当前位置:主页 > 科技论文 > 农业技术论文 >

根系分泌物在有机氯农药残留降解过程中的作用

发布时间:2019-11-17 22:19
【摘要】:为了探讨根系分泌物在植物修复持久性有机污染物过程中的作用,借助盆栽模拟实验,研究了苏丹草(Sorghum sudanense)的根系分泌物对土壤中有机氯农药(organochlorine pesticides,OCPs)残留的降解效应以及对根际微生物群落结构的影响.结果显示,供试质量比(0~336.48 mg·kg~(-1))范围内,根系分泌物促进了"根际"土壤(TR_2)中OCPs的去除.添加30 mL总有机碳质量浓度为246 mg·L~(-1)根系分泌物浓缩液修复平衡20 d后,"根际"土壤(TR_2)中OCPs去除率高达79.21%(69.23%~86.49%),比对照组(CK)高出36.43%,比微生物活性被抑制的TR_1组高出52.28%;相同污染水平下,"根际"土壤(TR_2)中土壤微生物碳也明显高于CK、TR_1组.实验期间,细菌的磷脂脂肪酸在OCPs污染土壤中占主导地位,其次为真菌,它们的群落动态与OCPs降解速率的变化趋势相一致.说明OCPs降解过程中,根系分泌物通过改变根际土壤中细菌、真菌的种群数量及其群落结构所营造的根际微生态环境,是促进OCPs降解的关键因素.
【图文】:

根系分泌物,土壤,污染水平


OCPs的降解特征.其中,对照组(CK)土壤中OCPs的去除主要源于各种非生物去除(光解、挥发、渗滤、吸附等)和土壤微生物的降解作用;灭菌处理组(TR1)中OCPs的去除主要源于非生物因子的贡献;而添加根系分泌物的“根际”土壤(TR2)中OCPs的去除则源于各种非生物去除、微生物降解及根系分泌物诱发的“根际”强化作用.由图1A可以看出,根系分泌物的存在促进了OCPs的降解.供试质量比(0~336.48mg·kg-1)范围内,添加根系分泌物浓缩液(30mL)的“根际”土壤(TR2)中OCPs的平均去除率(79.21%)明显高于其它处理,对照组(CK)次之(42.79%),微生物活性被抑制的污染土样(TR1)最差(27.93%),不同处理间差异明显(n=5,p<0.05).相同处理条件下,污染土样中OCPs降解率呈现“先升后降”的变化趋势,其峰值出现在C3(199.42mg·kg-1)水平.其原因可能与土壤颗粒对OCPs的吸附特性有关.较低污染水平(C1~C2)下,土壤颗粒对OCPs的吸附主要借助表面吸附作用为主导的线性分配过程而吸附于土壤无机矿物质、无定形有机质(软碳),快速可逆,其吸附容量随污染水平的升高而递增[23];较高污染水平(C4~C5)下,用于表面吸附的吸附点位趋于饱和,部分OCPs借助孔隙填充作用为主导的非线性分配过程进入土壤凝聚态有机质(硬碳)中,其吸附行为表现为线性分配和非线性孔隙填充的共同作用[24]、吸附容量增速渐缓;相对于污染水平的持续递增,OCPs去除率逐渐降低,进而呈现“先升后降”趋势.相同污染水平(199.42mg·kg-1)下,“根际”OCPs的去除率随着根系分泌物添加量的增加而增大,30mL时增幅最大(图1-B).其原因可能是添加量较少(10~20mL)时,根系分泌物可作为细菌、真菌生?

根系分泌物,土壤微生物


图2根系分泌物对土壤微生物碳的影响Fig.2Effectsofroot-exudatesonmicrobialbiomasscarboninsoils时的4.67增加到6.29,说明添加根系分泌物更有利于激活土壤真菌的生长活性[25].2.3根系分泌物对土壤微生物群落结构的影响2.3.1对群落组成的影响磷脂脂肪酸(PLFA)是所有微生物细胞膜磷脂的组分,具有结构多样性和较高的生物学特异性,是微生物分类的主要依据,并作为重要生物标记物(biomarker)广泛应用于土壤微生物群落组成和结构多样性研究.图3为实验期间根系分泌物对OCPs污染土壤(199.42mg·kg-1)中根际微生物PLFA的影响.可以看出,在根系分泌物浓缩液的添加剂量(30mL)相同的条件下,“根际”土壤(TR2)中土壤微生物PLFA量以细菌最多,真菌次之,放线菌、丛枝菌根真菌的PLFA量相对较少.实验期间,细菌PLFA随着根系分泌物添加量的增加而递增,但添加至30~50mL时,种群数量变化差异不显著(p>0.05).相比之下,根系分泌物浓缩液对“根际”土壤(TR2)中真菌PLFA的影响幅度较细菌剧烈.随着浓缩液添加剂量的增加,真菌PLFA急剧递增,不同剂量间差异显著(p<0.05);分泌物浓缩液对丛枝菌根真菌影响程度的较为缓和,不同剂量水平下“根际”土壤(TR2)中PLFA(0.33~0.41μg·kg-1,平均值w=0.386μg·kg-1)与没有添加根系分泌物的参比组(0.36μg·kg-1)差异不明显.上述现象可能与以下因素有关:作为细菌生长所必需的主要碳源、氮源之一,根系分泌物的添加剂量较少时能激发“根际”土壤(TR2)中细菌的生长活性;添加剂量较多时,分泌物中的有机酸势必对部分中性或嗜碱性细菌、以及不耐酸的放线菌产生抑制作用.相比之下,真菌、丛枝菌根真菌的耐酸性能相对较强,,根系分

