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《中国林业科学研究院》 2007年
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植物修复过程中阿特拉津在根际的降解及土壤生物学指标的响应

谷雪景  
【摘要】: 农药的大量使用,使得我国不少地区的土壤受到了一定程度的污染。阿特拉津是目前我国广泛使用的除草剂之一。植物修复利用植物本身的特性清除环境中的污染物,具有成本低、节约土地资源、不破坏生态环境和无二次污染等优势,有望成为一项具有广阔应用前景的治理污染土壤的技术手段。 本文以桑树(Morus alba Linn)、杨树(Populus.deltoids cv.I-69/55)和转基因杨树(Populus deltoides×nigra,DN34)为试验材料,在中国林业科学研究院科研温室开展阿特拉津污染土壤的盆栽植物修复试验。应用气相色谱方法研究阿特拉津在不同植物根际环境中的降解动态规律;应用PCR(聚合酶链式反应)和DGGE(变性梯度凝胶电泳)技术与常规方法(平板分离三大菌、微生物生物量碳的测定)相结合比较研究阿特拉津污染土壤植物修复过程中根际微生物生物量,微生物群落结构、微生物活性的动态响应变化;试图研究阿特拉津污染土壤转基因杨树修复的根际效应及机理。取得的主要研究结果如下: 1.在温室培养条件下,10mg.kg~(-1)的阿特拉津污染土壤,非根际土壤中阿特拉津残留总量随时间的变化满足一级反应动力学方程C=C_0e~(-kt),降解半衰期为58.48天。培养取样期间阿特拉津的降解速率呈下降趋势。同浓度阿特拉津污染土壤进行的桑树、杨树和转基因杨树的修复结果表明:桑树对阿特拉津的修复不稳定;杨树根际和非根际土壤中阿特拉津母体的降解残留差异不显著;转基因杨树对阿特拉津污染土壤的修复更快、更稳定,其相关机理有待进一步研究。 2.10mg.kg~(-1)的初始施用浓度下,阿特拉津对非根际土壤中的细菌产生了显著性的抑制作用。根际土壤中的细菌数量总体上多于非根际土壤。转基因杨树根际土壤中细菌数基本稳定,总体上高于其他处理土壤中的细菌数。对照土壤和非根际土壤在整个采样时期内真菌数量基本处于稳定状态。三种根际土壤中真菌数量总体上高于非根际土壤和对照土壤,且呈现大致相同的变化趋势。放线菌数量排序:对照土壤>根际土壤>非根际土壤。 3.阿特拉津在10mg.kg~(-1)的初始施用浓度下,对土壤微生物生物量碳产生了显著性的抑制作用,杨树和转基因杨树根际环境更利于土壤微生物生物量碳值的恢复。 4.在10mg.kg~(-1)的初始施用浓度下,阿特拉津污染胁迫下非根际土壤微生物商一直处于较低状态,30天后有上升,但是趋势很缓慢。三种植物材料根际土壤微生物商有大致相近的变化趋势,根际土壤的微生物商总体排序:杨树>转基因杨树>桑树。微生物商可以用来评价不同处理的阿特拉津污染土壤对微生物的胁迫程度。 5.通过PCR和DGGE分析,在10mg.kg~(-1)阿特拉津污染土壤中,转基因杨树根际和非根际土壤中微生物群落的基因多样性不同。 非根际土壤:培养第30天和第60天时微生物基因多样性亲缘关系接近;第60天时有两条特异性优势条带;90天时微生物基因多样性明显下降。 根际土壤:修复第30天时微生物基因多样性与同期非根际土壤相似;修复第60天时没有出现类似的两条特异性条带;修复第90天时与非根际土壤相比,微生物基因多样性仍保持较高状态。
【学位授予单位】:中国林业科学研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:X592

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【引证文献】
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【同被引文献】
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