重金屬污染對(duì)水稻土團(tuán)聚體有機(jī)碳礦化及微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響.pdf

1、土壤有機(jī)碳礦化是重要的生物地球化學(xué)過(guò)程，其對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)受到關(guān)注已久。當(dāng)前我國(guó)農(nóng)田土壤重金屬污染日趨嚴(yán)重，導(dǎo)致了土壤微生物區(qū)系結(jié)構(gòu)及碳源可利用性發(fā)生改變，從而影響土壤有機(jī)碳礦化過(guò)程。目前關(guān)于重金屬污染對(duì)土壤有機(jī)碳礦化影響的研究多集中在本體土壤，而土壤團(tuán)聚體是土壤微生物的重要微域生境，以土壤團(tuán)聚體為主要研究對(duì)象的相關(guān)研究則較少，尤其是稻田土壤。
　　本文以太湖地區(qū)代表性水稻土為研究對(duì)象，采取野外重金屬污染和相鄰非污染土壤（對(duì)照土壤

2、），利用團(tuán)聚體分級(jí)、室內(nèi)培養(yǎng)、土壤碳庫(kù)形態(tài)分組、變性梯度凝膠電泳(DGGE)、定量PCR(qPCR)等技術(shù)，研究重金屬污染對(duì)稻田耕層土壤原土及不同粒組團(tuán)聚體中有機(jī)碳礦化和微生物區(qū)系的影響，探討重金屬污染對(duì)水稻土原土及不同粒組團(tuán)聚體有機(jī)碳礦化的微生物學(xué)影響機(jī)制，為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)環(huán)境污染下農(nóng)田土壤有機(jī)碳的穩(wěn)定性及固碳效應(yīng)提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　1、非污染土壤原土及不同團(tuán)聚體有機(jī)碳礦化速率介于0.12-0.32mgCO2-C/

3、(gOC·d)，而污染土壤原土及不同團(tuán)聚體有機(jī)碳礦化速率介于0.12-0.18mgCO2-C/(gOC·d);與非污染土壤相比，污染土壤原土及不同團(tuán)聚體有機(jī)碳礦化速率降低、代謝熵升高、微生物熵降低（＜2μm團(tuán)聚體除外）;
　　2、真菌和細(xì)菌豐度及群落結(jié)構(gòu)多樣性在不同團(tuán)聚體中存在差異，非污染和污染土壤微生物多樣性和活性在2000-200μm團(tuán)聚體中最高，在＜2μm團(tuán)聚體中最低，可能源于2000-200μm團(tuán)聚體新鮮可利用性有機(jī)碳含量

4、較高，而＜2μm團(tuán)聚體有機(jī)碳可利用性較低，且細(xì)菌的16SrRNA基因和真菌的18SrRNA基因DGGE圖譜顯示微生物群落結(jié)構(gòu)及其多樣性隨團(tuán)聚體粒徑的減小而降低;
　　3、DGGE條帶測(cè)序揭示酸桿菌門(mén)(Acidobacteria)、衣原體門(mén)(Chlamydiae)和TM7的部分細(xì)菌在大團(tuán)聚中相對(duì)富集;
　　4、與非污染土壤相比，污染土壤原土輕組有機(jī)碳、微生物生物量碳、脫氫酶活性顯著降低，團(tuán)聚體中微生物量碳、脫氫酶活性亦顯著降低

5、（＜2μm團(tuán)聚體除外）;
　　5、真菌對(duì)重金屬污染較細(xì)菌敏感，與非污染土壤相比，污染土壤原土及不同團(tuán)聚體真菌多樣性及豐度均顯著降低。
　　6、不同團(tuán)聚體內(nèi)占優(yōu)勢(shì)的微生物不同，定量PCR顯示真菌主要存在于大團(tuán)聚體中，而細(xì)菌主要存在于微團(tuán)聚體中。
　　綜上所述，重金屬污染顯著降低了土壤輕組有機(jī)碳、微生物生物量碳的含量及酶活性，同時(shí)顯著抑制了原土及不同粒組團(tuán)聚體有機(jī)碳礦化速率（＜2μm團(tuán)聚體除外），同時(shí)，重金屬污染顯著降低了