隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,工業(yè)“三廢”的大量排放及農(nóng)藥化肥的不合理使用,重金屬污染問題日趨凸顯出來,重金屬污染影響了土壤質(zhì)量和農(nóng)產(chǎn)品安全,對人類健康產(chǎn)生嚴重威脅。本研究以我國南北地區(qū)兩種代表性的土壤(江西紅壤-酸性土壤和楊凌塿土-石灰性土壤)為研究對象,外源添加當前污染較嚴重的鉛和鎘兩種重金屬布置小區(qū)試驗,于添加3年后分別在不同季節(jié)(冬季和夏季)采樣,研究了鉛、鎘對兩種不同性質(zhì)土壤中土壤酶和微生物量的影響。利用Illumina MiSeq高通量測序技術,重點對冬、夏季鉛和鎘脅迫下塿土中的細菌群落結構進行了測序及統(tǒng)計分析,揭示了細菌群落對鉛和鎘不同的響應;采用平板篩選法,馴化分離出對鉛具有較強抗性的菌株4個,其中真菌2株(編號為:Pb-W,Pb-9),放線菌2株(編號為:X-53,X-68),初步研究了這4個菌株的生長特性及對鉛的去除吸附效果。本研究揭示了不同類型土壤中鉛和鎘對土壤生物指標及微生物群落多樣性的影響,為建立重金屬污染早期預警指標及重金屬鉛污染土壤的生物修復提供理論依據(jù)和技術支持。本文取得的主要結論如下:(1)對比冬、夏季兩種土壤中微生物量碳、微生物商的含量發(fā)現(xiàn):重金屬鉛、鎘處理與...

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 重金屬污染概述
        1.1.2 重金屬污染現(xiàn)狀
        1.1.3 土壤重金屬鉛、鎘污染來源及危害
        1.1.4 重金屬對土壤的危害
    1.2 選題依據(jù)
        1.2.1 土壤微生物種類的選擇及其功能
        1.2.2 評價土壤質(zhì)量的微生物學指標
        1.2.3 微生物技術對重金屬污染土壤的修復
    1.3 國內(nèi)外研究進展
        1.3.1 重金屬對微生物量的影響
        1.3.2 重金屬對土壤酶活性的影響
        1.3.3 重金屬對土壤微生物群落結構組成和多樣性的影響
        1.3.4 重金屬化學形態(tài)對土壤微生物的影響
        1.3.5 土壤微生物群落多樣性研究方法及進展
        1.3.6 微生物修復技術的研究進展
    1.4 研究目的及意義
    1.5 研究內(nèi)容
        1.5.1 重金屬鉛和鎘對微生物量及土壤酶的影響研究
        1.5.2 重金屬鉛和鎘對冬、夏季塿土微生物多樣性的影響研究
        1.5.3 重金屬鉛抗性菌株生長特性及其對鉛去除和吸附效果的研究
    1.6 技術路線圖
第二章 重金屬鉛和鎘對微生物量及土壤酶活性的影響研究
    2.1 材料與方法
        2.1.1 試驗地概況
        2.1.2 試驗設計
        2.1.3 測定指標與方法
    2.2 結果與分析
        2.2.1 重金屬鉛和鎘對土壤微生物量的影響
        2.2.2 重金屬鉛和鎘對土壤酶的影響
    2.3 討論
    2.4 結論
第三章 鉛污染對塿土細菌多樣性和群落結構的影響
    3.1 材料與方法
        3.1.1 試驗土壤來源
        3.1.2 土壤樣品基本理化性質(zhì)及重金屬含量測定
        3.1.3 DNA提取、PCR擴增和序列分析
        3.1.4 數(shù)據(jù)分析
    3.2 結果與分析
        3.2.1 土壤基本理化性質(zhì)及重金屬含量
        3.2.2 鉛對細菌群落組成的影響及細菌部分特征
        3.2.3 細菌在門水平上的分類
        3.2.4 細菌在綱水平上的分類
        3.2.5 細菌在目水平上的分類
        3.2.6 細菌在科水平上的分類
        3.2.7 組間差異物種分析
        3.2.8 微生物群落結構與環(huán)境因素的相關性分析
    3.3 討論
    3.4 結論
第四章 鎘污染對塿土細菌多樣性和群落結構的影響
    4.1 材料方法
        4.1.1 試驗土壤來源
        4.1.2 土壤樣品基本理化性質(zhì)及重金屬含量測定
        4.1.3 DNA提取、PCR擴增和序列分析
        4.1.4 數(shù)據(jù)分析
    4.2 結果與分析
        4.2.1 土壤基本理化性質(zhì)及重金屬含量
        4.2.2 鎘對細菌群落組成的影響及細菌部分特征
        4.2.3 細菌在門水平上的分類
        4.2.4 細菌在屬水平上的分類
        4.2.5 細菌群落結構
        4.2.6 影響細菌群落結構變化的因素
    4.3 討論
    4.4 結論
第五章 耐鉛微生物的篩選鑒定和生長特性的研究
    5.1 實驗材料
        5.1.1 實驗試劑
        5.1.2 培養(yǎng)基的配制
    5.2 主要儀器設備
    5.3 實驗內(nèi)容及方法
        5.3.1 耐鉛微生物的篩選
        5.3.2 耐鉛微生物的最大抗性水平研究
        5.3.3 耐鉛微生物的分子生物學鑒定
        5.3.4 耐鉛微生物的生長特性分析
        5.3.5 微生物對Pb2+的去除率研究
        5.3.6 微生物對Pb2+的吸附研究
    5.4 結果與討論
        5.4.1 耐鉛菌株的基本特征
        5.4.2 耐鉛微生物的最大抗性水平研究
        5.4.3 耐鉛微生物的分子生物學鑒定
        5.4.4 耐鉛微生物的生長特性分析
        5.4.5 微生物對Pb2+去除效果分析
        5.4.6 微生物對Pb2+的吸附效果分析
        5.4.7 微生物對Pb2+去除率和吸附率的比較
    5.5 討論
    5.6 結論
第六章 結論與展望
    6.1 本研究的主要結論
        6.1.1 鉛和鎘對微生物量碳、氮及土壤酶的影響
        6.1.2 鉛污染對塿土壤細菌多樣性和群落結構的影響
        6.1.3 鎘污染對塿土細菌多樣性和群落結構的影響
        6.1.4 耐鉛微生物的篩選鑒定和生長特性的研究
    6.2 本研究的主要創(chuàng)新點
    6.3 本研究的局限及進一步研究設想
參考文獻
附錄
致謝
作者簡介



本文編號：3760693