农学论文哪里有？本研究旨在研究不同淋洗剂对Cd重污染农田土壤理化性质、酶活性和微生物群落结构及多样性的影响，揭示淋洗修复后土壤酶活性、微生物群落组成及多样性的主要影响因素，筛选出适合土壤修复效果评价的敏感性生物指标。
第一章 绪论
1.2 国内外研究现状
1.2.1 常用淋洗剂及其修复机制
常用的化学淋洗剂可分为无机淋洗剂、有机酸、有机螯合剂和表面活性剂等几大类。
（1）无机淋洗剂
无机淋洗剂包括各种无机酸（如HCl、H2SO4、HNO3、H3PO4等)和无机盐（如FeCl3、CaCl2等）等无机化合物。这些淋洗剂主要是通过以下几种机制从土壤中提取重金属：通过离子交换作用解析污染土壤中的重金属离子；酸化土壤溶解金属化合物；溶解污染土壤中的一些重金属矿物中的重金属离子[8, 9]。Wang等研究不同浓度的HNO3对土壤中重金属的淋洗效果发现，当HNO3浓度为3%时，对重金属Cd和Pb淋洗率分别可达到85%和68%[10]。无机淋洗剂淋洗速度快，成本较低，但酸浸可能对石灰性土壤等具有高缓冲能力的土壤无效[11]。且由于部分无机淋洗剂酸性较强，使用酸性溶液会对土壤造成巨大的不利影响。酸浸在大规模应用中存在许多缺点：淋洗过程中的极低pH值水平不但促进了金属的溶解，包括污染物和非污染物元素，也会影响其他土壤特征，如土壤结构、营养水平、生物（微观和宏观水平）、腐殖物质等；淋洗后的土壤和产生的淋洗废液需要中和；淋洗废液中和会产生大量新的有毒残留物；固体/液体残留物及处理后的土壤可能存在问题，不利于其再利用；废液处理和土壤中和会显著增加修复成本[12, 13]。使用含有氯化物（如FeCl3）的稀释酸溶液可能是高浓度酸浸的有效替代方法。Zhai等人[14]研究表明，FeCl3通过H+和Fe3+竞争吸附位点，以及Cl-和重金属形成可溶络合物去除土壤中的重金属，在FeCl3浓度为0.6 mol L-1时，对Cd的淋洗率可达到61.9%。有研究表明采用FeCl3淋洗会形成Cd-Cl络合物，从而提高了土壤中Cd的淋洗率[15]。经过处理的土壤实际上不受稀释酸盐渍浸出的影响。与初始土壤相比，土壤基质的共溶作用不太显著，最终土壤的pH值也没有显著降低[8]。以往的研究表明相较于强酸淋洗，使用低浓度且轻度酸化的CaCl2溶液进行连续淋洗，对土壤的物理化学和微生物破坏更低[9, 16]。
第三章 不同淋洗剂对土壤Cd淋洗效率及淋洗后理化性质的影响
3.1 不同淋洗剂对土壤Cd淋洗效率比较
供试土壤中Cd含量严重超标的主要原因是大气沉降、污水灌溉等外部因素[86, 87]。具有人为来源的重金属通常比具有自然来源的重金属更不稳定[88]。NW和SW土壤的初始pH值分别为8.12和7.12，碱性条件下Cd的生物有效性和迁移率较低[89]。众所周知，土壤pH值是影响Cd生物有效性的主要因素，Cd在土壤中的吸附和沉淀具有很强的pH依赖性[90]。在另一项研究中，土壤中的Cd在酸性环境下具有高度流动性，酸化可极大增强重金属的增溶作用[91]。因此，选择酸性材料对Cd污染土壤进行淋洗修复。
经3种淋洗剂淋洗后土壤总Cd含量均显著降低，在NW土中，经EDTA淋洗后土壤总Cd含量下降14.71 mg kg-1；经EDTMP淋洗后土壤总Cd含量下降15.33 mg kg-1；经FC淋洗后土壤总Cd含量下降9.32 mg kg-1；经超纯水淋洗（CK）后土壤总Cd含量下降0.51mg kg-1。换算成淋洗效率，其分别为36.04%、37.56%、22.83%和1.26%。
在SW土中，经EDTA淋洗后土壤总Cd含量下降16.58 mg kg-1；经EDTMP淋洗后土壤总Cd含量下降6.06 mg kg-1；经FC淋洗后土壤总Cd含量下降5.65 mg kg-1；经超纯水淋洗（CK）后土壤总Cd含量下降1.44mg kg-1。换算成淋洗效率，其分别为38.94%、14.23%、13.27%和3.39%。
