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磷矿粉可以通过吸附或与铅形成难溶性的磷酸铅类化合物[Pb5(PO4)3X,X=Cl-、OH-、F-等],从而降低土壤中铅的生物有效性。但磷矿粉的钝化效果受到其在土壤中溶解性低的限制。溶磷菌可促进磷矿粉和土壤中身的难溶性磷化合物的溶解,从而增强磷矿粉对土壤中铅的钝化效果,减少磷矿粉的用量。因此,本实验首先探讨了四株溶磷菌对三种磷酸盐(Ca3(PO4)2、FePO4·4H2O和AlPO4)溶解作用及其机理;进一步采用土壤培育实验探究接种溶磷菌对不同性质土壤中磷形态和有效性的影响;最后采用盆栽实验,研究溶磷菌和磷矿粉对不同性质土壤中铅的钝化效果。本论文取得如下研究成果:(1)四株溶磷菌对Ca3(PO4)2溶解能力表现为:荧光假单胞菌II8L4-GFP>苏云金芽孢杆菌GL-1>荧光假单胞菌IV8R2-GFP>菠萝泛菌HCR2,其最大溶磷量分别为590.60 mg/L、430.17 mg/L、327.71 mg/L和291.13 mg/L。苏云金芽孢杆菌GL-1和菠萝泛菌HCR2对FePO4·4H2O的溶磷能力表现为:菠萝泛菌HCR2>苏云金芽孢杆菌GL-1,其最大溶磷量分别为56.81 mg/L和37.67 mg/L,而荧光假单胞菌II8L4-GFP与荧光假单胞菌IV8R2-GFP对FePO4·4H2O溶解效果不明显。4株溶磷菌对AlPO4的溶解能力表现为:菠萝泛菌HCR2>苏云金芽孢杆菌GL-1>荧光假单胞菌II8L4-GFP>荧光假单胞菌IV8R2-GFP,最大溶磷量分别为119.35 mg/L、106.86 mg/L、94.38 mg/L和79.01 mg/L。(2)当分别以Ca3(PO4)2、FePO4·4H2O和AlPO4为唯一磷源时,四株溶磷菌在溶磷过程中都伴随着培养基pH下降。对培养4天后培养基中的有机酸分析发现,溶解Ca3(PO4)2时,苏云金芽孢杆菌GL-1是通过分泌丙酮酸、α-酮戊二酸、柠檬酸和丁二酸;荧光假单胞菌II8L4-GFP通过产α-酮戊二酸、丁二酸和丙酸;荧光假单胞菌IV8R2-GFP是通过分泌草酸实现的;溶解FePO4·4H2O时,苏云金芽孢杆菌GL-1通过分泌草酸、丙酮酸、α-酮戊二酸、柠檬酸和丁二酸;菠萝泛菌HCR2通过产葡萄糖酸、丙酮酸和柠檬酸;溶解AlPO4时,苏云金芽孢杆菌GL-1是通过分泌葡萄糖酸、α-酮戊二酸与柠檬酸;菠萝泛菌HCR2是产葡萄糖酸实现;荧光假单胞菌II8L4-GFP是通过分泌葡萄糖酸、丁二酸和丙二酸;荧光假单胞菌IV8R2-GFP则是分泌葡萄糖酸、丁二酸。相关分析发现,苏云金芽孢杆菌GL-1和荧光假单胞菌II8L4-GFP对Ca3(PO4)2的溶磷量还与碱性磷酸酶活性呈显著正相关(P<0.01)。(3)土壤培育试验结果发现,接种苏云金芽孢杆菌GL-1、菠萝泛菌HCR2和荧光假单胞菌II8L4-GFP均使模拟铅污染菜园土壤中的有效磷(14.94%-30.01%)与有效铅含量显著降低(27.87%-46.54%),而接种荧光假单胞菌IV8R2-GFP对土壤有效磷与有效铅的影响并不明显。接种4株溶磷菌均使酸性复合污染土壤中有效铅含量降低(9.99%-14.40%),土壤有效磷含量增加(苏云金芽孢杆菌GL-1除外,使土壤有效磷显著降低了4.55%)。在中性复合污染土壤中,接种苏云金芽孢杆菌GL-1、荧光假单胞菌II8L4-GFP、荧光假单胞菌IV8R2-GFP后对中性复合污染土壤的有效磷含量没有显著影响,而接种菠萝泛菌HCR2使中性复合污染土壤中的有效磷含量显著提高了5.43%。(4)通过分析土壤磷形态发现,苏云金芽孢杆菌GL-1可通过溶解模拟铅污染菜园土壤的Fe-P和Ca-P来降低土壤中铅的有效性;菠萝泛菌HCR2主要溶解模拟铅污染菜园土壤中Al-P和Fe-P来降低土壤中的有效铅含量;荧光假单胞菌II8L4-GFP对模拟铅污染菜园土壤中Al-P、Fe-P、Ca-P和O-P均有显著溶解效果,从而固定土壤中的有效铅;而荧光假单胞菌IV8R2-GFP对土壤中各种形态的难溶性磷溶解效果并不显著。在酸性复合污染土壤中,苏云金芽孢杆菌GL-1、菠萝泛菌HCR2、荧光假单胞菌II8L4-GFP均能显著促进土壤中Fe-P溶解来降低有效铅含量,而荧光假单胞菌IV8R2-GFP通过溶解土壤中Fe-P和Ca-P降低有效铅的含量。在中性复合污染土壤中,4株溶磷菌都主要是溶解土壤中的Al-P来固定土壤中的有效铅。(5)盆栽实验发现,施加磷矿粉和接种溶磷菌均可促进油麦菜(Lactuca sativa L.)的生长,减少其对铅的吸收。在模拟铅污染菜园土壤中,施加磷矿粉和接种溶磷菌均能降低土壤中NH4NO3提取态铅含量(8.47%-37.87%)和DGT态铅含量(28.30%-43.90%),且接种菠萝泛菌HCR2的效果最好。在模拟污染水稻土壤中,施加磷矿粉和接种溶磷菌使NH4NO3提取态铅含量显著降低(14.14%-33.37%),接种菠萝泛菌HCR2的效果最为明显(NH4NO3提取态铅含量和DGT提取态铅含量分别减少了29.29%-33.37%和7.52%-22.56%)。在中性复合污染土壤中,施加磷矿粉和接种溶磷菌显著降低了土壤中DGT提取态铅含量(28.09%-38.24%),且接种菠萝泛菌HCR2的效果最好。(6)本研究首次利用DGT技术同步测定土壤中的铅与磷含量,在中性复合污染土壤中无法用传统的NH4NO3提取法来表示土壤中铅的有效态,而DGT技术可准确表达土壤中的铅浓度,并且与植物中的铅浓度呈显著相关(P<0.05),且DGT提取态的磷含量比传统的NaHCO3提取土壤中的有效磷能够更准确的油麦菜地上部的磷含量,说明DGT分析方法是一种可以准确表达土壤中铅的有效态和植物吸收磷的较好方法。