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重金属Cd污染对土壤微生物群落结构及大豆生理指标的影响研究

江丽

  本论文选择黄红壤作为研究材料,采用室内培养和盆栽试验的方法,较系统地研究了土壤重金属Cd污染与土壤环境质量生物学指标之间的关系,包括重金属Cd污染水平与土壤微生物生物量、土壤酶、土壤代谢熵、微生物熵等之间的关系,同时研究了重金属Cd污染对大豆生理指标的影响以及重金属Cd-土壤微生物-大豆生理指标之间的相互关系。这一研究为重金属污染土壤的修复、环境质量评价以及建立有效的土壤重金属污染预警指标体系提供有益的参考。本论文研究所获得的主要结果如下: 1.室内培养试验表明,Cd处理浓度较低时,土壤基础呼吸没有发生明显的变化;但随着培养时问的延长以及Cd处理浓度的提高,土壤基础呼吸逐渐增强。较低浓度Cd离子导致土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵的提高,高浓度Cd则会对其产生严重的抑制作用。土壤代谢熵和碳氮比随着Cd浓度的增加而增大。结果还显示,土壤酸性磷酸酶和脲酶活性在相同培养时间下,随着Cd处理浓度的增加而降低;在Cd处理浓度为0-2 mg/kg时,土壤这两种酶活性随着培养时间的增长而增加,在Cd处理浓度为2-20 mg/kg时,土壤酸性磷酸酶和脲酶活性随着培养时间的增加而降低。 2.大豆镐栽试验表明,叶片脱落酸含量随着Cd浓度的增加而增加;赤霉素含量、过氧化物酶和脯氨酸活性在Cd浓度较低时增大,随着Cd浓度的增加又逐渐降低。大豆叶片叶绿素a、b含量都随着Cd浓度的增加而降低,与Cd处理浓度呈极显著的负线性相关,其相关系数r分别为-0.998和-0.996。结果还显示,Cd污染对土壤微生物指标的影响与不同的管理方式(大豆种植情况)有关,在种植大豆的土壤中,土壤微生物各项参数变化要小。未种植大豆土壤中的细菌、真菌和放线菌变化幅度均大于种植大豆土壤中的微生物数量的变化。在0-20 mg/kg镉处理浓度下,种植大豆的土壤微生物生物量碳从352 mg/kg下降到333 mg/kg,下降百分比为5.40%;而未种植大豆的土壤微生物生物量碳从320 mg/kg下降到284 mg/kg,下降百分比为11.25%;种植大豆土壤的微生物量N由69 mg/kg降至63 mg/kg,下降幅度为8.70%;而未种植的由62 mg/kg降至40 mg/kg,下降幅度为35.48%。在Cd浓度5 mg/kg时,未种植大豆的Cd污染土壤中土壤基础呼吸和代谢熵增长趋势陡然提高,其基础呼吸和代谢熵均大于种植大豆土壤,而且增加速率大于种植大豆的Cd污染土壤。 3.大豆生理指标与土壤微生物指标的比较表明,叶绿素、脯氨酸和赤霉素与土壤微生物基础呼吸呈负相关;过氧化物酶活性和脱落酸则与土壤基础呼吸呈正相关;土壤脱落酸含量与微生物生物量N呈极显著负相关,赤霉素与微生物生物量N呈正相关;过氧化物酶与微生物量氮、脯氨酸与微生物生物量碳的相关系数r分别为-0.816和0.746;土壤脲酶和酸性磷酸酶酶活性则与叶绿素、脯氨酸和赤霉素呈正相关;过氧化物酶活性和脱落酸则与土壤酶活性呈负相关。总体分析,大豆叶片叶绿素与微生物指标相关性是最为显著的。 本课题来源于国家自然科学基金项目(20677080)。……   
[关键词]:Cd;黄红壤;微生物;生物量;大豆;生理指标
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中南林业科技大学2008年