黑土微生物豐度和多樣性對鄰苯二甲酸二丁酯污染的響應(yīng)

黑土微生物豐度和多樣性對鄰苯二甲酸二丁酯污染的響應(yīng)

鄰苯二甲酸二丁酯（Di-n-butyl phthalate，DBP）是一種在環(huán)境中廣泛存在的有機(jī)污染物，已被中國環(huán)境檢測中心和美國環(huán)保署列為優(yōu)先控制污染物。該研究探討了黑土微生物豐度和多樣性對不同濃度DBP（0、5、10、20和40 mg·kg-1）污染的響應(yīng)。研究結(jié)果基本表明，黑土中的細(xì)菌、真菌和放線菌的生長（數(shù)量）對DBP污染均表現(xiàn)為被抑制效應(yīng)，且在污染初期抑制效應(yīng)與DBP濃度呈正相關(guān)，隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加有減緩的趨勢，但在短期（25 d）內(nèi)并未完全消除。為了確證這一結(jié)果，選擇了4種有代表性的微生物，做了進(jìn)一步的研究。結(jié)果同樣表明自生固氮菌、亞硝酸氧化菌和磷細(xì)菌的生長均受到DBP污染的抑制，且抑制效應(yīng)與DBP污染濃度呈顯著性正相關(guān)（P=0.05）；但是鐵細(xì)菌的生長（數(shù)量）卻受到了 DBP污染的促進(jìn)，且增幅與 DBP污染濃度呈現(xiàn)正相關(guān)。采用 RAPD方法研究表明，黑土微生物的豐富度和Shannon-Weanier多樣性受到DBP污染的抑制，且10、20和40 mg·kg-1的污染濃度處理的抑制效應(yīng)在25 d內(nèi)并未完全消除。因此，可以得出結(jié)論：DBP污染改變了黑土微生物區(qū)系結(jié)構(gòu)和功能代謝菌群數(shù)量，降低了黑土微生物的多樣性與豐度，從而有可能影響黑土的生態(tài)系統(tǒng)功能，威脅黑土的可持續(xù)利用。

鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）；黑土；微生物區(qū)系；功能微生物；微生物多樣性

鄰苯二甲酸酯（Phthalate esters，PAEs）是一類人工合成的有機(jī)化合物，俗稱塑化劑，主要用作塑料制品的成型劑（Wang et al.，2013）。由于長時(shí)間和大量廣泛的使用，PAEs已經(jīng)成為最為普遍的工業(yè)化合有機(jī)污染物，在土壤、地表水、沉積物、淡水動(dòng)物、植物和蔬菜中均被檢出（Yang et al.，2014）。又因其具有潛在的環(huán)境危害（Hens et al.，2003；Chen et al.，2011；Wang et al.，2015），中國環(huán)境檢測中心和美國環(huán)保署已經(jīng)將鄰苯二甲酸二丁酯（Di-n-butyl phthalate，DBP）等PAEs列為優(yōu)先控制污染物（Jin et al.，2013）。

DBP是PAEs中的主要種類，可以通過塑料薄膜、灌溉和農(nóng)藥等方式進(jìn)入土壤環(huán)境（Michael et al.，1984）。目前，在部分東北黑土中DBP的污染已高達(dá)14.62 mg·kg-1，平均含量為7.60 mg·kg-1（Xu et al.，2008），遠(yuǎn)超過美國環(huán)保署推薦的土壤凈化指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)（0.08 mg·kg-1）（He et al.，2015；Zheng et al.，2014）。由于東北黑土是世界上僅有的三大黑土區(qū)之一，在保障我國糧食安全方面具有不可替代的作用（Liu et al.，2014），所以研究東北黑土的DBP環(huán)境行為尤為重要。

土壤微生物是反映土壤生化過程趨向的最重要指標(biāo)（Orgiazzi et al.，2015），而且能夠預(yù)測土壤生態(tài)系統(tǒng)功能的變化（Graham et al.，2014），因此，土壤微生物特征被廣泛應(yīng)用于評價(jià)污染土壤質(zhì)量（Jusselme et al.，2013；Yang et al.，2014）。DBP污染會(huì)導(dǎo)致水稻土和紅壤中的微生物群落改變（郭楊等，2010；謝慧君等，2009），然而黑土微生物對DBP污染的響應(yīng)過程尚未明確。研究DBP污染對黑土微生物豐度和多樣性的影響，對于闡釋 DBP對黑土的生態(tài)毒理效應(yīng)和黑土資源保護(hù)具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)土壤制備

