桔梗種植基地土壤污染特征及微生物群落相關性研究.pdf

1、目前，種植基地已成為我國主要農產品生產模式，但由于人為干擾作用較大，周圍環(huán)境的惡化，使得大量有害物質進入土壤，造成了土壤質量下降，影響了作物生長與品質，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量現狀，探索了土壤重金屬含量與有機磷農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。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)分元素的相關性分析。研究結果表明:4個基地土壤均屬中性偏酸的非鹽漬化土壤;有機質(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。初步確定有機質與速效磷P、堿解N、全N呈顯著正相關;堿解N、全P及速效P之間呈顯著正相關;全K與速效K只與有效Zn、B呈較好的正相關。微量元素中，有效Cu與有效Mn、有效Fe呈顯著正相關。
　　(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

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之間存在顯著相關性，Zn-Cu之間存在極顯著相關性。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、有效系數與相關性分析。結果表明:造

6、化、平羅、團結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個重金屬有效系數從大到小的順序為Cd＞Pb＞Cu＞Zn＞Ni＞As＞Cr，其中Cd、Pb與Cu表現出了較好的可給性。性質相似的元素Fe與Ni、Cu與Fe、Zn與Cd在該地區(qū)的土壤中的相關系數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藥的殘留。從預檢常見的9種有機磷農藥（甲拌磷、樂果、對硫磷、二嗪農、甲基異柳磷、毒死蜱、敵百蟲、敵敵畏、異稻瘟凈），結果共檢出其中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(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藥殘留量介于0.3188～0.7421μg/g，而團結基地土壤有機磷農藥殘留含量最低(0.1822弘g/g)。根據美國、加拿大土壤農藥殘留標準，4個種植基地土壤均受到不同程度的農藥污染。土壤中有機磷農藥殘留的縱向分布4個基地呈現出一致規(guī)律:即在中層土壤中有機

9、磷農藥殘留量最大。
　　(6)開展了土壤中微生物群落數量及多樣性與污染因子的相關性分析，利用PCR技術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。放線菌的數量與重金屬污染呈現一定的負相關。微生物總量與有機磷農藥殘留總量呈負相關，其中與真菌相關系數最高。細菌、真菌及放線菌的多樣性與As、Cd全量呈正相關，與其余元素全量呈負相關;與元素有效態(tài)呈正相關，其中Zn達到了顯著水平。有機磷農藥殘留量與細菌、真菌及放線菌的S