外源重金属铅和镉对土壤生物活性及微生物群落多样性的影响研究
发布时间：2023-03-12 01:52
随着经济的快速发展,工业“三废”的大量排放及农药化肥的不合理使用,重金属污染问题日趋凸显出来,重金属污染影响了土壤质量和农产品安全,对人类健康产生严重威胁。本研究以我国南北地区两种代表性的土壤(江西红壤-酸性土壤和杨凌塿土-石灰性土壤)为研究对象,外源添加当前污染较严重的铅和镉两种重金属布置小区试验,于添加3年后分别在不同季节(冬季和夏季)采样,研究了铅、镉对两种不同性质土壤中土壤酶和微生物量的影响。利用Illumina MiSeq高通量测序技术,重点对冬、夏季铅和镉胁迫下塿土中的细菌群落结构进行了测序及统计分析,揭示了细菌群落对铅和镉不同的响应;采用平板筛选法,驯化分离出对铅具有较强抗性的菌株4个,其中真菌2株(编号为:Pb-W,Pb-9),放线菌2株(编号为:X-53,X-68),初步研究了这4个菌株的生长特性及对铅的去除吸附效果。本研究揭示了不同类型土壤中铅和镉对土壤生物指标及微生物群落多样性的影响,为建立重金属污染早期预警指标及重金属铅污染土壤的生物修复提供理论依据和技术支持。本文取得的主要结论如下:(1)对比冬、夏季两种土壤中微生物量碳、微生物商的含量发现:重金属铅、镉处理与...
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 重金属污染概述
1.1.2 重金属污染现状
1.1.3 土壤重金属铅、镉污染来源及危害
1.1.4 重金属对土壤的危害
1.2 选题依据
1.2.1 土壤微生物种类的选择及其功能
1.2.2 评价土壤质量的微生物学指标
1.2.3 微生物技术对重金属污染土壤的修复
1.3 国内外研究进展
1.3.1 重金属对微生物量的影响
1.3.2 重金属对土壤酶活性的影响
1.3.3 重金属对土壤微生物群落结构组成和多样性的影响
1.3.4 重金属化学形态对土壤微生物的影响
1.3.5 土壤微生物群落多样性研究方法及进展
1.3.6 微生物修复技术的研究进展
1.4 研究目的及意义
1.5 研究内容
1.5.1 重金属铅和镉对微生物量及土壤酶的影响研究
1.5.2 重金属铅和镉对冬、夏季塿土微生物多样性的影响研究
1.5.3 重金属铅抗性菌株生长特性及其对铅去除和吸附效果的研究
1.6 技术路线图
第二章 重金属铅和镉对微生物量及土壤酶活性的影响研究
2.1 材料与方法
2.1.1 试验地概况
2.1.2 试验设计
2.1.3 测定指标与方法
2.2 结果与分析
2.2.1 重金属铅和镉对土壤微生物量的影响
2.2.2 重金属铅和镉对土壤酶的影响
2.3 讨论
2.4 结论
第三章 铅污染对塿土细菌多样性和群落结构的影响
3.1 材料与方法
3.1.1 试验土壤来源
3.1.2 土壤样品基本理化性质及重金属含量测定
3.1.3 DNA提取、PCR扩增和序列分析
3.1.4 数据分析
3.2 结果与分析
3.2.1 土壤基本理化性质及重金属含量
3.2.2 铅对细菌群落组成的影响及细菌部分特征
3.2.3 细菌在门水平上的分类
3.2.4 细菌在纲水平上的分类
3.2.5 细菌在目水平上的分类
3.2.6 细菌在科水平上的分类
3.2.7 组间差异物种分析
3.2.8 微生物群落结构与环境因素的相关性分析
3.3 讨论
3.4 结论
第四章 镉污染对塿土细菌多样性和群落结构的影响
4.1 材料方法
4.1.1 试验土壤来源
4.1.2 土壤样品基本理化性质及重金属含量测定
4.1.3 DNA提取、PCR扩增和序列分析
4.1.4 数据分析
4.2 结果与分析
4.2.1 土壤基本理化性质及重金属含量
4.2.2 镉对细菌群落组成的影响及细菌部分特征
4.2.3 细菌在门水平上的分类
4.2.4 细菌在属水平上的分类
4.2.5 细菌群落结构
4.2.6 影响细菌群落结构变化的因素
4.3 讨论
4.4 结论
第五章 耐铅微生物的筛选鉴定和生长特性的研究
5.1 实验材料
5.1.1 实验试剂
5.1.2 培养基的配制
5.2 主要仪器设备
5.3 实验内容及方法
5.3.1 耐铅微生物的筛选
5.3.2 耐铅微生物的最大抗性水平研究
5.3.3 耐铅微生物的分子生物学鉴定
5.3.4 耐铅微生物的生长特性分析
5.3.5 微生物对Pb2+的去除率研究
5.3.6 微生物对Pb2+的吸附研究
5.4 结果与讨论
5.4.1 耐铅菌株的基本特征
5.4.2 耐铅微生物的最大抗性水平研究
5.4.3 耐铅微生物的分子生物学鉴定
5.4.4 耐铅微生物的生长特性分析
5.4.5 微生物对Pb2+去除效果分析