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 潘声旺;刘灿;黄方玉;;黑麦草根系分泌物对根际微生物降解有机氯农药的效应[J];福建农业学报;2016年08期

2 潘声旺;刘灿;黄方玉;;根系分泌物对土壤中有机氯农药降解的强化效应及其作用机制[J];成都大学学报(自然科学版);2016年02期

3 潘声旺;袁馨;刘灿;李亚阑;杨婷;唐海云;;苯并[α]芘对不同修复潜力羊茅属植物的根系分泌物中几种低分子量有机物的影响[J];植物生态学报;2016年06期

4 马琨;杨桂丽;马玲;汪春明;魏常慧;代晓华;何文寿;;间作栽培对连作马铃薯根际土壤微生物群落的影响[J];生态学报;2016年10期

5 吴林坤;林向民;林文雄;;根系分泌物介导下植物-土壤-微生物互作关系研究进展与展望[J];植物生态学报;2014年03期

6 谢晓梅;廖敏;杨静;;黑麦草根系分泌物剂量对污染土壤芘降解和土壤微生物的影响[J];应用生态学报;2011年10期

7 胡春华;周文斌;易纯;肖化云;王毛兰;;环鄱阳湖区蔬菜地土壤中有机氯农药分布特征及生态风险评价[J];农业环境科学学报;2011年03期

8 潘声旺;吴云霄;罗竞红;李玲;;成都城区蔬菜地土壤中农药残留及其分布特征[J];生态环境学报;2011年03期

9 袁馨;魏世强;潘声旺;;苏丹草对土壤中菲芘的修复作用[J];农业环境科学学报;2009年07期

10 ;The Removal and Remediation of Phenanthrene and Pyrene in Soil by Mixed Cropping of Alfalfa and Rape[J];Agricultural Sciences in China;2008年11期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 周贤玉;唐艺玲;王志国;王建武;;减量施氮与间作模式对甜玉米AMF侵染和大豆结瘤及作物氮磷吸收的影响[J];中国生态农业学报;2017年08期

2 孙秀秀;贺超兴;李衍素;于贤昌;;AM真菌对黄瓜根围土壤微生物群落功能的影响[J];菌物学报;2017年07期

3 潘声旺;雷志华;吴云霄;杨丽娟;何茂萍;曹生宪;;根系分泌物在有机氯农药残留降解过程中的作用[J];云南大学学报(自然科学版);2017年04期

4 李强;刘国彬;张正;马春艳;白芸;张晨晨;;黄土风沙区根系强化抗冲性土体构型的定量化研究[J];中国水土保持科学;2017年03期

5 李越;曹瑾;汪春明;马玲;马琨;;蚕豆间作栽培对连作马铃薯根际土壤微生物的影响[J];农业科学研究;2017年02期

6 杜春凤;曹瑾;马琨;代晓华;何文寿;;间套作栽培作物种间关系研究进展[J];农业科学研究;2017年02期

7 陆茜;张金池;孟苗婧;;长期连栽杨树林根际土壤自毒作用的生物测定[J];生态学报;2017年12期

8 刘晋波;呼世斌;李晓娜;许晓玲;梁晓萍;何仕涛;;蚯蚓粪对油葵修复菲污染土壤的强化作用[J];环境工程;2017年06期

9 张东艳;王军;杨水平;张雪;刘京;赵建;何大敏;杨红军;莫静静;苟剑渝;赵新梅;蒋卫;丁伟;陈大霞;;玄参与烟草间作对土壤细菌群落结构的影响[J];草业学报;2017年06期

10 冯乙晴;刘灵飞;肖辉林;吴启堂;;深圳市典型工业区土壤重金属污染特征及健康风险评价[J];生态环境学报;2017年06期

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘静;周美利;张楠;陈国平;赵瑞瑞;高鑫;石福臣;;多环芳烃菲和芘对互花米草生长和生理特征的影响[J];南开大学学报(自然科学版);2015年01期

