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国际图书分类号:606
工学博士学位论文
固氮蓝藻在松嫩平原盐碱土生态修复中
作用的研究
博士研究生: 张巍
导师:冯玉杰教授
申请学位: 工学博士
学科、专业: 环境工程
所在单位:市政环境工程学院
答辩日期:2008 年 6 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index:
.: 606
Dissertation for the Doctoral Degree in Engineering
STUDY ON THE EFFECTS OF
NITROGEN-FIXING CYANOBACTERIA
ON ECOLOGICAL REMEDIATION OF
SALINE-ALKALINE SOILS IN SONGNEN
PLAIN
Candidate: Zhang Wei
Supervisor: Prof. Feng Yujie
Academic Degree Applied for: Doctor of Engineering
Specialty: Environmental Engineering
Affiliation: Dept. of Environmental Engineering
Date of Defence: June, 2008
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
摘要
摘要
由于不合理的农田灌溉、过度使用化肥及植被破坏,土地盐碱化越来越
严重,盐碱地的改良和修复工作也一直深受重视。本论文从生态工程学和盐
碱地生态修复的角度出发,选择松嫩平原典型的盐碱化草地作为研究对象,
考察了盐碱化草地土壤的理化特征及土壤微生物的分布规律;对盐碱土中土
著蓝藻的形态、种属、生态分布规律以及酶活性进行了研究;考察了固氮蓝
藻 mune 和 Anabaena azotica Ley 在不同浓度 Na2CO3 培养液环境
下的适应能力;研究了含水率、接种量以及土壤深度在 mune 和
Anabaena azotica Ley 对盐碱土改性作用中的的影响。在此基础上,考察了
Anabaena azotica Ley 对羊草的促生效果,探讨了作用机理,并初步研究了
Anabaena azotica Ley 对 3 种类型盐碱土土质的改善效果。
按照土壤生态学研究方法,在黑龙江省安达市典型盐碱化草地中,分别
从重度、中度和轻度盐碱土壤中选择 3 块 100×100m2 大方作为研究对象,
采用梅花布点法采样,分析了土壤样品的 Na+、 K+、 Ca2+、 Mg2+ 等无机
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离子含量,SO4 、Cl 、NO3 等阴离子浓度以及 EC、pH 等。2006 年按季节
分 12 个月,采集土壤样品,采用 MPN 法分析了土壤中细菌、放线菌、真
菌、藻类含量。研究结果表明:3 种类型土壤的理化特征和微生物构成各有
其特点,轻度盐碱土为非碱性钠质土,中度和重度盐碱土属于碱性钠质土,
重度盐碱化区土壤氮含量严重缺乏;微生物数量呈现明显的季节变化,随着
土壤盐碱化程度的增加,细菌、真菌、放线菌数量逐渐降低,而重度盐碱土
中放线菌处于优势地位,微生物数量差异达到显著或极显著的水平。
利用 BG110 培养基从黑龙江省安达市典型盐碱化草地中分离筛选出了
20 株具有一定耐盐能力的固氮蓝藻,它们分别属于 10 个属,轻度盐碱土和
重度盐碱土上各有 3 种蓝藻,而中度盐碱土上有 4 种蓝藻。其中 Nostoc 和
Anabaena 丰度最高,且可耐受 15%的 NaCl。
采用 BG110 培养基进行纯培养,分别测定了 mune 和
Anabaena azotica Ley 在不同生长阶段的叶绿素 a 含量、胞外多糖含量、氨
基酸含量和固氮酶活性。结果表明:两种固氮蓝藻都能在 Na2CO3 盐胁迫条
件下生长,且随着 Na2CO3 盐胁迫性增加,两种蓝藻的叶绿素 a 含量、胞外
多糖含量、氨基酸含量和固氮酶活性都呈现先增加后减少的趋势;而随着培
养天数的增加,两种藻类叶绿素 a 的变化曲线与微生物的生长曲线很相似,
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哈尔滨工业大学工学博士学位论文
胞外多糖和氨基酸的增长和叶绿素 a 的增长是同步的,其中 Anabaena
azotica Le