5.4.6 微生物对Pb2+的吸附效果分析
5.4.7 微生物对Pb2+去除率和吸附率的比较
5.5 讨论
5.6 结论
第六章 结论与展望
6.1 本研究的主要结论
6.1.1 铅和镉对微生物量碳、氮及土壤酶的影响
6.1.2 铅污染对塿土壤细菌多样性和群落结构的影响
6.1.3 镉污染对塿土细菌多样性和群落结构的影响
6.1.4 耐铅微生物的筛选鉴定和生长特性的研究
6.2 本研究的主要创新点
6.3 本研究的局限及进一步研究设想
参考文献
附录
致谢
作者简介
本文编号：3760693
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 重金属污染概述
1.1.2 重金属污染现状
1.1.3 土壤重金属铅、镉污染来源及危害
1.1.4 重金属对土壤的危害
1.2 选题依据
1.2.1 土壤微生物种类的选择及其功能
1.2.2 评价土壤质量的微生物学指标
1.2.3 微生物技术对重金属污染土壤的修复
1.3 国内外研究进展
1.3.1 重金属对微生物量的影响
1.3.2 重金属对土壤酶活性的影响
1.3.3 重金属对土壤微生物群落结构组成和多样性的影响
1.3.4 重金属化学形态对土壤微生物的影响
1.3.5 土壤微生物群落多样性研究方法及进展
1.3.6 微生物修复技术的研究进展
1.4 研究目的及意义
1.5 研究内容
1.5.1 重金属铅和镉对微生物量及土壤酶的影响研究
1.5.2 重金属铅和镉对冬、夏季塿土微生物多样性的影响研究
1.5.3 重金属铅抗性菌株生长特性及其对铅去除和吸附效果的研究
1.6 技术路线图
第二章 重金属铅和镉对微生物量及土壤酶活性的影响研究
2.1 材料与方法
2.1.1 试验地概况
2.1.2 试验设计
2.1.3 测定指标与方法
2.2 结果与分析
2.2.1 重金属铅和镉对土壤微生物量的影响
2.2.2 重金属铅和镉对土壤酶的影响
2.3 讨论
2.4 结论
第三章 铅污染对塿土细菌多样性和群落结构的影响
3.1 材料与方法
3.1.1 试验土壤来源
3.1.2 土壤样品基本理化性质及重金属含量测定
3.1.3 DNA提取、PCR扩增和序列分析
3.1.4 数据分析
3.2 结果与分析
3.2.1 土壤基本理化性质及重金属含量
3.2.2 铅对细菌群落组成的影响及细菌部分特征
3.2.3 细菌在门水平上的分类
3.2.4 细菌在纲水平上的分类
3.2.5 细菌在目水平上的分类
3.2.6 细菌在科水平上的分类
3.2.7 组间差异物种分析
3.2.8 微生物群落结构与环境因素的相关性分析
3.3 讨论
3.4 结论
第四章 镉污染对塿土细菌多样性和群落结构的影响
4.1 材料方法
4.1.1 试验土壤来源
4.1.2 土壤样品基本理化性质及重金属含量测定
4.1.3 DNA提取、PCR扩增和序列分析
4.1.4 数据分析
4.2 结果与分析
4.2.1 土壤基本理化性质及重金属含量
4.2.2 镉对细菌群落组成的影响及细菌部分特征
4.2.3 细菌在门水平上的分类
4.2.4 细菌在属水平上的分类
4.2.5 细菌群落结构
4.2.6 影响细菌群落结构变化的因素
4.3 讨论
4.4 结论
第五章 耐铅微生物的筛选鉴定和生长特性的研究
5.1 实验材料
5.1.1 实验试剂
5.1.2 培养基的配制
5.2 主要仪器设备
5.3 实验内容及方法
5.3.1 耐铅微生物的筛选
5.3.2 耐铅微生物的最大抗性水平研究
5.3.3 耐铅微生物的分子生物学鉴定
5.3.4 耐铅微生物的生长特性分析
5.3.5 微生物对Pb2+的去除率研究
5.3.6 微生物对Pb2+的吸附研究
5.4 结果与讨论
5.4.1 耐铅菌株的基本特征
5.4.2 耐铅微生物的最大抗性水平研究
5.4.3 耐铅微生物的分子生物学鉴定
5.4.4 耐铅微生物的生长特性分析
5.4.5 微生物对Pb2+去除效果分析
5.4.6 微生物对Pb2+的吸附效果分析
5.4.7 微生物对Pb2+去除率和吸附率的比较
5.5 讨论
5.6 结论
第六章 结论与展望
6.1 本研究的主要结论
6.1.1 铅和镉对微生物量碳、氮及土壤酶的影响
6.1.2 铅污染对塿土壤细菌多样性和群落结构的影响
6.1.3 镉污染对塿土细菌多样性和群落结构的影响
6.1.4 耐铅微生物的筛选鉴定和生长特性的研究
6.2 本研究的主要创新点
6.3 本研究的局限及进一步研究设想
参考文献
附录
致谢
作者简介
本文编号：3760693
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