湿地植物芦苇和香蒲根际微生物特性研究_项学敏

收稿日期:2003-11-28作者简介:项学敏(1978-),女,大连人,硕士研究生.·生态与环境·湿地植物芦苇和香蒲根际微生物特性研究MicroorganismFeaturesofTyphaLatifoliaandPhragmitesAustralisatRhizosphere项学敏1宋春霞2李彦生2孙祥宇1(1.大连理工大学环境与生命学院大连116023);(2.大连铁道学院环境科学与工程系大连116028)摘要在人工湿地系统中,微生物是系统中有机污染物和氮分解去除的主要执行者,植物根系及其分泌物使人工湿地系统中的微生物数量显著增加。本文研究了湿地植物芦苇和香蒲根际微生物的数量、活性等特性,结果表明芦苇和香蒲具有明显的根际效应,根际微生物活性高于非根际的微生物活性,芦苇根际比香蒲更适合亚硝酸细菌的生长。关键词芦苇香蒲根际微生物微生物活性AbstractMicroorganism'smainfunctionistoremoveorganiccontaminationandnitrogeninconstructedwetland,hy-drophytes'rootandtheirexudationaffectthemicroorganismsgreatly.Inthepaper,microorganisms'quantityandactivityoftyphalatifoliaandphragmitesaustralis'srhizospherewereresearched.Theresultprovedthatintyphalatifoliaandphragmitesaustralis'srhizosphere,microorganisms'quantityandactivityareenhancedgreatly.Phragmitesaustralis'rhizosphereinmoresuitableforni-tratebacteriathantyphalatifolia's.KeywordsTyphaLatifoliaPhragmitesAustralisRhizosphereMicroorganismMicroorganismActivity植物是人工湿地系统的重要组成部分,除植物吸收作用去除氮、磷等污染物外,植物更重要的作用是通过根分泌物影响系统中微生物的特性进而影响系统的处理效果,微生物是系统中有机污染物和氮分解去除的主要执行者[1],系统中微生物数量与净化效果呈显著正相关性[2]。根分泌物种类繁多,数量各异,不仅有糖、有机酸、氨基酸等初生代谢产物,还有酮酚和胺等次生代谢产物以及一些不知名的代谢物[3]。作用[4]于周围环境形成根际(一般指根—土界面不足1mm到几mm的范围的微区土壤),产生根际效应。根际微生物是聚居在根际土壤,以根际分泌物为主要营养的一群微生物,根分泌物为土壤微生物提供大量的营养和能源物质,根际微生物不仅种类和数量远高于非根际土壤,而且其代谢活性也比非根际微生物高。植物的存在使人工湿地系统中的微生物如硝化细菌、反硝化细菌、磷细菌,纤维素分解菌的数量显著增加[5]。研究根际微生物的特性对于从微生物的角度研究人工湿地系统内物质的变化和污染物的去除机理具有重要意义。芦苇和香蒲根系发达,繁殖力强,具有发达的通气组织,为人工湿地中常用植物。本文通过盆栽模拟实验对芦苇和香蒲根际微生物的数量、活性等特性进行测定,得出一些有意义的结果,对进一步探讨人工湿地净化污水的机制,选择合适的湿地植物,通过基因工程改变根分泌物成分来控制根际微生物种群密度和种类,或人工接种来改变人工湿地系统中微生物的特性进而增强其处理能力提供科学资料。1材料与方法1.1植物芦苇(phragmitesaustralis)和宽叶香蒲(typhalatifoli)取自大连市金州区的天然湿地。1.2供试土壤采用两种土壤进行对比实验,一种取自大连本—35—湿地植物芦苇和香蒲根际微生物特性研究项学敏DOI:10.16803/j.cnki.issn.1004-6216.2004.04.013地,黄土,简称大连土;一种取自中科院沈阳生态研究所生态实验站,该土壤在近五年内无人工施肥,具有一定的代表性,褐土,以下简称生态土。土壤的物化性质分析如表1。表1实验用土的性质项目有机质含量/%pH值含氮量/mg·g-1干土含磷量/mg·g-1干土大连土生态土1.5121.3106.948.2011.1410.700.3960.6501.3盆栽模拟试验在当年4月份植物发芽之前将根植入花盆中,芦苇和香蒲各种植物3盆作为平行样,不施肥,适当浇水,保持土壤最大持水量的60%左右,在温室中种植两个月后,取土壤样品进行分析。1.4土壤取样①根际土壤:将根系挖出,抖落大土块,收集