有机肥DOM和Cd(Ⅱ)对类珠藻生理生化特性的影响与机理

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ares_sh
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禽畜粪便基有机肥是我国主要的有机肥种类,而固氮蓝藻是一种广泛存在于农田中的固氮微生物,为阐明将有机肥施用于受重金属污染农田过程中对农田固氮蓝藻的影响,本文以农田固氮蓝藻类珠藻(Aliinostoc sp.YYLX235)为对象,研究了 Cd(Ⅱ)、猪粪源溶解性有机物(Dissolved Organic Matter,DOM)、及其复合体对类珠藻生理生化特性的影响。同时,为进一步探究DOM和Cd(Ⅱ)对类珠藻的作用机理,本文还分析了 DOM的物质组成,以及DOM与Cd(Ⅱ)的结合方式,得到了以下主要结果与结论:(1)DOM中含有大量的含氮化合物,如N-甲基吡咯、吡啶、吡咯、亚氨脲等,为类珠藻的生长提供了氮源和碳源,促进了类珠藻的生长,同时使类株藻光合色素含量增加。同时,DOM能降低类珠藻细胞内的ROS,降低藻的MDA的含量,藻细胞内SOD、CAT的活性也相应下降。但DOM也降低了类珠藻的固氮酶活性。在试验的第6 d,当DOM添加量为10%时,类珠藻细胞密度为2.8×10~6个/mL,比对照组增加32.2%;DOM添加量为30%时,类珠藻产乙烯速率为0 mg/L·h,较对照组下降100%。(2)Cd对类珠藻有生物毒性,会降低类珠藻的生物量、光合色素含量;削弱类珠藻的生理活性;还会使类珠藻受到氧化胁迫,使其抗氧化酶活性增强。在试验的第6d,当Cd浓度为0.3 mg/L时,类珠藻细胞密度为8.33×105个/mL,与对照组相比下降64.9%;类珠藻产乙烯速率为4.20mg/L·h,比对照组下降90.5%,同时,短时间内Cd能刺激类珠藻光合系统Ⅱ,第2d时,0.3 mg/L Cd处理下,类珠藻光反应中心PSⅡ中参数Pabs为0.37,较对照组升高16.8%。(3)根据傅里叶红外光谱分析,DOM中的芳香族化合物、羧酸盐或酰胺化合物可以与Cd结合以减轻Cd对类珠藻的生物毒性和氧化胁迫,但DOM和Cd对类珠藻的固氮酶活的抑制具有叠加效应。第6 d时,5%DOM+Cd组、10%DOM+Cd组的细胞密度分别比仅添加Cd组升高56.1%了和66.5%,与没有添加Cd也没有添加DOM的对照组相比无显著差异;Cd组、5%DOM+Cd组、10%DOM+Cd组的固氮酶活性较对照组分别降低了 81.2%、99.4%、99.1%。
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