四环素和铜复合污染对蕹菜生长及土壤微生物群落的影响

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四环素(Tetracycline,TC)和铜(Copper,Cu)作为畜禽养殖业中较为常用的饲料添加剂,常因过量使用导致大部分未被吸收利用而排出体外,进入环境中造成复合污染。目前,对于单一抗生素或重金属污染对环境的生态效应及植物胁迫研究较多,近年来,关于抗生素和重金属复合污染的环境影响受到越来越多的关注。因此,本文以TC、Cu为研究对象,蕹菜作为受试植物,通过种子萌发毒性实验、水培实验及盆栽实验开展了单一及复合污染对蕹菜生长及土壤微生物群落结构的影响研究,得出如下结论:1、在种子萌发毒性实验中,单一污染的处理,Cu对蕹菜种子根长抑制作用高于TC;Cu(500 mg·L-1)对蕹菜种子发芽率的抑制作用大于TC(500 mg·L-1)。2、通过蕹菜幼苗水培实验可知,复合污染处理TC10-Cu10对蕹菜幼苗总根长、平均直径、总体积抑制作用最强;蕹菜幼苗抗氧化酶系统和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)在不同处理下有不同的反应特征,各处理对超氧化歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)的影响顺序为Cu>TC×Cu>TC,而对于MDA来说,不同处理的影响顺序为TC>TC×Cu>Cu。3、蕹菜盆栽实验结果表明,单一污染处理,Cu显著抑制蕹菜株高、生物量、叶绿素。蕹菜叶片的SOD、POD、CAT和MDA在所有单一及复合污染处理表现出不同的应激反应,其中单一Cu处理对SOD、POD、CAT和MDA的影响最大,其次是TC和Cu的复合处理,单一TC的作用最小。4、土壤中细菌群落结构研究表明,单一处理下,两种污染物都使土壤微生物细菌群落Chao1、Observed species丰富度指数和Shannon和Simpson多样性指数显著降低,Cu的抑制作用随浓度升高而增强,而TC不同浓度处理间无显著差异。冗余分析(RDA)结果显示,TC和Cu均对细菌群落结构产生影响,与TC正相关性较强的属是JG30-KF-AS9和Acidibacter;负相关性较强的是Halomonas和戴氏菌属(Dyella),与Cu正相关性较强的属为朱氏杆菌属(Chujaibacter)和Gemmatirosa,负相关性较强的是Saccharimonadales和水恒杆菌属(Mizugakiibacter)。
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