施用稻草秸稈與工程菌對Cu、Cd污染土壤生物化學(xué)性質(zhì)的影響

【摘要】：在湖北省大冶市廟宇垴村銅、鎘污染土壤上進(jìn)行稻草秸稈與工程菌原位修復(fù)田間小區(qū)試驗(yàn),稻草秸稈的施用量為5.2 t/hm2、10.3 t/hm2和23.2 t/hm2,工程菌用量為108 CFU g-1。選取生菜為供試作物,55天后收獲,采集根際和非根際土壤樣品,分析研究了稻草秸稈與工程菌的施用對土壤理化性質(zhì)、生物化學(xué)性質(zhì)及銅、鎘生物有效性的影響。獲得以下主要結(jié)果： 1.稻草秸稈與工程菌的施用使土壤pH、全氮量和有機(jī)質(zhì)含量上升。與對照相比,施用稻草秸稈與工程菌后土壤pH上升0.23～0.66個(gè)單位,土壤全氮量增加7.4%～18.8%,土壤有機(jī)質(zhì)含量升高3.2%～41.5%。 2.施用稻草秸稈與工程菌后土壤可溶性有機(jī)碳含量沒有規(guī)律性變化。稻草秸稈的施用顯著增加根際土壤可溶性有機(jī)碳含量,比聯(lián)合施用提高作用更強(qiáng)。根際土壤中,單施秸稈處理的土壤可溶性有機(jī)碳含量比對照增加21.9%～55.5%,比同水平聯(lián)合處理增加8.8%～47.5%。非根際土壤中,低量秸稈與工程菌聯(lián)合施用處理的土壤可溶性有機(jī)碳含量可比對照提高24.2%。 3.稻草秸稈與工程菌的施用使土壤蔗糖酶、纖維素酶、脲酶、磷酸酶、過氧化氫酶活性增加。與對照相比,土壤蔗糖酶活性增加0.23～1.33倍,纖維素活性增加8.8%～37.7%,脲酶活性增加0.33～2.15倍,磷酸酶活性增加18.81%～57.2%,過氧化氫酶活性增加34.2%～64.1%。而施用稻草秸稈與工程菌后,非根際土壤蛋白酶活性提高2.53～4.51倍。根際土壤中,只有高水平稻草秸稈與工程菌的聯(lián)合施用可使土壤蛋白酶活性提高27.2%；其余處理均抑制蛋白酶活性,其值降低27.7%～44.5%。 4.稻草秸稈與工程菌的施用增加土壤的微生物生物量碳和微生物數(shù)量。施用稻草秸稈與工程菌后,土壤微生物生物量碳增加29.2%～143%；土壤微生物數(shù)量亦呈增長趨勢,其中細(xì)菌數(shù)量增長0.64～1.48倍,真菌數(shù)量增長0.91～4.60倍,放線菌數(shù)量增長0.31～3.13倍。 5.稻草秸稈與工程菌的施用降低土壤銅和鎘的生物有效性。施入稻草秸稈與工程菌后,土壤生物有效態(tài)銅含量比對照降低1.9%～9.6%,生物有效態(tài)鎘含量降低2.2%～20.2%。工程菌處理更有利于土壤鎘生物有效性的降低,比銅的效果明顯。與同水平單施秸稈處理相比,稻草秸稈與工程菌聯(lián)合施用使土壤生物有效態(tài)鎘含量降低1.8%～9%。 稻草秸稈與工程菌的施用提高了土壤酶活性、微生物生物量碳和微生物數(shù)量等土壤生物化學(xué)指標(biāo)。這不僅是因?yàn)榈静萁斩捙c工程菌改善了土壤pH、全氮、有機(jī)質(zhì)等土壤理化性質(zhì),也與稻草秸稈與工程菌的施入降低了土壤銅和鎘的生物有效性有關(guān)。并且工程菌作為對鎘有高抗性的細(xì)菌,對鎘的作用更明顯。 【關(guān)鍵詞】：稻草秸稈 工程菌 酶活性 微生物 銅、鎘生物有效性
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：X53
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 1 前言10-17
• 1.1 土壤重金屬污染概況10
• 1.2 重金屬銅與鎘的危害10-12
• 1.2.1 重金屬銅的危害10-11
• 1.2.2 重金屬鎘的危害11-12
• 1.3 土壤重金屬污染的修復(fù)方法12-14
• 1.3.1 工程治理12
• 1.3.2 物理化學(xué)修復(fù)12
• 1.3.3 農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)12-13
• 1.3.4 化學(xué)修復(fù)13
• 1.3.5 生物修復(fù)13-14
• 1.3.5.1 植物修復(fù)技術(shù)13-14
• 1.3.5.2 微生物技術(shù)14
• 1.4 重金屬對土壤生物化學(xué)性質(zhì)的影響14-15
• 1.4.1 重金屬對土壤酶活性的影響14
• 1.4.2 重金屬對土壤微生物的影響14-15
• 1.5 修復(fù)對污染土壤生物化學(xué)性質(zhì)的影響15
• 1.6 選題背景與意義15-17
• 2 材料與方法17-24
• 2.1 供試材料17-18
• 2.1.1 供試地點(diǎn)與修復(fù)劑17
• 2.1.2 供試作物17-18
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)18
• 2.3 分析方法18-24
• 2.3.1 土壤基本理化性質(zhì)測定18
• 2.3.2 土壤中不同形態(tài)銅、鎘含量的測定18-19
• 2.3.3 土壤酶活性測定19-22
• 2.3.3.1 蔗糖酶19-20
• 2.3.3.2 纖維素酶20
• 2.3.3.3 脲酶20-21
• 2.3.3.4 蛋白酶21
• 2.3.3.5 磷酸酶21-22
• 2.3.3.6 過氧化氫酶22
• 2.3.4 土壤微生物生物量碳測定22-23
• 2.3.5 土壤微生物數(shù)量的測定23
• 2.3.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析23-24
• 3 結(jié)果與分析24-42
• 3.1 施用稻草秸稈與工程菌對土壤理化性質(zhì)的影響24-28
• 3.1.1 土壤pH24-25
• 3.1.2 土壤全氮25-26
• 3.1.3 土壤有機(jī)質(zhì)26-27
• 3.1.4 土壤可溶性有機(jī)碳27-28
• 3.2 施用稻草秸稈與工程菌對土壤酶活性的影響28-34
• 3.2.1 土壤蔗糖酶28-29
• 3.2.2 土壤纖維素酶29-30
• 3.2.3 土壤脲酶30-31
• 3.2.4 土壤蛋白酶31-32
• 3.2.5 土壤磷酸酶32-33
• 3.2.6 土壤過氧化氫酶33-34
• 3.3 施用稻草秸稈與工程菌對土壤微生物的影響34-37
• 3.3.1 土壤微生物生物量碳34
• 3.3.2 土壤微生物數(shù)量34-37
• 3.4 施用稻草秸稈與工程菌對土壤銅和鎘生物有效性的影響37-42
• 3.4.1 土壤銅生物有效性37-38
• 3.4.2 土壤鎘生物有效性38-42
• 4 討論42-43
• 5 結(jié)論43-44
• 參考文獻(xiàn)44-51
• 致謝51

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