固氮藍藻在松嫩平原鹽堿土生態(tài)修復中作用的研究.pdf

1、由于不合理的農(nóng)田灌溉、過度使用化肥及植被破壞，土地鹽堿化越來越嚴重，鹽堿地的改良和修復工作也一直深受重視。本論文從生態(tài)工程學和鹽堿地生態(tài)修復的角度出發(fā)，選擇松嫩平原典型的鹽堿化草地作為研究對象，考察了鹽堿化草地土壤的理化特征及土壤微生物的分布規(guī)律；對鹽堿土中土著藍藻的形態(tài)、種屬、生態(tài)分布規(guī)律以及酶活性進行了研究；考察了固氮藍藻Nostoccommune和AnabaenaazoticaLey在不同濃度Na2CO3培養(yǎng)液環(huán)境下的適應能力；研

2、究了含水率、接種量以及土壤深度在Nostoccommune和AnabaenaazoticaLey對鹽堿土改性作用中的的影響。在此基礎上，考察了AnabaenaazoticaLey對羊草的促生效果，探討了作用機理，并初步研究了AnabaenaazoticaLey對3種類型鹽堿土土質(zhì)的改善效果。
　　按照土壤生態(tài)學研究方法，在黑龍江省安達市典型鹽堿化草地中，分別從重度、中度和輕度鹽堿土壤中選擇3塊100×100m2大方作為研究對象，采

3、用梅花布點法采樣，分析了土壤樣品的Na+、K+、Ca2+、Mg2+等無機離子含量，SO42-、Cl-、NO3-等陰離子濃度以及EC、pH等。2006年按季節(jié)分12個月，采集土壤樣品，采用MPN法分析了土壤中細菌、放線菌、真菌、藻類含量。研究結(jié)果表明：3種類型土壤的理化特征和微生物構(gòu)成各有其特點，輕度鹽堿土為非堿性鈉質(zhì)土，中度和重度鹽堿土屬于堿性鈉質(zhì)土，重度鹽堿化區(qū)土壤氮含量嚴重缺乏；微生物數(shù)量呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化，隨著土壤鹽堿化程度的增加

4、，細菌、真菌、放線菌數(shù)量逐漸降低，而重度鹽堿土中放線菌處于優(yōu)勢地位，微生物數(shù)量差異達到顯著或極顯著的水平。
　　利用BG110培養(yǎng)基從黑龍江省安達市典型鹽堿化草地中分離篩選出了20株具有一定耐鹽能力的固氮藍藻，它們分別屬于10個屬，輕度鹽堿土和重度鹽堿土上各有3種藍藻，而中度鹽堿土上有4種藍藻。其中Nostoc和Anabaena豐度最高，且可耐受15％的NaCl。
　　采用BG110培養(yǎng)基進行純培養(yǎng)，分別測定了Nostocc

5、ommune和AnabaenaazoticaLey在不同生長階段的葉綠素a含量、胞外多糖含量、氨基酸含量和固氮酶活性。結(jié)果表明：兩種固氮藍藻都能在Na2CO3鹽脅迫條件下生長，且隨著Na2CO3鹽脅迫性增加，兩種藍藻的葉綠素a含量、胞外多糖含量、氨基酸含量和固氮酶活性都呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢；而隨著培養(yǎng)天數(shù)的增加，兩種藻類葉綠素a的變化曲線與微生物的生長曲線很相似，胞外多糖和氨基酸的增長和葉綠素a的增長是同步的，其中Anabaenaaz

6、oticaLey的固氮酶活性在培養(yǎng)到21天時達到最大值，Nostoccommune的固氮酶活性在培養(yǎng)到28天時達到最大值；比較而言AnabaenaazoticaLey的耐鹽性好于Nostoccommune的耐鹽性，固氮能力也高于Nostoccommune。
　　考察了含水率對固氮藍藻AnabaenaazoticaLey和Nostoccommune改性鹽堿土的作用效果。結(jié)果表明：含水率在30%，藍藻已經(jīng)可以形成藻結(jié)皮，而含水率在50

7、%，藍藻生長得更好。盆栽試驗考察了接種量對固氮藍藻AnabaenaazoticaLey和Nostoccommune改性鹽堿土的作用效果。結(jié)果表明：接種量為0.03mg干藻/cm2時，更適合固氮藍藻AnabaenaazoticaLey在輕度鹽堿土上生長，而接種量為0.18mg干藻/cm2時，更適合固氮藍藻Nostoccommune在中度鹽堿土上著生；分別測定2種固氮藍藻在盆栽試驗不同培養(yǎng)階段（每10天為一個階段）的陰陽離子、pH值、電導率

8、、水溶性總鹽、交換性鈉、TOC、BAB和固氮酶活性的變化。結(jié)果表明：固氮藍藻提高了土壤有機質(zhì)530.01%，降低土壤pH8.0以下，提高了土壤氮含量269.12%，降低了土壤交換性Na+86.28%。但當土壤深度達到9cm時，藍藻對鹽堿土的改性效果減弱。
　　以鹽堿土典型植物—羊草作為考查對象，在實驗室盆栽條件下分析了菌種的促生效果。接種一定時間后，測定羊草植株高度，發(fā)現(xiàn)接種AnabaenaazoticaLey后，植株高度比對照增

9、加30%左右，而且這種促進作用具有持續(xù)性。分析了接種菌種后羊草根際土壤固氮酶活的變化，接種固氮藍藻能促進根際菌構(gòu)成發(fā)生變化，進而影響植物的生長。結(jié)果表明：AnabaenaazoticaLey不僅能適應鹽堿土環(huán)境，而且能提高鹽堿土的氮含量，改變根際微生物構(gòu)成，促進植物生長。
　　現(xiàn)場實驗表明，AnabaenaazoticaLey在三種類型鹽堿土上對溫度、光照和堿度都有很好的生態(tài)適應性，而且可以積累土壤的有機質(zhì)、轉(zhuǎn)化無機鹽、降低土壤的