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解磷菌改良典型重金属污染土壤的应用研究

李益斌  
【摘要】:重金属是土壤污染的主要原因之一。对土壤造成的影响主要有三个方面,第一是土壤微生物多样性变差,第二是土壤肥力下降,第三是土壤板结严重。这些影响严重危害了粮食的产量和安全,成为现代农业亟待解决的问题。针对以上问题,开展了微生物方法改良重金属污染土壤研究,筛选出高效解磷菌;确定了廉价的碳源氮源,使微生物的稳定存在,改善土壤微生物结构;确定了解磷菌的溶磷能力,提高了土壤肥力,促进了植物生长;钝化了重金属,减小了重金属的危害。这些为大规模改善土壤重金属污染问题提供了理论基础和参考依据。本文从河南省某地的农作物根际土根际,经过分离、筛选、鉴定,16SrDNA和同源性分析鉴定出六株解磷菌,分别为Bacillusmegaterium、Brevibacterum sp.、Bacillus cereus、Acinetobacter sp.、Paenibacillus cineris、Paenibacillus sp.,其无机磷溶解能力在103.45 mg/L~154.79 mg/L。以葡萄糖、植物淀粉、蔗渣分别作为碳源,50天后其解磷能力为76.02 mg/L、109.36 mg/L、44.22 mg/L。以大豆豆粉、尿素、硫酸铵作为氮源,50天后其解磷能力为34.11 mg/L、211.98 mg/L、299.44 mg/L。以高通量的手段分析50天微生物菌群结构的变化,结合溶磷能力,确定植物淀粉、硫酸铵作为碳源、氮源来改善土壤微生物菌群结构。盆栽实验用来证明解磷菌用于改良土壤的肥力,促进植物的生长。经过60天的盆栽实验,解磷菌条件相对于对照组,植物的全长、地上部分长度、干重、湿重及植物总磷都有明显的差异。其中地上部分的增长率为30.53%,干重的增长率为43.28%。解磷菌相对于对照组有效促进了磷的吸收,根的磷含量增长率为34.06%,地上部分的磷含量增长率为8.04%。在模拟重金属污染的液态环境中,解磷菌用于重金属的钝化,相对于无菌条件,重金属 Cu、Pb、Zn 和 Cd 去除率提高了 30.62%、48.90%、6.41%和 19.72%。用解磷菌和有机酸分别复溶钝化产物,铅几乎不能再复溶,铜、锌、镉有微量的复溶,但相比于钝化量,复溶量较少。对比发现,复溶的原因是有机酸的作用导致的。


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