桔梗種植基地土壤污染特征及微生物群落相關(guān)性研究.pdf

1、目前，種植基地已成為我國主要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)模式，但由于人為干擾作用較大，周圍環(huán)境的惡化，使得大量有害物質(zhì)進入土壤，造成了土壤質(zhì)量下降，影響了作物生長與品質(zhì)，間接危害了人類健康。本文以沈陽市4大桔梗種植基地（團結(jié)村、造化鎮(zhèn)、平羅鎮(zhèn)、道義鎮(zhèn)）土壤為研究對象，首次對其土壤養(yǎng)分、重金屬含量、有機磷農(nóng)藥殘留量及微生物群落多樣性進行測定與分析，初步確定了沈陽市桔梗種植基地的土壤質(zhì)量現(xiàn)狀，探索了土壤重金屬含量與有機磷農(nóng)藥殘留量對土壤中微生物群落的影響，為

2、確保桔梗種植基地土壤的生態(tài)安全及受污染土壤的生物防治提供理論依據(jù)。獲得如下研究成果:
　　(1)開展了桔梗種植基地土壤養(yǎng)分的豐缺狀況評價及各養(yǎng)分元素的相關(guān)性分析。研究結(jié)果表明:4個基地土壤均屬中性偏酸的非鹽漬化土壤;有機質(zhì)(17.6-31.3g/kg)含量基本屬中等偏下水平，全N(1.34-2.76g/kg)、全P(0.49-0.94g/kg)含量均屬中等偏上水平，全K(14.7-21.6g/kg)均處于中等水平;速效P(30.5

3、7-109.65mg/kg)含量豐富，但普遍缺乏堿解N(51.57-112.36mg/kg)與速效K(60.58-142.84mg/kg);微量元素Fe、Mn、Cu、Zn、B屬中等偏上水平。初步確定有機質(zhì)與速效磷P、堿解N、全N呈顯著正相關(guān);堿解N、全P及速效P之間呈顯著正相關(guān);全K與速效K只與有效Zn、B呈較好的正相關(guān)。微量元素中，有效Cu與有效Mn、有效Fe呈顯著正相關(guān)。
　　(2)對種植基地土壤重金屬污染水平進行評價及全量重

4、金屬元素的相關(guān)性與主成分分析。在4個基地土壤中，8種重金屬元素[As（7.36-14.6mg/L）、Cd(0.11-0.21mg/L)、Cr(44-70mg/L)、Pb(24.4-97.1mg/L)、Hg(0.09-0.12 mg/L)、Ni(25.8-41.2mg/L)、Cu(22.8-35.9mg/L)、Zn（57.3-86.1mg/L）]含量均達到污染水平，污染程度依次是Pb＞Hg＞Zn＞Ni=Cu＞As＞Cd＞Cr。平羅鎮(zhèn)和團結(jié)

5、村屬于輕度污染，道義鎮(zhèn)屬于中度污染，造化鎮(zhèn)屬于重污染。從潛在生態(tài)危害來看，除了造化地區(qū)處于中等生態(tài)危害外，其余3個基地都處于強生態(tài)危害的程度。其中重金屬Cd-As、Cd-Pb、Cu-Pb、Cu-Ni、Hg-Cr之間存在顯著相關(guān)性，Zn-Cu之間存在極顯著相關(guān)性。主成分分析中確定，第一主因子為Cd、Pb、Cu和Zn，第二主因子為Ni和Hg，第三主因子為As和Cr。
　　(3)進行了重金屬有效態(tài)含量、有效系數(shù)與相關(guān)性分析。結(jié)果表明:造

6、化、平羅、團結(jié)基地土壤中重金屬有效態(tài)含量差異不明顯，而道義基地的含量明顯偏低。7個重金屬有效系數(shù)從大到小的順序為Cd＞Pb＞Cu＞Zn＞Ni＞As＞Cr，其中Cd、Pb與Cu表現(xiàn)出了較好的可給性。性質(zhì)相似的元素Fe與Ni、Cu與Fe、Zn與Cd在該地區(qū)的土壤中的相關(guān)系數(shù)達到了顯著或極顯著的水平。(4)檢測與分析了土壤中不同剖面重金屬的分布特征。其中，重金屬全量Cu、Zn與Ni在土壤中表層土(5～15cm)的含量明顯大于與中層土(15～3

7、5cm)的含量，而下層土(35～50cm)的含量與中層土的含量相比變化不大;As在3個土樣中下層土的含量高于中層土的含量;Pb在3個土壤樣品中呈下降的趨勢;Hg、Cd、Cr的變化無規(guī)律性。有效態(tài)重金屬主要存在于表層土與中層土。
　　(5)檢測了土壤中有機磷農(nóng)藥的殘留。從預(yù)檢常見的9種有機磷農(nóng)藥（甲拌磷、樂果、對硫磷、二嗪農(nóng)、甲基異柳磷、毒死蜱、敵百蟲、敵敵畏、異稻瘟凈），結(jié)果共檢出其中5種，其殘留總量從大到小依次為樂果(0.767

8、2μg/g)＞甲基異柳磷（0.6177μg/g）＞毒死蜱(0.3188μg/g)＞二嗪農(nóng)(0.1234μg/g)＞甲拌磷（0.0523μg/g）。其中道義、造化、平羅基地土壤有機磷農(nóng)藥殘留量介于0.3188～0.7421μg/g，而團結(jié)基地土壤有機磷農(nóng)藥殘留含量最低(0.1822弘g/g)。根據(jù)美國、加拿大土壤農(nóng)藥殘留標(biāo)準，4個種植基地土壤均受到不同程度的農(nóng)藥污染。土壤中有機磷農(nóng)藥殘留的縱向分布4個基地呈現(xiàn)出一致規(guī)律:即在中層土壤中有機

9、磷農(nóng)藥殘留量最大。
　　(6)開展了土壤中微生物群落數(shù)量及多樣性與污染因子的相關(guān)性分析，利用PCR技術(shù)對污染土壤中的耐受菌種進行鑒定。確定4個基地中，細菌是優(yōu)勢種群。放線菌的數(shù)量與重金屬污染呈現(xiàn)一定的負相關(guān)。微生物總量與有機磷農(nóng)藥殘留總量呈負相關(guān)，其中與真菌相關(guān)系數(shù)最高。細菌、真菌及放線菌的多樣性與As、Cd全量呈正相關(guān)，與其余元素全量呈負相關(guān);與元素有效態(tài)呈正相關(guān)，其中Zn達到了顯著水平。有機磷農(nóng)藥殘留量與細菌、真菌及放線菌的S