2023年张圆圆论文.doc

内蒙古科技大学本科生 毕业论文 题 目：巨大芽孢杆菌与不同配比堆肥对番茄生长的影响及其与重金属的相互作用 学生姓名：张圆圆 学 号：1468141119 专 业：食品科学与工程 班 级：食品14-1班 指导教师：郑春丽 教授 巨大芽孢杆菌与不同配比堆肥对番茄生长的影响及其与重金属的相互作用 土壤缺钾及重金属污染是我土壤普遍存在的问题，近年来这两方面的问题也引起了广泛的研究。本实验主要是研究巨大芽孢杆菌与不同比例的添加富钾板岩的堆肥配施对番茄生长的影响，及巨大芽孢杆菌对重金属的耐受和吸附作用，固定化微生物技术对重金属吸附的研究。得出以下几点结论： (1)浓度10%以下巨大芽孢杆菌对富钾板岩堆肥的肥效有一定的促进作用，尤其对叶色和光合作用强度有正影响作用。认为巨大芽孢杆菌可以将富钾板岩堆肥中的不溶性钾分解为植物可利用的速效钾。 (2)巨大芽孢杆菌对Pb2+、Cd2+的耐受浓度在固体培养基上均为12mg/L，液体培养基中对Pb2+的耐受浓度为8mg/L,对Cd2+的耐受浓度为10mg/L。当Pb2+浓度为3mg/L时吸附量最大为，Pb2+浓度为1mg/L时吸附率最大为67.30%。当Cd2+浓度为时最大为，Cd2+浓度为1mg/L时吸附率最大为71.10%。 (3)两种重金属对巨大芽孢杆菌的生长随着浓度不同表现为不同程度的抑制。含Pb2+能延缓其度过适应期进入对数期，加速度过稳定期，较快进入衰亡期。Cd2+能使其较快度过前三个生长时期，较早进入衰亡期。两种重金属都不同程度减小巨大芽孢杆菌的生物量。 (4)对以海藻酸钠、海藻酸钠+活性炭、海藻酸钠+明胶为载体的三种固定化细胞进行机械性能和吸附性能的测试发现海藻酸钠+活性炭为载体机械性能最好，对Pb2+、Cd2+的吸附率为%和77.07%，优于其他两组。 关键词：巨大芽孢杆菌；富钾板岩堆肥；重金属；固定化微生物技术 Effects of Bacterium pseudoanthracis and different compost on Tomato Growth and interaction with heavy metals Abstract Lake of potassium and heavy contaminated are two widespread problems of soil in our country.In recent years,these two problems are lead to commonly study.This experiment is mainly study about the effect of Bacillus megigantos with diverse proportion potassium rich slate to tomato growth situation and the tolerance and adsorption ability of heavy metal.The influence of immobilized microoganism technology to adsorption of heavy metal.The conclusion is as follows: (1)The concentration lower than 10% Bacillus megigantos can promote the fertilizer efficiency of potassium rich slate especially for leaf color and photosynthesis intensity .It’s the evidence for Bacillus megigantos can decompose insolubility potassium in potassium rich slate. (2)Bacillus megigantos’s tolerance concentration of Pb2+、Cd2+ in solid medium is 10mg/L,in liquid medium Pb2+ concentration is 8mg/L,Cd2+ concentration is 10mg/L.when the concentration of Pb2+ is 3mg/L, the maximum adsorption capacity is 245.81mg/g, and when Pb2+ concentration is 1mg/L, the maximum adsorption rate is 67.30%. When the concentration of Cd2+ is 5.5mg/L, the maximum is 122.00mg/L, and the adsorption rate of Cd2+ is 71.10% when the concentration of 1mg/L is 1mg/L. (3) The growth of two kinds of heavy metals on Bacillus megemiens showed different degrees of inhibition with different concentrations.Pb2+ can delay its adaptation period to enter the logarithmic phase, and the acceleration is stable and regular. Cd2+ can