DBP對(duì)小麥根際和非根際土壤微生態(tài)的影響.pdf

1、酞酸酯（PAEs）是一類(lèi)典型的環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，具有很強(qiáng)的毒性，會(huì)嚴(yán)重危害人類(lèi)的神經(jīng)系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)，且部分化合物具有潛在的“三致”（致畸、致癌、致突變）毒性。根際是污染物進(jìn)入植物體內(nèi)的主要通道，決定著污染物向植物根系的運(yùn)輸、植物吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)以及降解代謝。長(zhǎng)期反復(fù)使用PAEs可能會(huì)威脅土壤微生物群落與功能的穩(wěn)定性、農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及人類(lèi)的健康。目前針對(duì)PAEs對(duì)不同生長(zhǎng)期小麥根際和非根際土壤微生物群落功能多樣性、群落結(jié)構(gòu)及土壤酶活等方面的影

2、響研究還未見(jiàn)報(bào)道。因此，開(kāi)展PAEs對(duì)土壤微生態(tài)的影響研究具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)踐應(yīng)用意義。
　　本論文以典型酞酸酯鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)為目標(biāo)污染物，以不同生長(zhǎng)期小麥根際和非根際土壤微生物為研究對(duì)象，利用根箱進(jìn)行室內(nèi)土培實(shí)驗(yàn)，采用Biolog ECO法、高效液相色譜(HPLC)、Illumina Hiseq平臺(tái)測(cè)序等分析方法，研究不同濃度DBP對(duì)不同生長(zhǎng)期小麥根際和非根際土壤微生態(tài)的影響，揭示了DBP對(duì)土壤微生物的作用規(guī)律，

3、并初步分析其作用機(jī)制，主要研究結(jié)果如下:
　　(1)DBP對(duì)小麥根際和非根際土壤微生物群落功能多樣性的影響
　　在苗期和拔節(jié)期，低濃度(10mg/kg)、中濃度(20mg/kg)DBP促進(jìn)小麥根際和非根際土壤微生物活性(AWCD)和均一性(McIntosh)，高濃度(40mg/kg)DBP抑制其活性和均一性，DBP對(duì)小麥根際和非根際土壤微生物的豐富度(Shannon)和優(yōu)勢(shì)度(Simpson)有明顯的促進(jìn)作用(p＜0.05)

4、。隨著小麥生長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)組AWCD、Shannon、Simpson和McIntosh指數(shù)逐漸均恢復(fù)至對(duì)照組水平。在整個(gè)試驗(yàn)周期內(nèi)，無(wú)論是實(shí)驗(yàn)組土壤還是對(duì)照土壤，根際土壤微生物功能多樣性均高于同期非根際土。
　　DBP改變了根際和非根際土壤微生物對(duì)碳源利用模式，其中對(duì)照組以碳水化合物類(lèi)碳源為主，而DBP處理組以氨基酸類(lèi)碳源為主。在整個(gè)試驗(yàn)周期內(nèi)，根際土壤微生物對(duì)碳水化合物類(lèi)的利用率明顯高于非根際(p＜0.05)。
　　(2)DBP

5、對(duì)小麥根際和非根際土壤酶活性的影響
　　低、中濃度DBP促進(jìn)根際和非根際土壤蛋白酶活性，高濃度DBP抑制其活性;隨著DBP濃度升高，土壤多酚氧化酶和β-葡萄糖苷酶活性降低，且DBP對(duì)非根際土壤多酚氧化酶和β-葡萄糖苷酶活性的抑制率更高;DBP對(duì)土壤脲酶、酸性磷酸酶和脫氫酶活性表現(xiàn)為激活效應(yīng);根際土壤酶活性高于同期非根際土。
　　(3)DBP對(duì)成熟期小麥根際土壤細(xì)菌群落組成的影響
　　采用Illumina Hiseq平臺(tái)

6、對(duì)成熟期小麥根際土壤細(xì)菌16S rRNA V4區(qū)測(cè)序分析發(fā)現(xiàn):高濃度DBP促進(jìn)土壤細(xì)菌多樣性，低、中濃度DBP土樣多樣性指數(shù)與對(duì)照組相比無(wú)明顯變化。小麥根際土壤優(yōu)勢(shì)細(xì)菌主要為變形菌門(mén)（Proteobacteria）、擬桿菌門(mén)（Bacteroidetes）、酸桿菌門(mén)（Acidobacteria）、厚壁菌門(mén)（Firmicutes）、芽單胞菌門(mén)（Gemmatimonadetes）等。DBP的處理使根際土壤中具有降解芳香化合物能力的Sphing

7、omonadaceae（鞘脂單胞菌）和抗逆性強(qiáng)的Bacillaceae（芽孢桿菌）相對(duì)含量增加。
　　(4)DBP在小麥根際和非根際土壤中的降解
　　DBP在根際土壤中的含量低于非根際土，主要原因可能是植物根系釋放的分泌物和酶，刺激了根際土壤微生物的活性和生物轉(zhuǎn)化作用，從而加快了DBP降解。
　　DBP在根際和非根際土壤中的代謝產(chǎn)物均為MBP。隨著小麥的生長(zhǎng)，在土壤中DBP和MBP的含量逐漸降低。成熟期時(shí)，根際和非根際