【摘 要】
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采用Biolog方法研究了砷(As)矿区农田土壤微生物碳源利用多样性及其与土壤化学性质的关系.取样地点位于湖南省石门县雄黄矿(29°38′N,111°02′ E)附近的农田.该地区雄黄矿以蕴含丰富的雄黄(As4S4)资源而闻名世界,为亚洲最大的雄黄矿区,已有1500多年开采历史.1958年后开始大规模开采和冶炼,然而,开采冶炼排放的废气、废渣对当地造成了长期的、严重的污染.研究结果表明,3种土壤的
【机 构】
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江苏省中国科学院植物研究所,南京210014 中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点
【出 处】
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中国土壤学会第十二届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
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采用Biolog方法研究了砷(As)矿区农田土壤微生物碳源利用多样性及其与土壤化学性质的关系.取样地点位于湖南省石门县雄黄矿(29°38′N,111°02′ E)附近的农田.该地区雄黄矿以蕴含丰富的雄黄(As4S4)资源而闻名世界,为亚洲最大的雄黄矿区,已有1500多年开采历史.1958年后开始大规模开采和冶炼,然而,开采冶炼排放的废气、废渣对当地造成了长期的、严重的污染.研究结果表明,3种土壤的全As含量分别为6.13 mg· kg-1、65.55 mg· kg-1、165.43 mg· kg-1,方差分析表明三者存在显著差异(P=0.000).根据国家土壤环境质量标准,pH＜6.5的旱地土壤,As的一级标准是≤15 mg· kg-1,二级标准是≤ 40 mg· kg-1.因此,本研究中,低As土壤的总As含量低于一级标准,中As土壤的总As含量高于二级标准,而高As土壤的总As含量远远超过国家三级标准.此外,3种土壤的全Cd含量均远高于国家三级标准(1.0 mg·kg-1).可见,与其他金属矿区相似,湖南石门As矿区同样存在重金属的复合污染问题.此外,3种土壤的N、P、K、有机质(OM)、Cu和Zn全量依次为中As＞高As＞低As土壤.中As与高As土壤微生物平均吸光度(AWCD)以及多样性指数(H、D、U)显著高于低As土壤.主成分分析与生理碳代谢指纹图谱分析表明,中As和高As土壤微生物对糖类(α-D-吡喃葡萄糖、D-木糖、赤藓糖醇)、氨基酸类(L-精氨酸、L-苯丙氨酸)、羧酸类(γ-羟丁酸)等碳源的利用程度显著高于低As土壤.相关性分析表明,土壤微生物的代谢多样性指数与土壤TN、TP和OM含量呈极显著正相关.而且,典范对应分析显示,影响土壤微生物群落碳源代谢的主要有全P、OM、全Pb、全Zn、全N与pH,而全As并不是最主要的影响因子.可见,土壤中丰富的N、P等营养元素和碳源物质,为微生物的生长与繁衍提供了丰富的能源与碳源,从而提高其新陈代谢水平和活性.因而,养分是影响长期污染土壤微生物群落结构与功能多样性的主要因素.
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