本試驗(yàn)始于2014年9月30日，在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝站（哈爾濱市）的溫室中進(jìn)行。供試土壤取自哈爾濱香坊農(nóng)場（45°41′N，126°45′E）的大豆田，為表層土壤（0～20 cm），在土壤中未檢測到 DBP殘留。土壤被充分混勻后，過2 mm篩，去除植物殘?bào)w和石塊。土壤基本性質(zhì)如表1所示。

表1 試驗(yàn)黑土的基本性質(zhì)Table 1 The basic character of experimental black soil

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

DBP（純度>99.9%）購于中國標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)樣品信息中心，助溶劑為丙酮，制備成 1000 mg·L-1的DBP儲(chǔ)備液，于4 ℃冰箱內(nèi)避光保存?zhèn)溆谩?/p>

每個(gè)樣品稱取650 g置于1 L（12.2 cm×12 cm）花盆中，調(diào)整實(shí)驗(yàn)土壤濕度到田間最大持水量的80%，在25 ℃的黑暗培養(yǎng)箱中預(yù)培養(yǎng)7 d后，用DBP儲(chǔ)備液調(diào)整土壤DBP濃度，共計(jì)5個(gè)處理，分別為對照（CK）：0 mg·kg-1，DBP1處理：5 mg·kg-1，DBP2處理：10 mg·kg-1，DBP3處理：20 mg·kg-1，DBP4處理：40 mg·kg-1。對照處理（CK）添加等量丙酮進(jìn)行處理。每個(gè)處理5次重復(fù)，置于培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)期間，用恒重法保持土壤含水量30%，溫度為(25±2) ℃，培養(yǎng)箱內(nèi)相對濕度為70%±5%。分別于0、5、10、15、20和25 d取樣測定土壤中的微生物學(xué)各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3 土壤微生物區(qū)系和代謝菌群數(shù)量的測定方法

細(xì)菌、真菌、放線菌和無機(jī)磷細(xì)菌用稀釋平板法測定；亞硝化細(xì)菌、自生固氮菌和鐵細(xì)菌，采取最大或然計(jì)數(shù)法（MPN）測定；同一稀釋度3次重復(fù)。微生物數(shù)量以每的菌落數(shù)表示。每g干土的菌落數(shù)=(菌落或查表近似值平均數(shù)×稀釋倍數(shù))×10/g土壤干重（林先貴，2010）。

1.4 土壤微生物多樣性分析

土壤微生物多樣性分析采用RAPD方法，采用了 E.Z.N.A.? Soil DNA Kit（Omega Bio-tek，Norcross，GA，U.S.）提取土壤總 DNA。從一套R(shí)APD引物（SBSA）20條（郭楊等，2010）（表2）中篩選出A05、A09、A12、A14、A16和A20共計(jì)6條擴(kuò)增條帶較清晰的引物用于PCR擴(kuò)增。

表2 SBSA引物序列Table 2 The sequences of SBSA primers

PCR反應(yīng)體系：10×Buffer 5 μL，MgCl2（25 mmol·L-1）5 μL，dNTP（10 mmol·L-1）1 μL，模板DNA 0.5 μL（10～100 ng），引物（5.1 μmol·L-1）3 μL，Taq酶（5 U·μL-1）0.5 μL，補(bǔ)雙蒸水（ddH2O）至50 μL。PCR反應(yīng)條件：94 ℃預(yù)變性4 min，40個(gè)循環(huán)為：94 ℃變性90 s，36 ℃退火90 s，72 ℃延伸2 min，最后72 ℃延伸5 min。擴(kuò)增產(chǎn)物置于1.5%的瓊脂糖凝膠電泳。采用Quantity one 4.62進(jìn)行量化分析。采用RAPD條帶的擴(kuò)增總量表征黑土微生物豐富度。

Shannon-Weanier指數(shù)的計(jì)算公式：

式中，Dsh為Shannon-Weanier指數(shù)；Ni為第i個(gè)RAPD條帶的擴(kuò)增量；N為土壤微生物DNA的RAPD條帶的擴(kuò)增總量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法

數(shù)據(jù)用 SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用SigmaPlot 12.5作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑土微生物區(qū)系豐度對DBP污染的響應(yīng)

由圖1可知，在DBP污染過程中，黑土的細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量產(chǎn)生了不同的變化趨勢?？傮w而言，DBP污染導(dǎo)致了黑土微生物區(qū)系的改變，以抑制效應(yīng)為主，隨著時(shí)間的延長抑制效應(yīng)逐漸減弱，但在短期（25 d）內(nèi)并未完全消除。具體來說，細(xì)菌在處理后的5和10 d時(shí)，與對照相比，4個(gè)污染處理土壤中的細(xì)菌數(shù)量均顯著下降，且在第5天時(shí) DBP處理濃度與細(xì)菌數(shù)量呈顯著線性負(fù)相關(guān)（r2=0.74**，n=15）；培養(yǎng)15 d后，5 mg·kg-1處理與對照無顯著差異；10和20 mg·kg-1處理的細(xì)菌數(shù)量顯著低于對照，但有隨著時(shí)間推移而恢復(fù)增加的趨

