重金属污染下水稻土呼吸强度与微生物群落结构的变化研究

论文摘要

稻田是我国重要的农业生态系统。近年来,随着采矿、冶金业的迅速发展,污水灌溉以及农药、化肥的大量使用,我国稻田土壤重金属污染已日趋严重。重金属污染可能影响土壤中微生物的生物量、群落结构及活性,同时使土壤酶的活性等生态功能受损。目前许多研究都是通过添加外源重金属来模拟污染土壤,难以反映田间土壤的实际污染情况。对于田间重金属污染下水稻土微生物生物量变化及对土壤呼吸及微生物群落结构变化的实例研究报道还很少。本文分别采集了浙江省富阳县铜开采和加工产业区和江苏宜兴金属冶炼产业区的重金属污染稻田表土,测定土壤微生物生物量碳、氮及土壤基础呼吸,并利用PLFA分析了重金属复合污染对稻田土壤微生物群落结构的影响。探讨重金属污染对稻田微生物量、微生物活性以及微生物群落结构组成等微生物生态特性的影响,以期为研究重金属污染下土壤生物学质量和功能的指示提供科学依据。研究结果表明:1.重金属Cd、Pb、Cu污染使染稻田土壤微生物生物量碳、氮量显著降低,土壤呼吸强度提高2.52～4.25 mgCO2-C·kg-1OC·d-1,并显著提高了土壤微生物代谢商。因此,重金属污染影响土壤微生物代谢和功能,同时加剧稻田土壤温室气体的排放;2.重金属污染使土壤微生物群落结构发生了明显的改变。PLFA分析显示,污染下真菌PLFA的降低幅度达到30%以上,真菌/细菌比例降低了约70%。革兰氏阳性菌与革兰氏阴性茵的PLFA比值升高;重金属复合污染下革兰氏阳性茵和厌氧微生物类群较多,革兰氏阴性菌及好氧性微生物数量相对减少。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 重金属污染对土壤微生物生物量的影响
• 1.1 重金属污染对土壤微生物生物量碳（Cmic）、氮（Nmic）以及其比值的影响（Cmic/Nmic）
• 1.2 土壤微生物商（土壤Cmic/Corg的比值）
• 1.3 土壤环境因子对重金属污染土壤微生物生物量的影响
• 2 重金属污染对土壤微生物活性的影响
• 2.1 重金属污染对土壤呼吸作用的影响
• 2）的影响'>2.2 重金属污染对微生物代谢商（qCO₂）的影响
• 2.3 重金属污染对土壤酶活性的影响
• 3 重金属污染对土壤微生物群落结构的影响
• 3.1 微生物群落结构测定方法概述
• 3.1.1 微生物纯培养
• 3.1.2 Biolog方法
• 3.1.3 磷脂脂肪酸法（PLFA）
• 3.2 重金属复合污染对土壤微生物群落结构的影响
• 第二章 重金属污染下水稻土微生物生物量及基础呼吸的变化
• 1 材料和方法
• 1.1 供试土壤
• 1.2 土样采集与处理
• 1.3 分析测定
• 1.3.1 土壤基本理化性质
• 1.3.2 土壤重金属全量的测定
• 1.3.3 土壤微生物生物量碳、氮测定
• 1.3.4 土壤基础呼吸实验室培养测定
• 1.4 数据统计与显著性检验
• 2 结果与讨论
• 2.1 供试稻田土壤的重金属污染状况
• 2.2 土壤微生物生物量碳氮
• 2.3 土壤基础呼吸强度
• 3 小结
• 第三章 重金属污染下水稻土微生物群落结构的变化
• 1 材料和方法
• 1.1 供试土壤
• 1.2 采样和土样处理
• 1.3 分析测定
• 1.3.1 土壤基本理化性质测定
• 1.3.2 土壤重金属全量的测定
• 1.3.3 土壤微生物生物量碳、氮测定
• 1.3.4 土壤微生物磷脂脂肪酸分析
• 1.4 数据统计与显著性检验
• 2 结果与分析
• 2.1 重金属复合污染下由PLFAs含量表征的菌落变化
• 2.2 重金属复合污染下单个特征脂肪酸的变化
• 3 小结
• 第四章 全文结论及创新点
• 1.全文结论
• 2.创新点
• 参考文献
• 致谢