AgNPs对湿地土壤氨氧化微生物及土壤酶的影响
发布时间：2020-04-15 01:15
【摘要】：纳米银颗粒(AgNPs)是粒径在1~(-1)00nm之间的金属银单质,由于具有优异的杀菌性能,被广泛应用于医疗用品、食品保存容器、清洁用品、纤维织物等的生产,但这也导致其进入土壤环境的可能性大大提高。而氨氧化微生物作为氨氧化作用的主导者,在地球氮循环中占重要地位。AgNPs可能会对土壤生态系统中的氨氧化微生物造成不利影响,进而影响氨氧化过程。因此,针对AgNPs对土壤氨氧化微生物的影响进行研究,明确其对土壤氨氧化微生物的毒性作用很有必要,这也为深入研究人工湿地在AgNPs影响下的脱氮能力奠定基础,具有重要的实际意义。以AgNPs胁迫下土壤氨氧化微生物活性及NH4+-N、NO3--N含量为研究对象,探究暴露浓度、暴露时间、环境温度对土壤氨氧化微生物活性及NH4+-N、NO3--N含量的影响。结果显示,常温培养下(25℃)不同浓度AgNPs (1、10、100μg/g)的胁迫均显著抑制了土壤氨氧化微生物活性,并显著影响了土壤NO3--N含量,而仅有高浓度AgNPs (100μg/g)会对土壤NH4+-N含量产生显著影响；低温(5℃)能减轻AgNPs对氨氧化微生物活性的毒性。以AgNPs胁迫下土壤氨氧化微生物丰度为研究对象,采用qPCR技术考察常温(25℃)和低温(5℃)下不同浓度AgNPs (1、10、100μg/g)暴露37天前后的土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)丰度变化。结果显示,常温下,中高浓度AgNPs (10、100μg/g)会对土壤氨氧化微生物丰度造成一定负面影响；低温下,仅当AgNPs浓度达到100μg/g时,氨氧化微生物丰度才出现一定程度的降低,可见低温下AgNPs的毒性阈值有所上升。采用454高通量技术检测AgNPs (100μg/g)胁迫下,常温培养(25℃)37天后土壤中细菌、古菌、AOB和AOA群落(以37d~(-1)00表示),并将其与培养37天前后的对照组(以Od-ck、37d-ck表示)进行对比,探究AgNPs对土壤总微生物和氨氧化微生物群落的结构及多样性的影响。结果显示,培养37天后胁迫组和对照组的土壤细菌、古菌、AOB和AOA群落的丰富度和多样性均出现降低,细菌、AOB和AOA群落丰富度和多样性排序均为0d-ck37d-ck37d~(-1)00,古菌群落丰富度和多样性排序均为0d-ck37d~(-1)0037d-ck; AgNPs暴露37天明显改变了土壤细菌、古菌、AOB和AOA的群落结构；AgNPs胁迫是造成细菌和AOB群落变化的主要因素,而培养时间是造成古菌和AOA群落变化的主要因素。以AgNPs胁迫下土壤脲酶和脱氢酶活性为研究对象,探究暴露浓度、暴露时间、环境温度对土壤脲酶和脱氢酶活性的影响。结果显示,常温(25℃)下,中高浓度AgNPs(10、100μg/g)显著抑制脲酶活性,而低浓度AgNPs (1μg/g)对土壤脲酶活性有一定激发作用,低温(5℃)能减轻AgNPs对土壤脲酶活性的抑制作用；常温(25℃)下,不同浓度AgNPs(1、10、100μg/g)均显著抑制了土壤脱氢酶活性；仅在低浓度AgNPs (1μg/g)胁迫下,低温(5℃)能减轻AgNPs对脱氢酶活性的抑制作用。
【图文】：
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本文编号：2627953
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