勢；40 mg·kg-1處理的細(xì)菌數(shù)量在15和20 d時(shí)與對照差異不顯著，但是在 20 d時(shí)顯著高于對照（圖1A）。在DBP污染過程中，土壤中真菌數(shù)量也以抑制效應(yīng)為主，其中20和40 mg·kg-1處理的抑制效應(yīng)最為顯著，培養(yǎng)20 d后5 mg·kg-1處理與對照無明顯差異，在培養(yǎng)15 d時(shí)DBP處理濃度與真菌數(shù)量呈顯著線性負(fù)相關(guān)（r2=0.67**，n=15）(圖1B)。放線菌數(shù)量對 DBP污染的響應(yīng)過程與真菌相似，受到DBP明顯抑制，在培養(yǎng)5、10和15 d時(shí)，抑制效應(yīng)與 DBP污染濃度呈線性負(fù)相關(guān)，且相關(guān)性極顯著（r2=0.81**，r2=0.79**和r2=0.73**，n=15）（圖1C）。

圖1 在DBP污染過程中黑土細(xì)菌（A）真菌（B）和放線菌（C）數(shù)量的變化Fig. 1 The amount changes of bacteria (A), fungi (B) and actinomyces (C) in black soils under DBP contaminations

2.2 黑土微生物關(guān)鍵代謝菌群豐度對DBP污染的響應(yīng)

除了整體研究，本文也對 DBP在幾個(gè)關(guān)鍵代謝菌上的單獨(dú)效應(yīng)進(jìn)行了研究，結(jié)果展示在圖 2。黑土中的自生固氮菌數(shù)量在 DBP污染過程中表現(xiàn)為先抑制后促進(jìn)，但是前期的抑制效應(yīng)較大，在培養(yǎng)5和10 d時(shí)自生固氮菌數(shù)量與DBP污染濃度呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)（r2=0.78*和r2=0.81*，n=15）在培養(yǎng)25 d時(shí)各處理與對照無明顯差異（圖2A）。黑土中的亞硝酸氧化菌數(shù)量在 25 d的培養(yǎng)期內(nèi)，均受到DBP污染的抑制，且隨著污染程度的增加，抑制程度增強(qiáng)，且各處理間的差異多為顯著（P=0.05）（圖2B）。磷細(xì)菌對 DBP污染的響應(yīng)過程與自生固氮菌的相似，培養(yǎng)前期表現(xiàn)為抑制后期表現(xiàn)為促進(jìn)，但是各處理間差異多數(shù)不顯著（圖2C）。然而，鐵細(xì)菌對DBP污染的響應(yīng)與上述菌群相反，隨著污染濃度的提升，鐵細(xì)菌的數(shù)量迅速增加，且增幅與DBP污染濃度呈現(xiàn)正相關(guān)。

2.3 黑土微生物多樣性對DBP污染的響應(yīng)

微生物多樣性可以反映種群內(nèi)及種群間的遺傳多樣性分布和差異，因此我們也對 DBP在微生物多樣性上的效應(yīng)進(jìn)行了研究。通過圖3可知，DBP污染降低了黑土微生物的多樣性指數(shù)和豐富度；6個(gè) RADP引物產(chǎn)生的條帶數(shù)在 20～50之間，隨著DBP濃度的增加抑制效應(yīng)增強(qiáng)，且在污染處理第5天時(shí)，黑土微生物多樣性指數(shù)（r2=0.68*，n=15）和豐度（r2=0.71*，n=15）與DBP污染濃度呈顯著負(fù)相關(guān)，隨培養(yǎng)時(shí)間的增長，有減緩的趨勢，但是在25 d內(nèi)并未完全消除（圖3A和3B）。

3 討論

圖2 在DBP污染過程中黑土功能微生物菌群的數(shù)量變化Fig. 2 The amount changes of the metabolic microflora in black soils under DBP contaminations

圖3 在DBP污染過程中黑土微生物多樣性（A）和豐度（B）Fig. 3 The changes of microbial diversity (A) and richness (B) in black soil under DBP contaminations

