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生态与农村环境学报 2024年第1期40卷 107-118页

作者：周佳林段婧婧王宁李明陈小锋薛利红扬州大学环境科学与工程学院江苏扬州225009 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所/江苏省食品质量安全重点实验室(省部共建国家重点实验室培育基地) 江苏南京210014〕

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... 详细信息

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。

关键词：陆生蔬菜浮床 16S rDNA 功能基因反硝化作用

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