陆生蔬菜浮床对富营养化水体氮磷的去除以及水体、根系细菌群落分析

为了探究陆生蔬菜浮床对富营养化水体氮、磷去除效果以及对微生物群落和反硝化作用的影响,利用16S rDNA高通量测序和定量PCR(qPCR)技术,在分析水质理化指标的基础上,对富营养化水体中氮、磷营养元素以及微生物群落和功能基因的变化开展研究。结果表明,陆生蔬菜浮床对TP和NH 4+的去除效果较为突出,水芹、生菜和青菜处理组对TP的平均污染负荷去除率(分别为57.13%、46.91%和40.86%)优于对照组(25.46%);水芹和生菜处理组对NH 4+的平均负荷去除率(分别为51.30%和48.16%)高于对照组(27.23%)。对16S高通量测序属水平优势菌种的分析结果表明,蔬菜浮床系统根系表面均富集红杆菌属(Rhodobacter)来进行反硝化;水芹和生菜根系表面会富集大量噬氢菌属(Hydrogenophaga)来增强氢自养反硝化作用;芽单胞菌属(Gemmatimonas)在青菜周围水体和水芹、生菜根系表面较高,该菌属会将N_(2)O转化为N_(2),实现完全反硝化。对照水体中栖湖菌(Limnohabitans)和黄杆菌属(Flavobacterium)丰度较高,分别对氨氧化和反硝化有促进作用。试验后期水体反硝化功能基因(nirK、nirS、norB和nosZ)丰度增多,且青菜根系周围水体和水芹、生菜植株根部拷贝数较大,表明试验后期蔬菜浮床系统根系表面或附近水体富集了大量反硝化功能基因,使得反硝化功能更为剧烈。陆生蔬菜浮床对水体氮、磷营养元素有一定净化作用,可通过调节根系表面或周围水体优势菌种来促进反硝化作用。