土壤中存在著大量的微生物菌群，催化土壤中生物化學(xué)反應(yīng)，參與營養(yǎng)元素的循環(huán)過程（Anderson，2003），其數(shù)量和活性直接關(guān)系到土壤的生態(tài)系統(tǒng)功能（Blagodatskaya et al.，2013）。土壤中細(xì)菌、真菌、放線菌的區(qū)系變化是衡量土壤微生物區(qū)系狀況的重要指標(biāo)（薛超等，2011）。本試驗(yàn)中，DBP污染處理后，黑土中的細(xì)菌、真菌和放線菌在培養(yǎng)的前15 d內(nèi)均受到抑制，且抑制效應(yīng)與DBP濃度呈現(xiàn)正相關(guān)（圖1），說明DBP污染改變了黑土微生物的區(qū)系結(jié)構(gòu)；在15 d后，DBP對微生物區(qū)系的抑制效應(yīng)逐漸降低，低濃度處理與對照無差異，細(xì)菌數(shù)量恢復(fù)的最為明顯，這可能是因?yàn)?/p>

細(xì)菌具有對污染土壤更快的適應(yīng)性，在生理上對污染物能較快產(chǎn)生抗性（Edvantoro et al.，2003），這一結(jié)果與Edvantoro et al.（2003）在受DDT污染的土壤中微生物區(qū)系變化相類似。在黑土中也存在著大量的功能微生物菌群，且在維持黑土肥力方面起著至關(guān)重要的作用（王志剛等，2012）。結(jié)果表明，在 DBP污染過程中黑土中功能微生物菌群數(shù)量發(fā)生了變化，其中氮代謝功能菌群（自生固氮菌和亞硝酸氧化菌）與磷代謝功能菌群（無機(jī)磷細(xì)菌）均受到DBP污染的抑制，而鐵細(xì)菌的數(shù)量受到了DBP污染的促進(jìn)，說明 DBP污染改變了黑土中功能微生物菌群豐度，進(jìn)而有可能影響黑土的物質(zhì)循環(huán)與代謝。而且，這些微生物與植物的根系接觸緊密，為植物提供養(yǎng)分促其生長（Vessey，2003），因此，DBP污染有可能通過影響土壤肥力，從而影響作物的生長（陳桐等，2015）。

生物多樣性是用來評價(jià)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性與健康度的重要指標(biāo)，郭楊等（2010）在水稻土上的研究結(jié)果表明，鄰苯二甲酸酯復(fù)合污染降低了水稻土微生物的多樣性，而謝慧君等（2009）在紅壤上的研究結(jié)果表明，鄰苯二甲酸酯污染導(dǎo)致土壤微生物多樣性增加，Wang et al.（2015）研究結(jié)果表明，鄰苯二甲酸二甲酯（DMP）污染改變了黑土微生物群落結(jié)構(gòu)，降低了黑土微生物多樣性。本研究發(fā)現(xiàn)，黑土微生物的豐富度和多樣性受到 DBP污染的抑制，這與在水稻土中的研究結(jié)果相似，也與 DMP對黑土微生物多樣性的影響相一致。土壤微生物多樣性減少，表明土壤健康受損。且高濃度DBP（10、20和40 mg·kg-1）污染的抑制效應(yīng)在25 d內(nèi)未消除，說明 DBP污染導(dǎo)致黑土微生物多樣性（至少在短期內(nèi)）無法快速恢復(fù)，進(jìn)而影響黑土生態(tài)系統(tǒng)功能（Graham et al.，2014），威脅黑土的可持續(xù)利用。

導(dǎo)致以上現(xiàn)象的原因，可能是由于酞酸酯類有機(jī)物在微生物細(xì)胞質(zhì)膜上積累，降低質(zhì)膜的流動(dòng)性（Cartwright et al.，2000），引起黑土微生物區(qū)系、功能微生物菌群和多樣性變化。但是 DBP污染過程中微生物菌群結(jié)構(gòu)與功能更為精準(zhǔn)的變化，還需要進(jìn)一步解釋，這一點(diǎn)也是下一步研究的重點(diǎn)。

4 結(jié)論

通過研究黑土微生物區(qū)系、功能菌群和多樣性的變化發(fā)現(xiàn)，黑土微生物區(qū)系結(jié)構(gòu)，功能代謝菌群數(shù)量和微生物的遺傳多樣性均受到 DBP污染的影響，這種影響有可能改變黑土的生態(tài)系統(tǒng)功能，從而威脅到黑土的可持續(xù)利用性。

致謝：Kui Chen教授在論文寫作過程中提供了寶貴意見，謹(jǐn)致謝忱！

ANDERSON T H. 2003.Microbial eco-physiological indicators roasses soil quality [J]. Agriculture Ecosystems & Environment, 98(1-3): 285-293.