make it pass through the first three growth stages and enter the decline stage earlier. Two kinds of heavy metals reduce the biomass of Bacillus megemiens in varying degrees. (4) The mechanical properties and adsorption properties of three kinds of immobilized cells based on sodium alginate, sodium alginate + activated carbon and sodium alginate + gelatin showed that sodium alginate + activated carbon was the best mechanical property, and the adsorption rate of Pb2+ and Cd2+ was 93.13% and 77.07%, which was better than the other two groups. Keywords: Bacillus megemiens ; potassium rich slate compost; tomato；heavy metals 目录 2 Abstract 3 目录 5 第一章文献综述 7 7 8 8 8 10 10 10 11 12 1.4研究目的、意义 12 1.4.1巨大芽孢杆菌与不同配比堆肥配施培育番茄的目的、意义 12 1.4.2巨大芽孢杆菌对Pb和Cd的耐受、吸附实验的目的、意义 13 13 第二章巨大芽孢杆菌与不同配比堆肥对番茄生长的影响 15 15 15 2.2.1实验植株、菌种、堆肥 15 15 16 16 2.3.1巨大芽孢杆菌的活化、扩培 16 16 16 17 17 18 18 21 21 22 23 第三章巨大芽孢杆菌与重金属离子的相互作用 25 25 25 25 25 26 3.3.1巨大芽孢杆菌对Pb、Cd的耐受测定方法 26 26 27 27 28 3.4.1巨大芽孢杆菌对Pb、Cd的耐受数据与分析 28 30 33 34 35 第四章结论总结 37 参考文献 38 致谢 42 第一章文献综述 研究背景 我国是一个农业大国，用不到10%的耕地养活了世界上超20%的人口。良好的土壤条件和肥料是作物生长所必需的。我国土壤资源不仅没有数量优势且在质量方面也不佳，N、P、K元素配比极不均衡且都有不同程度的缺失，尤其是土壤有效钾的缺失高达70%。[1. 黄鸿翔.我国土壤资源现状、问题及对策[J].土壤肥料,2023(01):3-6. ]不仅如此，土壤也遭受着严重的重金属污染，相关取样调查发现我国土壤点位超标率也很高，主要污染物包括Cd、Ni、Cu、As、Hg、Pb等，且表现为不同地区污染遭受重金属污染种类和程度不同。[2. 徐建明,孟俊,刘杏梅,施加春,唐先进.我国农田土壤重金属污染防治与粮食平安保障[J].中国科学院院刊,2023,33(02):153-159. ]包头地区土壤主要表现为铅、锌、铜、镉的污染，且土壤中铅和镉含量表现为中度污染。[3. 张连科,张花娟,黄学敏,李玉梅,孙鹏,姚卫华.包头市不同功能区土壤重金属污染评价[J].水土保持研究,2023,23(02):352-356. ] 虽然土壤中有效钾的含量极低，但我国不溶性钾元素的含量却十分丰富，主要以各种含钾矿石的形态存在，如包头地区的富钾板岩。而且已经有研究人员进行相关实验，如杨雪等人在鸡粪堆肥中添加钾矿粉，不仅提高了堆肥中速效钾的含量，也明显提高了全氮含量和速效磷含量。[4. 杨雪,连宾,朱晓玲,安艳玲,陈筠,朱立军.添加钾矿粉对鸡粪堆肥中N、P和K含量的影响[J].地球与环境,2023,40(02):286-292. ]但是再利用富钾板岩进行堆肥这方面的研究却不多，所以也没有相关研究评价富钾板岩用于堆肥的效果如何。 在土壤重金属污染修复的问题如今研究广泛，主要采取的方法有物理、化学和生物方法，生物方法包括植物修复、动物修复和微生物修复。[5. 廖强,刘爱菊.土壤重金属污染状况与修复技术研究进展[J/OL].山东理工大学学报(自然科学版),2023(04):7-11[2023-06-03]. ]尤其是在微生物吸附方面的研究十分广泛，细菌、真菌、藻类都对重金属污染修复有一定的作用。[6. 袁金蕊,郭富睿,邹冬生,曾清如.镉对土壤微生物的影响及微生物修复镉污染研究进展[J].湖南农业科学,2023(03):114-117+122. ]但是单一菌种施用于土壤中吸附净化效果受到很多因素的影响如：土壤中原有微生物与施用菌剂中的微生物拮抗、协同作用；土壤的酸碱度是否适宜；环境温度是否适宜；土壤中的营养元素是否有利于微生物的生长等。[7. Su D，Li PJ，Frank S，et al． Biodegradation of benzo ［a］pyrene in soil by Mucor sp． SF06 and Bacillus sp．SB02 coimmobilized on vermiculite． Journal of Environmental Sciences，2023，18: 1204 － 1209.湖南农业科学,2023(03):114-117+122. ]固定化微生物方法却可以很好的解决这些问题，微生物在被固定化以后，他的密度，生理活性，耐重金属能力以及耐不良环境影响的能力都大大提高。大量的相关研究取得的了一定范围内迥异的研究成果，且