.05);土壤脲酶(UE)活性以M+Z組在低濃度油污時(shí)最高(P0.05),而高度油污聯(lián)合修復(fù)組(M+F、M+Z和M+F+Z)該酶活性反而低于植物修復(fù)組(F和Z)(P0.05);中低油污濃度影響下各處理組均可有效提升土壤轉(zhuǎn)化酶(CE)活性(P0.05),重度污染下F和M+F+Z組該酶活性明顯高于其他處理(P0.05);中低濃度石油烴的影響下F處理組土壤纖維素酶(CAS)活性最高(P0.05)�？傊�,紫花苜蓿具有較高油污耐受性的同時(shí)也能夠有效提升土壤CAT活性,而非洲菊除土壤CAS活性外,應(yīng)對(duì)不同濃度油污土壤均可有效提升DHA、PPO和CE活性。④土壤理化性質(zhì)方面,Z處理組土壤氮素含量均高于高于F組(P0.05),單一植物聯(lián)合微生物菌劑處理組(MT+F和M+Z)氮含量介于M+F+Z組和其他各組(M、F和Z)之間(P0.05);其次,各處理組土壤磷含量均高于CK組,且M+F+Z處理組明顯高于其他處理(P0.05);M+F+Z處理組土壤速效鉀含量均明顯低于M+F和M+Z處理組(P0.05),高度油污土壤非洲菊參與的各處理組(F、M+F及M+F+Z)全鉀及速效鉀含量明顯高于其他處理(P0.05),說明非洲菊應(yīng)對(duì)重度石油烴污染時(shí)表現(xiàn)出更高的抗逆性。經(jīng)對(duì)各處理組的石油烴降解率分析發(fā)現(xiàn),不同種類植物聯(lián)合微生物菌劑表現(xiàn)出的石油烴轉(zhuǎn)化效率不盡相同(P0.05),增加適生植物多樣性可顯著提升石油烴降解率。⑤土壤微生物群落多樣性指數(shù)來看,高度油污土壤M+Z處理組Shannon-Winner指數(shù)(H)明顯高于其他處理(P0.05);其次,非洲菊所參與的處理(F、M+F和M+F+Z)Patrick豐富度指數(shù)(S)無顯著性差異的同時(shí)又顯著高于Z組和M+Z組,即紫花苜蓿和非洲菊對(duì)于土壤微生物Patrick豐富度指數(shù)的影響存在種屬分異,且此種分異所導(dǎo)致的土壤微生物豐富度指數(shù)的變化與多樣性指數(shù)變化呈相似變化規(guī)律;第三,不同油污土壤中6種生物修復(fù)處理組的土壤微生物群落Pielou均勻度指數(shù)(J)均顯著高于各自CK組(P0.05),但各處理組間無顯著差異,即不同適生植物在應(yīng)對(duì)不同油污濃度土壤均可有效改善植株際微生物分布,提高微生物群落均勻度,進(jìn)而加速石油降解過程。⑥為明確各處理組土壤環(huán)境因子應(yīng)對(duì)不同石油烴濃度影響的響應(yīng),基于Bray-Curtis相異指數(shù),將測(cè)定的16項(xiàng)土壤環(huán)境因子擬合到不同修復(fù)處理的非度量多維尺度(NMDS)排序圖,經(jīng)Pearson相關(guān)性分析,低濃度油污土壤Z和M+Z處理組分布在NMDS排序圖分異于其他處理的土壤環(huán)境因子主要有土壤UE(R2=0.8027,P=0.014)、全磷(R2 = 0.7364,P=0.019)和堿解氮(R2=0.6416,P=0.037);中度油污土壤DHA、CE、CAS活性、Pielou均勻度指數(shù)(J)和Shannon-Winner多樣性指數(shù)(H)是F、Z處理組明顯分異于其他處理組的主要環(huán)境因子,Pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示,R2 DHA 活性-Pielou均勾度指數(shù)=0.994,R2CE活性-Shannon-Winner多樣性指數(shù)=0.922,R2CAS活性-Shanno-Winner多樣性指數(shù)=0.793;其次,造成M、M+F、M+Z和M+Z+F處理組分異的環(huán)境因子主要包括速效鉀、速效磷、PPO、CAT活性及Patrick豐富度指數(shù)(S),CAT活性分別與速效磷、PPO活性和Patrick豐富度指數(shù)呈顯著性正相關(guān)性(P0.05);在高濃度油污土壤中引起M+F、M+Z和M+Z+F處理組分異于其他處理組的環(huán)境因子有速效磷、CAT、DHA和PPO活性,結(jié)合相關(guān)性分析,R2DHA活性-速效磷=0.999(P0.01),R2DHA活性-CAT活性=0.500(P0.05),R2cAT活性-pPO 活性=0.922(P0.01),說明在高濃度油污影響下,石油烴的毒害作用使得土壤環(huán)境因子發(fā)生較大改變的同時(shí),非洲菊、紫花苜蓿根際作用緩解了重度油污對(duì)于土壤環(huán)境因子的抑制效應(yīng)。
【圖文】：

邐邐ａ邋ｗａｙｓ邋Ｌ．）、向日葵（／／ｅ／／加／ｚｗｓ邐Ｌ．）邐５００ｄ邐９５．５％、９６．１邋ｖｃ／＞７ｅ邋ｍ似（Ｌ．）邋Ｍｅｒｒ．）邐５００ｄ邐８７．６％【１Ｍｒａｂｉｌｉｓｊａｌａｐａ邋Ｌ．）邐１２７ｄ邐４１．６１％＞６３＿２而（辦／0？邋（Ｌｉｎｎ．）邋Ｐｅｒｓ．）邐１２０ｄ邐５８．６７％［４（Ｍｅｃ／ｉ’ｃａｇｏ邋ｓａｆｉｖａ邋Ｌ．）邐－邐９１．０８％－９６．０Ｆｅｓｔｕｃａ邋ａｒｕｎｄｉｎａｃｅａ）邐２４０ｄ邐５５％［４４］逡逑（Ｌｏｌｉｕｎ邋ｐｅｒｅｎｎｅ）邐２２０ｄ邐５６％【４５］逡逑物修復(fù)主要機(jī)制逡逑段，對(duì)植物修復(fù)機(jī)制的闡述主要有：植物的提取、轉(zhuǎn)化、及揮發(fā)等［４６］，具體如表１－３所示。逡逑表１－３植物修復(fù)主要機(jī)制逡逑Ｔａｂｌｅ邋１－３邋Ｍａｉｎ邋ｍｅｃｈａｎｉｓｍ邋ｏｆ邋Ｐｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ邋ｏｉｌ邋Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ邐＾＼Ｍ邐代表植物根部攝取土壤油污邐東南景天（Ｓｅｄｕｍ邋ａ�。妫颍逯参锝到狻⑽沼臀圻娒溃兀停茫幔睿睿幔螅╁义吓c微生物協(xié)同作用降解邐葛屬植物根系吸收土壤油污邐養(yǎng)菜（Ｂｒａｓｓｉｃａ邋ｊｉｍｃｅ降低環(huán)境中污染物的有效性邐高羊＇茅（ｆｅｓｔｕｃａ邋ａｒｖｅｒｎ吸收油污到體內(nèi)，，轉(zhuǎn)化為氣體形式排放于大氣邐梨S玻ǔ擼觶恚┲參

本文編號(hào)：2610513