论文部分内容阅读
水稻田土壤存在湿干交替过程,土壤含氧量、含水率及氧化还原电位会随之变化,从而影响水稻土中SOB和SRB的种群分布,这些变化引起的硫形态转化将会显著影响水稻土中重金属的形态和生物有效性。水稻田土壤排干时是否会形成金属硫化物以及此过程是否有硫酸盐还原菌SRB的参与将是一个非常有意义的探索。本实验以重金属污染水稻土原位采样分析和室内模拟实验相结合,研究不同条件下土壤中重金属和硫形态转化的规律及其相互关联,并考察微生物生化特征和种群结构差异。主要研究结论如下:(1)野外采集的浙江上虞某铅锌矿尾矿区周边土壤pH值偏酸性;全硫和有机硫含量高,有机硫平均含量占土壤全硫量的87.6%;土壤重金属污染差异大。(2)不同土壤含水率处理模拟水稻田湿干交替过程发现,土壤呼吸强度、土壤酶活与土壤含水率存在相关性;土壤重金属形态变化受土壤含水率的影响。当土壤含水率达到田间最大持水量时各供试土壤呼吸强度最大,过湿或过干都会抑制土壤呼吸强度。土壤过氧化氢酶活性、脲酶活性与土壤含水率之间的相关性不明显。土壤芳基硫酸酯酶活性对土壤含水率的变化响应比较显著,且芳基硫酸酯酶活性随土壤深度增加而下降。从非淹育到淹育,Cu各形态发生变化,其中有机结合态比例提升了2.32%;从淹育再到淹育晾干,可交换态Cu含量下降。Zn各形态变化规律与Cu基本相似,但变化幅度不同。(3)不同浓度重金属胁迫下水稻根际环境模拟实验发现,土壤呼吸强度、土壤酶活对重金属胁迫有显著响应,对Cu、Zn的响应趋势不同;且土壤硫含量能改变土壤呼吸强度对Cu、Zn胁迫的响应趋势;水稻根际与非根际土壤重金属化学形态以及硫与重金属结合的分子形态也表现出差异。(4)不同土壤含水率和不同重金属胁迫下水稻根际和非根际微生物种群结构存在明显差异。根据已知报道的硫酸盐还原菌特异弓I物优化了扩增体系,从水稻根际土中初步扩增出了SRB的脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum),为证实水稻田湿干交替的特殊有氧-厌氧共存生态环境中存在厌氧菌SRB提供初步证据。