蚯蚓對土壤阿特拉津降解的影響與機理研究.pdf

1、阿特拉津（ATR）作為三嗪類除草劑，曾在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用，但同時作為典型有機污染物引發(fā)的生態(tài)環(huán)境和人類健康問題也日益嚴重。作為“生態(tài)系統(tǒng)工程師”的蚯蚓在土壤中的活動影響著土壤理化以及微生物學(xué)性狀，其在土壤有機污染修復(fù)方面具有巨大的潛力。本研究選用表層種赤子愛勝蚓（Eisenia foetida）和內(nèi)層種壯偉環(huán)毛蚓（Amynthas robustusPerrier）兩種生態(tài)型蚯蚓作為試驗生物，設(shè)計蚯蚓降解土壤ATR室內(nèi)模擬試驗。利用高

2、效液相色譜（HPLC）研究蚯蚓對土壤ATR降解效果和降解途徑的影響；通過測定不同降解時間段土壤化學(xué)及微生物學(xué)性狀，探究蚯蚓降解土壤ATR的主要影響因素；在此基礎(chǔ)上，運用穩(wěn)定性同位素探針（SIP）結(jié)合高通量測序（HTS）來揭示蚯蚓降解土壤ATR過程中的功能微生物。此外，通過富集培養(yǎng)法篩選出可培養(yǎng)的ATR高效降解優(yōu)勢菌，為大田應(yīng)用提供菌種資源。本研究可為豐富和發(fā)展有機污染土壤的生物強化修復(fù)技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐，主要結(jié)果和結(jié)論如下：

3、r>　?。?）通過室內(nèi)模擬降解效果試驗表明，自然土壤添加蚯蚓的處理（SnEe、SnEa）中 ATR殘留量在第14 d之后顯著低于對照（CKn），且自然土壤添加內(nèi)層種的處理（SnEa）中 ATR殘留量總是低于表層種處理（SnEe）。說明兩種生態(tài)型蚯蚓對土壤ATR降解都具有促進效應(yīng)，且內(nèi)層種壯偉環(huán)毛蚓的降解效果總體優(yōu)于表層種赤子愛勝蚓。
　?。?）通過對ATR降解產(chǎn)物的生成量進行動態(tài)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，0-14 d SnEe與SnEa中的羥基阿

4、特拉津（HYA）和脫乙基阿特拉津（DEA）生成量顯著高于CKn，14-21 d SnEe與SnEa中的HYA和脫異丙基阿特拉津（DIA）生成量分別顯著低于和高于CKn。這說明蚯蚓通過前期顯著促進HYA和DEA的生成，后期顯著促進DIA的生成和HYA的轉(zhuǎn)化，進而影響ATR的生物降解途徑。
　?。?）通過對土壤主要化學(xué)及微生物指標進行測試發(fā)現(xiàn)，SnEe與SnEa中土壤pH、微生物生物量碳/氮、土壤呼吸均高于CKn，其中對這些指標與AT

5、R之間進行主成分分析（PCA）表明，蚯蚓通過提高土壤 pH、微生物生物量和微生物活性來促進 ATR的降解。
　?。?）通過DNA-SIP結(jié)合HTS鑒定了蚯蚓促進ATR降解過程中的主要功能微生物有 Kaistobacter，Rhodanobacter，Rhodoplanes，Ramlibacter，Pseudonocardia，Planctomyces。
　?。?）通過富集培養(yǎng)法篩選出3株能以ATR為唯一氮源生長的降解菌，結(jié)合