2 吴林坤;林向民;林文雄;;根系分泌物介导下植物-土壤-微生物互作关系研究进展与展望[J];植物生态学报;2014年03期

3 王海翠;胡林林;李敏;陈为峰;王莹;周佳佳;;多环芳烃(PAHs)对油菜生长的影响及其积累效应[J];植物生态学报;2013年12期

4 林茂兹;王海斌;林辉锋;;太子参连作对根际土壤微生物的影响[J];生态学杂志;2012年01期

5 谢晓梅;廖敏;杨静;;芘对黑麦草根系几种低分子量有机分泌物的影响[J];生态学报;2011年24期

6 谢晓梅;廖敏;杨静;;黑麦草根系分泌物剂量对污染土壤芘降解和土壤微生物的影响[J];应用生态学报;2011年10期

7 刘玉;周璐璐;;8种植物叶片对城市大气苯并(a)芘(BaP)的吸收比较[J];城市环境与城市生态;2011年04期

8 胡春华;周文斌;易纯;肖化云;王毛兰;;环鄱阳湖区蔬菜地土壤中有机氯农药分布特征及生态风险评价[J];农业环境科学学报;2011年03期

9 潘声旺;吴云霄;罗竞红;李玲;;成都城区蔬菜地土壤中农药残留及其分布特征[J];生态环境学报;2011年03期

10 王铁宇;金广远;吕永龙;颜丽;胡文友;;北京官厅水库周边农药类POPs暴露的土壤生态效应研究[J];生态毒理学报;2011年01期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 郭平;王瑾;康春莉;顾斌;刘德敏;林学钰;;根系分泌物对五氯酚的增溶作用和影响机制[J];环境化学;2009年04期

2 谢晓梅;廖敏;杨静;;黑麦草根系分泌物剂量对污染土壤芘降解和土壤微生物的影响[J];应用生态学报;2011年10期

3 旷远文,温达志,钟传文,周国逸;根系分泌物及其在植物修复中的作用[J];植物生态学报;2003年05期

4 孙浩元,王玉柱,杨丽;几种经济林树种根系分泌物主要成分的GC-MS分析(英文)[J];Journal of Forestry Research;2003年02期

5 陆松柳;胡洪营;孙迎雪;杨佳;;3种湿地植物在水培条件下的生长状况及根系分泌物研究[J];环境科学;2009年07期

6 马红亮,朱建国,谢祖彬;大气CO_2浓度升高对植物—土壤系统地下过程影响的研究[J];土壤;2003年06期

7 杨艳;凌婉婷;高彦征;任丽丽;张翼;陈冬升;;几种多环芳烃的植物吸收作用及其对根系分泌物的影响[J];环境科学学报;2010年03期

8 朱静平;程凯;;3种水培植物根系分泌的有机酸对氮循环菌的影响[J];环境工程学报;2011年09期

9 洪常青,聂艳丽;根系分泌物及其在植物营养中的作用[J];生态环境;2003年04期

10 于会泳;申国明;高欣欣;;烟草根系分泌物的GC-MS检测[J];中国烟草学报;2013年04期

相关会议论文 前4条

1 孙冰清;高彦征;;根系分泌物及其不同组分对土壤中PAHs有效性的影响[A];面向未来的土壤科学(下册)——中国土壤学会第十二次全国会员代表大会暨第九届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集[C];2012年

2 卢豪良;严重玲;刘景春;;秋茄(Kandelia candel(L))根系分泌的低分子量有机酸及其对根际镉形态的影响[A];第四届中国红树林学术会议论文摘要集[C];2008年

3 王玉萍;赵杨景;杨峻山;;紫苏、薏苡根系分泌物对西洋参胚根生长的影响及化学成分初步研究[A];中国第二届植物化感作用学术研讨会暨中国植物保护学会植物化感作用专业委员会成立大会论文摘要集[C];2005年

4 周宝利;姜荷;;嫁接茄子抗黄萎病特性与根系分泌物关系的研究[A];中国园艺学会第九届学术年会论文集[C];2001年

相关重要报纸文章 前1条

1 范建邋桂熙娟;蚕豆根系分泌物可促磷的活化[N];科技日报;2007年

相关博士学位论文 前1条

1 耿贵;作物根系分泌物对土壤碳、氮含量、微生物数量和酶活性的影响[D];沈阳农业大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 王姣龙;4种绿化树种根系分泌物对多环芳烃胁迫的响应[D];中南林业科技大学;2015年

2 曾贞;异性邻株对青杨雌雄植株根的生长及其分泌物成分的影响[D];西华师范大学;2016年

3 竺诗慧;同性或异性植株根系分泌物对青杨生长的影响[D];西华师范大学;2016年

4 冯海超;根系分泌物组分与SQR9基因转录的相关性分析及其趋化与成膜的影响[D];南京农业大学;2015年

5 郜红建;镧对水稻根系分泌物的影响[D];安徽农业大学;2002年

6 孔维超;根系分泌物成分对邻苯二甲酸二乙酯吸附行为影响的研究[D];山东农业大学;2009年

7 王瑾;根系分泌物对有机污染物PCP溶解性影响研究[D];吉林大学;2008年

8 陈薇薇;根系分泌物对土壤吸附五氯酚(PCP)的影响及其机理研究[D];吉林大学;2008年

9 任丽丽;根系分泌物对土壤中多环芳烃的活化作用[D];南京农业大学;2009年

10 李雪莲;东南景天镉超积累生态型根系分泌物的研究[D];浙江大学;2011年



本文编号:2562514

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/2562514.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户8da38***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com