野大豆-根瘤菌共生固氮体系联合石油降解菌修复石油污染土壤的研究

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随着世界经济发展的步伐越来越快,对能源的需要量也将愈来愈大。石油作为一个巨大的能量产物,其供应量也在逐渐增加,这也必然会在石油开发和使用过程中产生一些泄漏和污染土壤的状况,同时由于资源利用程度的提高以及政府监督管理不力等因素,土壤环境污染的状况也将逐渐的加剧。所以在生态恢复中,土壤石油污染问题一直是一大难点。本研究课题通过植物修复与微生物修复结合的方法,在盆栽试验中将野大豆-根瘤细菌共生体系和筛出的高效石油降解细菌建立共同修复系统,并针对石油污染的环境进行了修复。植物-微生物结合修复方法相比于常规的物理、化学修复方法而言,有着对环境污染更加绿色、经济和稳定的好处,并且还具有单一生物修复的优势,从而能获得了更佳的环境修复效果。具体研究结论包括以下几点:1.采集黄河三角洲地区胜利油田采油井附近长期受石油污染的土壤,对石油污染土壤进行富集、分离和筛选,共筛选出6株对石油有降解效果的菌株。通过测定不同编号菌株的石油降解率,发现编号为SYJ-9的菌株石油降解率最大为58.7%,通过生理生化实验和16S r RNA基因测序,鉴定其为铜绿假单胞菌属(Pseudomonas aeruginosa)。2.针对筛选出的高效石油降解菌SYJ-9,探究其在室内条件下的石油降解特性,为在不同环境下的应用提供参考。研究发现菌株SYJ-9在35℃时石油降解率最大为65.2%;在p H 7.5时有最大降解率为67.2%和最大的OD600值为1.637;在盐度0.5%时有最大降解率为68.3%和最大的OD600值为1.444;在石油浓度500 mg/L时,有最大的降解率为69.2%和最大的OD600的值为1.147。将菌株SYJ-9在最适降解条件下进行试验,发现其在第14 d时的石油降解率为68.3%,随着继续培养,菌株的降解率增幅减弱,表明14 d为最佳降解时间。3.通过从黄河三角洲地区筛选出优良的野大豆(Glycine ussuriensis)和根瘤菌菌株,将SYJ-9制作成菌剂,将菌剂和野大豆-根瘤菌构建成联合修复体系,通过设置不同的盆栽试验处理组,进而评估联合修复的效果。结果表明,在四个取样时期联合修复处理组土壤中石油降解率分别为33.7%、46.5%、56.4%和62.4%,各取样时间点降解率均大于菌剂处理组、野大豆-根瘤菌处理组处理,表明联合修复的效果比单一的修复效果要更好,对土壤中石油污染物的降解效果更高。4.通过对土壤中微生物群落组成进行分析,结果显示菌剂处理组相较于空白处理组的假单胞菌属(Pseudomonas)相对丰度值较高;野大豆-根瘤菌处理组中,根瘤菌属(Rhizobium)则占有一定的丰度值;而在联合修复体系中,假单胞菌属和根瘤菌属都有较高的丰度值,且各处理组之间差异性显著(P<0.05),推测正是由于联合修复处理组中的假单胞菌属和根瘤菌属的微生物大量存在强化了该处理组土壤中石油的降解效果。
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