含砷酸性矿山废水对稻田土壤微生物群落结构的影响

• 作者: 杨泽延 张翅鹏 黄臣臣 张凯璇 陈爽
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 学科: 农学
• 关键词: 酸性矿山废水(AMD) 砷 稻田土壤 微生物群落结构 高通量测序
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 研究论文与报告|Articles and Letters
• 页码范围: 550-561
• 页数: 12页
• 分类号: S154
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2022.03.013

摘要

受酸性矿山废水(acid mine drainage,AMD)污染农田土壤性质变化较大,对微生物生长有潜在危害.为探究含砷AMD对稻田土壤微生物群落结构的影响,本研究通过采集贵州省兴仁市高砷煤矿区砷污染稻田(污染区)和未污染稻田(清洁区)土壤,测定上覆水及土壤的理化性质,利用高通量测序技术分析污染区与清洁区的微生物群落组成和多样性.结果表明,污染区土壤酸化,pH介于3.60～4.40,铁(Fe)和砷(As)的平均含量分别为114.26 g/kg和98.70 mg/kg,而清洁区土壤pH平均为5.93,Fe和As平均含量分别为106.25 g/kg和21.63 mg/kg.两区土壤中微生物主要门类为变形菌门(Proteobacteria),平均相对丰度达29.96％;其中污染区S1和S2土壤微生物群落多样性与清洁区土壤有显著差异(P<0.05);与清洁区土壤相比,污染区土壤受含砷AMD灌溉影响嗜酸性菌亚群Gp1、Gp2和Gp13相对丰度分别增加了3.23％、2.88％和1.38％,且脱硫芽孢弯曲菌属(Desulfosporosinus)、脱亚硫酸菌属(Desulfitobacterium)只在污染区土壤中检出.铁还原菌群中地杆菌属(Geobacter)和厌氧黏细菌属(Anaeromyxobacter)丰度相对较高,污染区土壤平均占比分别为1.58％和1.60％,清洁区土壤平均占比分别为1.62％和3.02％.冗余分析与Spearman相关性分析表明,土壤酸化及砷污染是影响土壤微生物群落结构的主要环境压力.研究有助于进一步揭示含砷AMD污染土壤环境条件与微生物群落结构变化间的关系,同时可为污染农田生态恢复提供理论依据.