石油污染胁迫下植株根区土壤微生物多样性分析

【目的】研究在不同石油污染胁迫水平下,适合陕西延安气候与土壤条件的4种耐性植株根区土壤微生物多样性的变化。【方法】采用室外盆栽模拟法,在含0,5,10,15和20g/kg石油的土壤中栽植油松、沙棘、刺槐、紫穗槐4种植株,待苗木生长6个月后采集其根区周围土壤,采用微生物平板培养法、酸碱滴定法及Biolog微平板法,从微生物区系、呼吸强度及功能多样性角度,对不同石油污染胁迫水平下植株根区土壤的微生物多样性进行分析。【结果】栽植4种植株均能促进根区土壤微生物的生长,增加根区土壤微生物多样性;在高水平石油污染胁迫下,4种植株对根区土壤微生物的多样性具有保护作用,其中刺槐植株表现最为明显;5~10g/kg石油污染胁迫水平能刺激植株根区土壤微生物的生长,促进植株根区土壤微生物对碳源的利用;15~20g/kg石油污染胁迫水平对部分土壤微生物具有毒害作用,对根区土壤微生物的碳源利用有抑制作用,其中20g/kg石油污染胁迫水平的毒害及抑制作用最强。主成分分析结果显示,第1主成分将10g/kg石油污染胁迫水平与0,20g/kg石油污染胁迫水平的土壤微生物功能多样性明显区分开来,第2主成分将0g/kg石油污染胁迫水平与其他石油污染胁迫水平的土壤微生物功能多样性区分开来,其中影响第1主成分的碳源主要为多聚物类和氨基酸类,影响第2主成分的碳源主要为碳水化合物类。【结论】4种植株均能有效提高石油污染胁迫下根区土壤微生物的多样性;5~10g/kg石油污染胁迫水平能提高土壤微生物多样性;15~20g/kg石油污染胁迫水平降低了土壤微生物多样性,对微生物生长具有毒害作用。

石油污染胁迫下土壤潜在降污固碳微生物互作关系研究

为探究石油污染土壤潜在降污固碳微生物关键类群及其互作响应关系,采集华北某油田开发井场表层(0~20 cm)土壤,利用荧光定量PCR及高通量测序技术开展石油污染土壤潜在降污固碳微生物群落结构及代谢功能研究.结果表明:①石油污染胁迫下土壤微生物优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteriota)和拟杆菌门(Bacteroidota).②相关性网络分析表明,类诺卡氏菌属(Nocardioides)、链霉菌属(Streptomyces)、假单胞菌属(Pseudomonas)及鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)是石油污染土壤降污固碳关键属.同时,假单胞菌属与链霉菌属(r=−0.818,p=0.001)、类诺卡氏菌属(r=−0.811,p=0.001)以竞争关系共存;鞘脂单胞菌属与链霉菌属(r=0.895,p<0.001)、类诺卡氏菌属(r=0.916,p<0.001)以互利共生关系共存,链霉菌属与类诺卡氏菌属(r=0.895,p<0.001)以互利共生关系共存.③Spearman相关性分析表明,烷烃降解功能基因alkB丰度与固碳功能基因cbbL(r=0.846,p=0.001)、aclB(r=0.825,p=0.001)、fhs(r=0.853,p<0.001)丰度均呈极显著正相关;芳烃降解功能基因PAH-RHDαGP丰度与固碳功能基因cbbL丰度(r=0.825,p=0.001)呈极显著正相关,与fhs(r=0.706,p=0.010)、aclB(r=0.650,p=0.022)的丰度均呈显著正相关.④KEGG数据库功能注释结果表明,石油污染土壤中同时存在石油烃降解和固碳代谢通路,且固碳代谢通路相对丰度显著高于石油烃降解代谢通路.研究显示,石油污染土壤中存在潜在降污固碳微生物且多为互利共生关系,石油污染胁迫下土壤微生物群落降污固碳作用可能存在协同关系.

石油污染胁迫下碱蓬(Suaeda glauca)和翅碱蓬(Suaeda salsa)萌发生长的响应特征

为了解石油污染对黄河三角洲滨海湿地翅碱蓬和碱蓬萌发生长的影响,通过盆栽控制实验,研究5个浓度梯度(0、2 500、5 000、7 500、10 000 mg/kg)石油污染下2种碱蓬萌发和幼苗生长的响应特征.结果显示:(1)不同浓度石油污染对2种碱蓬种子萌发率、萌发势的影响不显著(P> 0.05),但均显著缩短了2种碱蓬的种子平均萌发时间,提高了种子的萌发指数(翅碱蓬P <0.05;碱蓬P <0.01);(2)在石油浓度为10 000 mg/kg条件下2种碱蓬的发芽势差异极显著(P <0.01),而其他浓度梯度条件下各项萌发指标的种间差异不显著(P> 0.05);(3)石油污染胁迫对2种碱蓬的株高、叶片数和子叶长皆有显著抑制作用,石油浓度梯度越高、植物生长时间越长,这种抑制作用越明显,且石油污染胁迫对翅碱蓬的抑制程度高于碱蓬.本研究表明10 000 mg/kg浓度梯度下的石油污染可促进2种碱蓬种子的萌发,显著抑制2种碱蓬幼苗的生长;结果可为滨海盐碱地油田石油污染土壤的植物修复提供参考依据.(图7表2参47)

石油污染胁迫对紫花苜蓿生长状况的影响

通过盆栽试验方法,设置0、10、20和30g·kg^(-1)4个不同浓度石油污染土壤处理组,模拟自然条件下不同浓度石油污染胁迫对紫花苜蓿开始发芽时间、发芽率、株高和根长等生长状况的影响,为研究区油污土壤的物种选择提供依据。试验表明,石油污染抑制了紫花苜蓿的正常生长,导致其发芽率、开始发芽时间、株高、根长等指标较无污染组均有所减小,且原油污染浓度越大,生长差异越明显。总体来看,本试验中紫花苜蓿对轻度和中度石油污染土壤的适应性较好,可作为石油污染土壤的优势修复植物。