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五氯酚及其钠盐作为常用的血吸虫中间宿主(钉螺)杀虫剂,曾在长江中下游地区大面积持续使用,由于五氯酚化学性质稳定、残效期长,大量积蓄于水体、底泥、土壤及部分食品中,造成了药物防螺区域土壤和水体的严重污染,破坏了药物防螺区的生态平衡。因此寻找经济、有效、安全的植物修复技术,对控制PCP进入食物链及其循环、修复受PCP污染的环境、以及保证农业的可持续发展等,具有重要的理论和实践意义。 本课题通过温室根箱试验,利用杨树(127杨)对五氯酚污染土壤进行修复,采用HPLC、氯仿熏蒸、biolog、土壤酶测定等技术和方法相结合的方式较为全面的研究了外源添加硫磺粉、硫酸亚铁和石灰作为土壤酸碱调节剂条件下杨树根际和非根际土壤中五氯酚的降解规律及土壤微生物量碳、土壤微生物功能多样性及土壤酶的动态响应。得到以下主要研究结论: 1.温室根箱树木修复实验表明,杨树对土壤中PCP的降解有良好的修复潜力,并有显著的根际效应。杨树修复组根际的最高降解率可达86.96%,其中硫磺粉(S)处理组降解效果最差,硫酸亚铁(Fe)处理(中性土壤)和YT处理(微碱性土壤)中的降解效果较好。 2.在植物与微生物的共存体系下,根际环境能够显著促进土壤微生物量的增长,硫磺粉(S)处理在五氯酚胁迫下的SMBC增长最慢。SMBC与PCP残留具有一定的相关性,可以作为反映PCP降解机制的微生物学指标。 3.AWCD分析结果表明杨树根际分泌物大量进入土壤,显著的促进了根际微生物活性。在杨树修复五氯酚污染土壤前期(0-60d),不同酸碱调节剂对根际土壤微生物的活性有显著影响,其中硫磺粉处理对土壤微生物活性最为不利,但随着修复时间的推移(60-120d),其影响逐渐减弱。指数计算表明杨树修复明显增加根际土壤微生物的丰富度,而空白组呈相反趋势;土壤酸碱调节剂对杨树修复过程中土壤微生物群落优势度和均一性没有显著的影响。主成分得分系数与31种碳源吸光值的相关分析结果显示糖类、羧酸类和氨基酸类是导致杨树根际土壤微生物群落变化的敏感碳源类型。 4.在植物根系分泌物及微生物的相互作用下,脲酶和蔗糖酶都有显著的根际效应;杨树树木修复过程中根际土壤中脲酶活性在0-120d的培养期内呈现“激活—抑制—激活”效应;而土壤蔗糖酶活性一直呈现增长的趋势,蔗糖酶分别与PCP残留量和SMBC有显著相关性,可以作为PCP污染土壤质量变化的敏感性指标。