稀土礦區不同土地利用類型土壤堿性磷酸酶基因細菌多樣性及其群落特征

楊賢房,鄭 林,陳 朝,萬智巍,陳永林,王遠東

(1.江西師范大學地理與環境學院,江西 南昌 330022;2.贛南師范大學地理與環境工程學院,江西 贛州 341000;3.廣東省科學院生態環境與土壤研究所/ 廣東省農業環境綜合治理重點實驗室,廣東 廣州 510650)

離子型稀土是國家重要的戰略性資源,而長達半世紀的稀土開采造成了生態破壞、水土污染等問題。常用的原地浸礦工藝需沿注液井灌注大量浸礦劑〔(NH4)2SO4、NH4HCO3〕,殘留在土壤中的 SO42-和 NH4+導致水體氨氮等指標超標[1]。礦區耕地因尾水灌溉導致作物生長困難、產量減少,礦區草地、林地、農田等土壤酸化。已有研究表明,礦區開采對周邊農田土壤養分、重金屬含量等造成影響[2],在酸性土壤中,磷缺乏是限制農業發展的主要因素之一[3]。探討酸性礦山周邊不同土地利用類型土壤酸化、有效磷含量及其解磷微生物響應問題,對于土壤磷調控及可持續利用具有現實意義。

土壤中磷主要以植物難以吸收的有機磷形態存在,有機磷必須轉化為無機磷才能被大量吸收,而磷肥進入土壤后被鈣、鐵、鋁等離子固定,形成無效態磷,其利用率通常不超過25%[4-5]。磷的高效利用與根系分泌物、微生物等有關[6],解磷細菌是土壤磷循環的主要驅動者[7]。細菌分泌的磷酸酶主要包括酸性磷酸酶[8-9]、堿性磷酸酶和植酸酶[10-11],是礦化土壤中有機磷的重要來源,其中phoD是細菌中最關鍵的堿性磷酸酶基因,在陸地生態系統中占主導地位[12]。研究耕地和草地土壤中phoD基因發現,含phoD基因的微生物可促進堿性磷酸酶分泌,進而使土壤中有機磷得到礦化[13]。……