砷是自然界中一种常见的类金属,其化合物都具有较强的毒性,对人类生产生活有很大危害。近些年来,人类活动逐渐活跃起来,造成了全球土壤中不同范围和程度的砷污染。土壤中的砷化合物对植物和微生物都有毒害作用,并且会通过农作物的富集作用通过食物链进入人体,对人类具有致病致畸致癌的作用。因此,土壤中砷的去除成为科研界急需解决的紧迫课题和重大难题。现有的砷污染修复方法中生物修复是最有效、最环保的方法,尤其是将植物和微生物进行联合,修复的效率高于单一的植物修复和微生物修复,并且其环境友好的特点受到研究者们的欢迎。植物可以通过富集作用将砷富集到植物体内,人类可以对植物进行收割,实现砷的回收处理,降低土壤中的砷含量。砷酸还原菌可以将五价砷还原成三价砷,增强植物的富集效果。在这个修复方法中,砷酸还原菌的存活和还原能力会影响植物与微生物联合修复砷污染土壤的效果,砷的价态转化对土壤酶活性也有着一定影响。但是迄今为止,国内外在此方面鲜有报道,因此本文创新性地提出了开展根系分泌物对砷污染土壤中砷酸还原菌存活效应的影响的研究。获得如下研究结果:(1)砷污染土壤中添加油菜、小白菜和小麦根系分泌物能够影响砷酸还原菌SY6和TS28的存活能力,不同的根系分泌物对砷酸还原菌SY6和TS28的存活能力产生的影响不同。油菜和小白菜根系分泌物能够在一定程度上促进SY6的存活,小麦根系分泌物对SY6的存活没有明显的促进作用。三种浓度的三种根系分泌物对TS28均有促进作用。在砷污染土壤中添加油菜和小白菜根系分泌物能够促进砷酸还原菌SY6的存活,tt_d值由原来的5.74上升到5.86(油菜)和8.26(小白菜),但是添加小麦根系分泌物不能显著促进SY6的存活,tt_d值变化不大。添加三种根系分泌物均能促进TS28的存活,tt_d值由原来的4.55到5.88(油菜),6.16(小白菜)和6.14(小麦)。这是因为在土壤中添加三种根系分泌物能够为还原菌提供营养物质,进而能促进其存活,而不同的根系分泌物中所含物质不同,对还原菌存活的影响也不同。(2)砷污染土壤的浸提液中添加低和中浓度的油菜、小白菜和小麦根系分泌物能够促进SY6和TS28的存活,对于SY6而言,tt_d值由原来的35.2增长到44.5(油菜),39.6(小白菜),35.8(小麦);对于TS28而言,tt_d值由原来的24.65增长到44(油菜),51.86(小白菜),50.7(小麦)。然而高浓度三种根系分泌物却抑制了两种砷酸还原菌的存活,对于SY6而言,tt_d值由原来的35.2降低到10.29(油菜),12.0(小白菜),13.56(小麦);对于TS28而言,tt_d值由原来的24.65降低到11.34(油菜),16.7(小白菜),13.3(小麦)。这说明添加低,中浓度的三种根系分泌物能够延长砷污染土壤浸提液中砷酸还原菌的存活时间,高浓度根系分泌物能缩短砷污染土壤浸提液中砷酸还原菌的存活时间。(3)砷酸还原菌的还原特性受到其存活能力的影响,基本上呈现存活能力越强,还原特性越强的规律。添加根系分泌物在一定程度上增加了还原菌的还原特性。而且SY6和TS28的还原能力不同,其还原能力受根系分泌物的影响效果也不同,各种根系分泌物的主要组分对两种还原菌的还原特性的影响效果有差异,具体体现在:添加柠檬酸和草酸抑制了还原菌的还原特性,而添加苹果酸增强了还原特性。添加糖类和氨基酸也能增强还原特性。但是由于土壤是复杂的体系,砷价态在土壤中的变化是多样的,不能断言五价砷的还原程度只与还原菌有关。(4)砷的污染对土壤中脲酶,过氧化氢酶,酸性磷酸酶,脱氢酶和蔗糖酶活性有抑制作用。添加根系分泌物可以减缓砷污染对土壤酶活性的抑制效果,这可能是因为根系分泌物能够提高土壤中微生物的活性,土壤中微生物活性越高,酶活性就越高。不同土壤酶对三价砷和五价砷的敏感程度不同,脲酶对三价砷的敏感度大于五价砷,过氧化氢酶对三价砷和五价砷的敏感程度差别不大,磷酸酶对五价砷的敏感程度大于三价砷,脱氢酶对三价砷的敏感程度大于五价砷,蔗糖酶对三价砷的敏感程度大于五价砷。