硅酸鹽菌劑對污染水稻土中硅、砷有效性的影響.pdf

1、近年來我國農(nóng)田土壤重金屬污染較為嚴重，其中重金屬可經(jīng)過植物的吸收和轉運進入食物鏈對人類身體健康構成威脅。對于砷污染土壤的修復，主要有三種方式:物理修復，化學修復和生物修復。在生物修復中微生物修復具有更安全、成本低、高效和對環(huán)境友好的特點?；诖?，本研究以砷污染水稻土和硅酸鹽菌劑（含膠質(zhì)芽孢桿菌）為主要研究對象，采用搖瓶試驗和土壤培養(yǎng)的方法，研究了硅酸鹽細菌對污染水稻土中硅、砷有效性的影響，并篩選了菌劑的適宜添加量，以及硅酸鹽菌劑對砷在污

2、染土壤—小麥體系中遷移累積的影響。主要研究結果如下:
　　采用搖床短期培養(yǎng)和梯度長期土壤培養(yǎng)方法，以自然土和砷污染土為研究對象，研究硅酸鹽菌劑對砷污染土壤固相中砷、硅向液相釋放或遷移的影響效應，并篩選調(diào)控土壤砷有效性的菌劑適宜添加量。結果表明，添加硅酸鹽菌劑處理的自然土、砷污染土的土壤浸提液中As濃度較CK（滅菌培養(yǎng)基）分別降低了92.8％和65.5％;較硅酸鹽菌劑的滅菌菌液處理分別降低了54.4％和37.0％，這說明硅酸鹽菌劑對

3、土壤中砷有鈍化作用，降低了土壤中砷的活性;自然土、污染土的土壤浸提液中Si濃度較CK（滅菌培養(yǎng)基）分別降低了40.6％和53.5％，較滅菌菌液分別降低了42.5％和54.3％，即硅酸鹽菌劑也降低了土壤固相硅向液相的釋放。另外，梯度長期土壤培養(yǎng)試驗結果表明，添加菌劑量在10～100mL的范圍內(nèi)，土壤溶液中硅濃度并沒有隨著菌劑量的增加而增加，而添加10 mL菌劑的處理土壤溶液中As濃度較添加菌劑50，100mL處理分別降低了29.3％和85

4、.6‰因此鈍化污染土中砷活性的硅酸鹽菌劑適宜用量為10mL。
　　采用砷污染區(qū)水稻土，通過土壤培養(yǎng)方法探索了淹水和干濕交替水分管理模式下，添加外源菌劑（含有膠質(zhì)芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌）對土壤中硅、砷有效性的影響。結果表明，干濕交替培養(yǎng)條件下，添加混合菌劑及其滅菌菌液處理的土壤溶液中硅濃度分別比對照(CK)增加了18.7％～23.2％和19.2％～43.0％，這說明外源菌劑促進了土壤固相中硅向液相的釋放。同時，添加混合菌劑及其滅菌菌

5、液處理的土壤溶液中砷濃度分別比CK降低了13.6％～25.0％和22.7％～29.6％，土壤中有效砷濃度比CK分別降低了21.0％和15.7％，這說明外源菌劑降低了土壤中砷的有效性;但是在淹水培養(yǎng)條件下，外源菌劑中的微生物對土壤中硅、砷有效性影響不明顯;此外，研究結果還顯示土壤溶液中硅、砷濃度之間存在顯著的負相關關系（r淹水=-0.853，r干濕交普=-0.455，P＜0.05）。綜上所述，干濕交替的水分管理模式下外源添加含有膠質(zhì)芽孢桿

6、菌和巨大芽孢桿菌的菌劑可促進硅從土壤固相到土壤溶液的釋放并降低了土壤中砷的有效性。
　　在以上研究的基礎上，采用砷污染水稻土，通過小麥的土壤培養(yǎng)試驗探索了在種植物和不種植物兩種情況下分別添加外源菌劑對土壤中硅、砷有效性及小麥中硅、砷累積的影響。通過向土壤中添加硅酸鹽菌劑（含膠質(zhì)芽孢桿菌），巨大菌劑（含有巨大芽孢桿菌），混合菌劑（含有膠質(zhì)芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌）及其各滅菌菌液，研究發(fā)現(xiàn)添加混合菌劑處理的小麥植株Si累積量較硅酸鹽菌劑

7、、巨大菌劑處理分別增加了88.2％和25.7％;添加的各菌劑及其滅菌菌液處理的小麥植株中As累積量均低于CK（滅菌水），最大降幅為72.8％，說明外源菌劑的添加能夠阻止土壤中可溶態(tài)砷向植物的遷移，并且添加混合菌劑處理的小麥植株As累積量較硅酸鹽菌劑、巨大菌劑處理分別降低了21.0％和54.5％，說明混合菌劑的添加不僅可以增強小麥對Si的吸收，還可降低對As在小麥中的累積。
　　綜上所述，硅酸鹽菌劑對土壤中有效砷具有鈍化作用，并降低