第五章 不同淋洗剂对淋洗后土壤微生物群落的影响
5.1 不同淋洗剂淋洗后土壤微生物群落结构及多样性
在本研究中，使用Illumina-MiSeq系统对24个样本进行测序。经过质量筛选，共获得2400000个高质量的细菌序列。序列以97%的相似性进一步聚类成50430个OTU。细菌来自41门148纲298目499科864属。细菌的覆盖率在96%以上，适合于所有样品中细菌多样性的揭示。使用Chao1指数和Shannon指数评估土壤细菌群落的Alpha多样性，经不同淋洗剂淋洗后两种土壤的Alpha多样性指数见表5.1。如表5.1所示，NW土中，FC, EDTA和EDTMP处理均提高了Chao1指数；SW土中，FC处理提高了Chao1指数，EDTMP降低了Chao1指数和Shannon指数。
Chao1指数是生态学中物种丰富度的指标[167]，较高的Chao1表示样本中存在的物种数量和种类较多。FC和EDTA的Chao1指数高于EDTMP，表明FC和EDTA处理下的细菌群落丰富度高于EDTMP处理下的细菌群落丰富度。Shannon指数是一种基于丰度的多样性指数，广泛应用于许多学科[168]，Shannon指数越高，表明样本内的群落多样性越高。所有淋洗后的土壤样品的细菌种群数量均大于对照样品。尽管如此，淋洗后各处理土壤样品之间的Shannon指数没有显著差异，这表明生态系统生产力和土壤微生物组的功能具有一定的稳定性[169]。
5.2 土壤微生物群落结构与环境因子的关系
为了研究不同淋洗剂淋洗对土壤微生物群落结构的影响机制，本研究采用冗余分析法（RDA）对淋洗后土壤的环境因子与细菌群落关系进行了分析，具体结果见图5.3。如图5.3a所示，NW土壤的RDA结果前两个轴分别解释了土壤细菌群落变化的25.52%和18.86%。TN和TP与EDTMP处理和厚壁菌门、拟杆菌门和疣状菌门呈正相关。土壤pH值和EDTA处理、芽单胞菌门、硝化螺旋菌门、变形菌门和氯霉素呈正相关。F2和EC与FC处理、酸杆菌、纤维杆菌、氯曲菌和放线菌呈正相关。此外，厚壁菌和拟杆菌与EDTMP处理以及芽单胞菌门与EDTA处理之间的相关性与LDA结果一致（图5.2）。如图5.3b所示，SW土壤的RDA结果第一轴和第二轴分别解释了26.25%和12.89%的变异。同时，TN、TP、SOM与变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门、浮霉菌门、绿菌门和EDTMP处理呈正相关。pH、AP与芽单胞菌门、绿弯菌门、酸杆菌门和EDTA处理呈正相关。EC、Cd与硝化螺旋菌门、放线菌门和FC处理呈正相关。两种土壤的环境因子与微生物群落关系的RDA结果相似，这些结果表明，在NW和SW土壤中，TN、TP、EC、pH和Cd含量是导致群落组成变化的主要因素。
第六章 结论与展望
6.2 展望
本研究旨在研究不同淋洗剂对Cd重污染农田土壤理化性质、酶活性和微生物群落结构及多样性的影响，揭示淋洗修复后土壤酶活性、微生物群落组成及多样性的主要影响因素，筛选出适合土壤修复效果评价的敏感性生物指标。
受疫情影响，未开展培养期间土壤Cd形态、酶活性等的变化的实验；考虑到CK处理和原土性状相近，没有补充对原土理化性质、Cd形态、酶活性和微生物群落结构及多样性的测定分析，今后条件许可的情况下可开展相关补充研究；本研究基于室内培养，相关结论的适用性具有一定的局限，若未来条件许可的情况下可开展田间淋洗修复验证实验；本研究只选择了三种典型淋洗剂，实际淋洗修复中可选择的淋洗剂远不止此，条件许可可进行其他淋洗剂修复的研究；本研究仅从理化性质、酶活性、微生物群落评价生态环境效应，还需从其他方面如植物生长、毒理等方面进行进一步研究；本研究仅分析了微生物群落结构多样性，未从微生物功能的角度评价污染土壤生态功能的恢复。
参考文献（略）
