论文部分内容阅读
伴随着社会经济的迅猛发展，重金属从各种渠道进入人们赖以生存和发展的自然环境中。重金属污染具有隐蔽性和聚集性等特点，而土壤中重金属污染问题由于同人民生产生活密切相关，成为当前环境科学研究中的重点。在环境中，重金属单一污染是很少的，绝大多数污染是多种重金属造成的复合污染。开展土壤复合污染这一领域的研究，对深入理解自然状态下重金属复合污染在土壤环境及其生态效应具有重要的理论意义，对土壤环境质量的评价和提高以及保障农产品安全等方面有着重大的现实意义。土壤微生物对重金属胁迫反应非常敏感。微生物数量的减少、群落结构的改变等都是微生物对过量重金属胁迫的响应方式。土壤微生物群落结构已经被认为是土壤重金属胁迫的有效的生物学指标。本文对浙江富阳某乡长期受铜锌冶炼厂重金属污染的水稻土进行了采集，研究了自然状态下重金属复合污染对土壤微生物数量、结构、功能的影响，旨在探索重金属复合污染对土壤微生物影响机理，以期为重金属污染农田的生态调节和修复提供科学依据。本研究取得如下一些结果1．以浙江省富阳市某乡受不同程度重金属复合污染的的水稻土作为供试土壤，研究了自然积累状态不同程度重金属污染对土壤微生物量碳、氮以及PLFA全量等指标的影响。结果表明，土壤中重金属Cu、Zn、Cd、Pb长期复合污染永久性降低了土壤微生物生物量。以微生物生物量碳、氮和总磷脂含量表征的土壤微生物生物量与土壤有效Cu、Zn、Cd、Pb呈显著负相关（p＜0.05），伴随着重金属污染程度下降，生物量明显增加。土壤微生物商伴随污染程度的增大而下降。并且，在表征土壤微生物生物量时，PLFA法测得的总磷脂和熏蒸法测得的微生物量碳氮可得到一致的结果。2．采用菌落平板计数法和磷脂脂肪酸（PLFA）法，研究了重金属Cu、Zn、Cd、Pb长期复合污染对土壤微生物群落结构及其组成的影响。结果表明，随着污染程度的提高，细菌、真菌和放线菌的菌落数和PLFA值都有一定程度的降低趋势，菌落平板计数法和PLFA法用于反映细菌、真菌和放线菌含量时具有一致性。自然状态下水田土壤铜、锌、镉、铅长期复合污染改变了土壤微生物的群落结构。反映在具体的单个PLFA上，污染程度高的土壤中，脂肪酸12:0，i15:0，i17:0，18:0，i16:0，19:0的含量相对较高，而在污染程度低的土壤中，脂肪酸20:2w6，9c，20:0，16:1w9c，a15:0，a16:0，18:1w7，10Me16:0，10Me19:0的相对含量较高；随着污染程度提高，微生物向着放线菌与革兰氏阴性菌含量相对减少的趋势发展。3以自然状态下长期受到重金属复合污染的水稻土为供试土壤，研究土壤微生物活性。实验结果表明，重金属污染刺激CO2的释放，土壤基础呼吸作用加强以及代谢商提高。表明在土壤环境受到重金属污染时，微生物为了维持其正常的生命活动需要更多的能量以维持其生理需要，而使土壤微生物的代谢能力发生了明显改变，导致土壤微生物对能源碳的利用效率降低。4在土壤中按照1％的比例添加外源有机物质紫云英之后，研究以微生物量碳氮以及氮素矿化表征的重金属Cu、Zn、Cd、Pb长期复合污染对土壤微生物活性的影响。结果表明，添加紫云英后，土壤呼吸、微生物生物量碳、微生物生物量氮，氮素矿化量与未添加对照相比均有所增加。与对照相比，外源有机物质紫云英添加进入自然状态下长期受到重金属污染的土壤中之后，高浓度重金属污染土壤促进了CO2的释放，土壤基础呼吸作用加强，土壤矿化量明显提高。在重金属污染土壤中添加紫云英之后，微生物生物量碳、微生物生物量氮对紫云英的响应动态基本呈现一致规律。