矿物油污染土壤的菌根生物修复研究

摘要

该文对外生菌根真菌(ECM)在纯培养及与植物共生情况下对矿物油的降解效果进行了研究,比较了不同接种条件、不同接种方式对土壤矿物油降解率的影响,筛选出了植物与外生菌根真菌的最佳降解组合,并探讨了外生菌根真菌与专性降解菌、固氮菌、VA菌的联合降解效应.对外生菌根真菌促进降解的原因及对土壤酶活性的影响也进行了研究.研究结果表明,筛选出的的4种外生菌根真菌均可以矿物油作为唯一碳源和能源而使矿物油得到降解.培养基种类对外生菌根真菌的生物量和降解矿物油的能力有显著影响,以有机氮作为氮源,尤其是提供少量容易利用的碳源作为启动碳源将大大提高其生物量和矿物油降解率.随着油浓度的增加,菌体生物量呈现波动性变化,低浓度刺激生长,高浓度抑制.矿物油对小麦和苜蓿种子的萌发和生长有明显的抑制作用,随着油浓度增加,抑制作用增强.在二者的各项指标中,根或根与下胚轴的干重均随油浓度增加呈现规律性下降,故可作为衡量土壤矿物油污染程度的较稳定指标.在高浓度(10000ppm)矿物油污染土壤上,外生菌根真菌仍然可侵染植物形成菌根.菌根化植物的矿物油降解率及抗干旱、抗低温能力明显增强,并可持续发挥有益作用,第二年某些共生组合可使油浓度降至正常水平.在单接种中,刺槐与E2菌,白蜡与E4,垂柳与E4菌为最佳降解组合.盆栽和田间实验均表明,外生菌根真菌混合接种的降解效果好于单接种和双接种.不施肥接种的降解效果好于施肥接种.灭菌接种使矿物油降解率有所提高,但效果不十分显著.灭菌处理使土壤真菌、细菌数量增加,土壤过氧化物酶、过氧化氢酶活性提高,这可能是其降解率提高的主要原因.外生菌根真菌与专性降解菌联合接种对植物生长的促进作用及对矿物油的降解效果因植物而异,与固氮菌联合接种则抑制植物生长,降解效果低于单独接种.接种外生菌根真菌可明显提高植物生物量和矿物油降解率,降解率最高比对照增加32.3﹪.无论对内生或内外生菌根植物,接种ECM菌都使土壤中细菌数量明显上升,说明接种ECM菌使土壤微生物数量增加是其促进降解的主要原因.接种ECM菌使土壤的酸性磷酸酶、过氧化物酶活性增加,多酚氧化酶活性降低,说明接种ECM菌可促进土壤有机污染物的转化、提高土壤肥力水平.研究结果为矿物油污染土壤的菌根生物修复提供了理论指导和科学依据,为菌根技术在有机污染土壤生物修复中的应用提供了借鉴.

目录

文摘

英文文摘

引言

1矿物油污染土壤的途径及危害

1.1土壤中矿物油的来源、组成及其在土壤中的分布

1.2土壤矿物油的污染效应

1.3土壤矿物油的残留效应

2矿物油污染土壤的生物修复

2.1生物修复的发展历程

2.2生物修复的概念和特点

2.3生物修复的类型

2.4生物修复的技术方法

2.5矿物油污染土壤的生物修复研究进展

2.6影响土壤矿物油降解的因素

2.7矿物油污染土壤生物修复的强化措施

3一种新兴的生物修复方法—菌根生物修复

3.1菌根概述

3.2菌根研究发展概况

3.3菌根对植物的有益作用

3.4菌根在有机污染土壤生物修复中的作用

3.5菌根生物修复的作用机理

3.6菌根生物修复的优缺点

4菌根生物修复技术在沈抚污水灌区的应用前景

4.1沈抚污水灌区土壤污染现状

4.2菌根生物修复技术对解决沈抚灌区土壤污染问题的作用

4.3本课题研究的目的和意义

1纯培养外生菌根真菌对矿物油的降解效果及油对菌体生长的影响

1.1外生菌根真菌的筛选与培养

1.1.1外生菌根真菌的筛选与培养

1.1.2菌种培养与菌剂制备

1.2纯培养外生菌根真菌对矿物油的降解效果

1.2.1材料与方法

1.2.2结果与分析

1.3矿物油对外生菌根真菌生长的影响

1.3.1材料与方法

1.3.2结果与分析

1.4结论

2矿物油对小麦、苜蓿种子萌发及生长的影响

2.1矿物油对小麦种子萌发和生长的影响

2.1.1材料与方法

2.1.2结果与分析

2.2矿物油对苜蓿种子萌发和生长的影响

2.2.1材料与方法

2.2.2结果与分析

2.3结论

3盆栽菌根生物修复实验设计

3.1外生菌根真菌与植物最佳组合的筛选

3.1.1材料与方法

3.1.2结果与分析

3.1.3结论

3.2施肥量对接种白蜡降解效果的影响(最佳施肥量的确定)

3.2.1材料与方法

3.2.2结果与分析

3.2.3结论

3.3白蜡双接种及混合接种对土壤矿物油的降解效果

3.3.1材料与方法

3.3.2结果与分析

3.4灭菌与不灭菌条件下白蜡接种外生菌根真菌对土壤矿物油的降解效果

3.4.1材料与方法

3.4.2结果与分析

3.4.3结论

3.5外生菌根真菌与固氮菌、专性降解菌对土壤矿物油的联合降解

3.5.1材料与方法

3.5.2结果与分析

3.5.3结论

3.6内生菌根植物大豆、万寿菊接种外生菌根真菌对土壤矿物油的降解效果

3.6.1材料与方法

3.6.2结果与分析

4田间菌根生物修复实验设计

4.1蓖麻、苜蓿接种外生菌根真菌对矿物油污染土壤的修复效果

4.1.1材料与方法

4.1.2结果与分析

4.1.3结论

4.2外生菌根真菌与专性降解菌、VA菌对矿物油污染土壤的联合修复

4.2.1材料与方法

4.2.2结果与分析

4.2.3结论

4.3外生菌根真菌与固氮菌、VA菌对矿物油污染土壤的联合修复

4.3.1材料与方法

4.3.2结果与分析

4.3.3结论

4.4外生菌根真菌与固氮菌、专性降解细菌对矿物油污染土壤的联合修复

4.4.1材料与方法

4.4.2结果与分析

5接种外生菌根真菌对矿物油污染土壤酶活性的影响

5.1不同施肥条件下蓖麻、苜蓿接种外生菌根真菌对土壤酶活性的影响

5.1.1材料与方法

5.1.2实验结果与分析

5.2灭菌与非灭菌条件下白蜡接种外生菌根真菌对土壤酶活性的影响

5.2.1材料与方法

5.2.2实验结果与分析

5.3结论

6结论

参考文献

附录

致谢