联合修复对Cu、Cd污染土壤的微生物性质和酶活性的影响

摘要

本试验为铜镉污染土壤联合原位修复试验，试验地点选取湖北省黄石市庙宇垴村杨家湾，该地区由于采矿活动，导致镉重度污染、铜轻度污染。选取生菜为供试品种，联合原位修复土壤中施用稻草秸秆（10.3 t ha-1、23.2 t ha-1）、工程菌(X4/pCIM:108CFU g-1、5×108CFU g-1)和石灰(1.35t ha-1、2.03 t ha-1)，收获生菜时采集根际和非根际土壤样品，评价了原位固定修复对土壤微生物和土壤生物化学性质的影响。获得的主要结果如下:
　　 1.秸秆、工程菌和碳酸钙的施用能显著提高非根际和根际的微生物碳(MBC)。单施秸秆处理，非根际MBC增加0.70％-25.39％，高量秸秆和工程菌联合施用的处理中，非根际和根际土壤的MBC分别增加了14.38％-50.41％和0.18％-16.88％，高量秸秆、高量工程菌和碳酸钙联合施用的处理中，非根际和根际土壤的MBC分别增加了19.69％-60.44％和10.19％-34.30％。
　　 2.秸秆、工程菌和碳酸钙的施用显著提高非根际和根际土壤可培养放线菌、真菌的数量。单独施加低量秸秆非根际和根际放线菌分别增加19.17％和19.19％。高量秸秆非根际的放线菌增加47.70％。高量秸秆和低量工程菌联合施用根际放线菌增加18.98％。高量秸秆、高量工程菌和低量石灰联合施用非根际的放线菌增加了33.23％，高量秸秆和高量工程菌和高量石灰联合施用分别增加非根际和根际的放线菌的62.06％和60.78％。单独施加秸秆的处理组中，非根际和根际土壤的真菌分别增加了82.23％-145.77％和162.08％-539.11％，高量秸秆和工程菌联合施用的处理中，非根际和根际土壤的真菌分别增加了46.39％-46.60％和240.68％-450.50％，高量秸秆、高量工程菌和石灰联合施用的处理中，非根际和根际土壤的真菌分别增加了125.29％-142.84％和348.04％-453.13％。低量释加秸秆能增加根际细菌的17.55％，高量施加秸秆能增加非根际细菌的6.46％，高量秸秆和工程菌联合施用的处理中，根际的细菌增加了1.15％-2.73％。
　　 3.秸秆、工程菌和碳酸钙的施用显著增加根际的脲酶和过氧化氢酶活性，非根际的过氧化氢酶活性。高量秸秆能增加非根际蔗糖酶活性的55.86％，高量秸秆和低量工程菌联合施用增加非根际蔗糖酶活性的15.05％，高量秸秆、高量工程菌和高量石灰联合施用分别增加非根际和根际的蔗糖酶活性的14.21％和18.71％。低量秸秆增加根际脲酶活性的33.87％，高量秸秆增加非根际和根际的脲酶活性的55％和174.81％，高量秸秆和工程菌联合施用的处理中增加了根际脲酶活性0.96％-14.85％，高量秸秆和高量工程菌和低量石灰联合施用分别增加了非根际和根际的脲酶活性的42.56％和173.24％，高量秸秆和高量工程菌和高量石灰联合施用根际的脲酶活性的204.60％。单独施加低量秸秆能增加非根际的过氧化氢酶活性的6.90％，单独施加高量秸秆能分别增加非根际和根际的过氧化氢酶活性的41.38％和2.38％，高量秸秆和工程菌联合施用的处理中，非根际和根际土壤的过氧化氢酶活性分别增加了37.93％-41.38％和7.14％-19.05％，高量秸秆、高量工程菌和碳酸钙联合施用的处理中，非根际和根际土壤的过氧化氢酶活性分别增加了24.14％-44.83％和2.38％-11.90％。
　　 4.通过土壤酶活性和土壤微生物数量的相关性分析表明:土壤微生物和土壤可培养真菌和放线菌显著相关，其中可培养真菌与土壤脲酶、过氧化氢酶分别呈极显著和显著相关，而其中可培养细菌和放线菌仅与土壤蔗糖酶活性显著相关。
　　 5.DGGE结果表明，联合处理对于根际土壤的微生物多样性影响较大，而对于非根际土壤微生物多样性的影响较小。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 土壤重金属铜镉污染概况

1．2 土壤铜镉污染危害

1．3 土壤重金属污染的修复方法

1．3．1 无机物料原位固定修复重金属污染土壤

1．3．2 有机物料原位固定修复重金属污染土壤

1．3．3 微生物原位固定修复重金属污染土壤

1．4．重金属污染土壤修复的评估

2 材料与方法

2．1 供试材料

2．2 小区试验设计

2．3 土壤样品制备

2．4 分析方法

2．4．1 土壤微生物数量的测定

2．4．2 土壤微生物碳的测定

2．4．3 土壤酶活性测定

2．4．4 土壤多样性DGGE分析

2．4．5 数据统计分析

3 结果与分析

3．1 联合修复对土壤微生物量的影响

3．1．1 土壤微生物生物量碳

3．1．2 土壤可培养细菌数量

3．1．3 土壤可培养放线菌数量

3．1．4 土壤可培养真菌数量

3．2 联合修复对土壤酶活性的影响

3．2．1 蔗糖酶

3．2．2 脲酶

3．2．3 过氧化氢酶

3．3 土壤微生物数量和土壤酶活的相关性分析

3．4 土壤微生物群落结构和功能分析

4 讨论

5 结论

参考文献

致谢