BLAGODATSKAYA E, KUZYAKOV Y. 2013. Active microorganisms in soil: Critical review of estimation criteria and approaches [J]. Soil Biology & Biochemistry, 67(6): 192-211.

CARTWRIGHT C D, THOMPSON I P, BURNS R G. 2000. Degradation and impact of phthalate plasticizers on soil microbial communities [J]. Environmental Toxicology and Chemistry, 19(5): 1253-1261.

CHEN X, AN H, AO L, et al. 2011. The combined toxicity of dibutyl phthalate and benzo (a) pyrene on the reproductive system of maleSprague Dawley rats in vivo [J]. Journal of Hazardous Materials, 186(1): 835-841.

EDVANTORO B B, NAIDU R, MEGHARAJ M, et al. 2003. Changes in microbial properties associated with long-term arsenic and DDT contaminated soils at disused cattle dip sites [J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 55(3): 344-351.

GRAHAM E B, WIEDER W R, LEFF J W, et al. 2014. Do we need to understand microbial communities to predict ecosystem function? A comparison of statistical models of nitrogen cycling processes [J]. Soil Biology & Biochemistry, 68(1): 279-282.

HE L Z, GIELEN G, BOLAN, N S, et al. 2015. Contamination and remediation of phthalic acid esters in agricultural soils in China: a review [J]. Agronomy for Sustainable Development, 35(2): 519-534.

HENS G A, CABALLOS A M P. 2003. Social and economic interest in the control of phthalic acid esters [J]. Trac-Trends in Analytical Chemistry, 22(11): 847-857.

JIN D C, KONG X, CUI B J, et al. 2013. Biodegradation of di-n-butyl phthalate by a newly isolated Halotolerant Sphingobium sp. [J]. International Journal of Molecular Sciences, 14(12): 24046-24054.

JUSSELME M D, MIAMBI E, MORA P, et al. 2013. Increased lead availability and enzyme activities in root-adhering soil of Lantana camara during phytoextraction in the presence of earthworms [J]. Science of the Total Environment, 445-446: 101-109.

LIU J J, SUI Y Y, YU Z H, et al. 2014. High throughput sequencing analysis of biogeographical distribution of bacterial communities in the black soils of northeast China [J]. Soil Biology & Biochemistry, 70(2): 113-122.

MICHAEL P R, ADAMS W J, WERNER A E, et al. 1984. Surveillance of phthalate-esters in surface waters and sediments in the United-States [J]. Environmental Toxicology and Chemistry, 3(3): 377-89.

ORGIAZZI A, DUNBAR M B, PANAGOS P, et al. 2015. Soil biodiversity and DNA barcodes: opportunities and challenges [J]. Soil Biology & Biochemistry, 80(2): 244-250.

VESSEY J K. 2003. Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers [J]. Plant and Soil, 255(2): 571-586.

WANG J, LUO Y M, TENG Y, et al. 2013. Soil contamination by phthalate esters in Chinese intensive vegetable production systems with different modes of use of plastic film [J]. Environmental Pollution, 180(3): 265-273.

WANG Z G, HU Y L, XU W H, et al. 2015. Impacts of dimethyl phthalate on the bacterial community and functions in black soils [J]. Frontiers Microbiology, 6: 405. doi: 10.3389/fmicb.2015.00405.

XU G, LI F S, WANG Q H. 2008. Occurrence and degradation characteristics of dibutyl phthalate (DBP) and di-(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) in typical agricultural soils of China [J]. Science of the Total Environment, 393(2-3): 333-340.

YANG C F, WANG C C, CHEN C H. 2014. Di-n-butyl phthalate removal by strain Deinococcus sp. R5 in batch reactors [J]. International

Biodeterioration & Biodegradation, 95: 55-60.

YANG W H, ZHANG T X, LI S L, et al. 2014. Metal removal from and microbial property improvement of a multiple heavy metals contaminated soil by phytoextraction with a cadmium hyperaccumulator Sedum alfredii H [J]. Journal of Soils and Sediments, 14(8): 1385-1396.

ZHENG X X, ZHANG B T, TENG Y G. 2014. Distribution of phthalate acid esters in lakes of Beijing and its relationship with anthropogenic activities [J]. Science of the Total Environment, 476-477: 107-113.

陳桐, 蔡全英, 吳啟堂, 等. 2015. PAEs脅迫對高/低累積品種水稻根系形態(tài)及根系分泌低分子有機(jī)酸的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 24(3): 494-500.

郭楊, 韓蕊, 杜文婷, 等. 2010. 鄰苯二甲酸酯復(fù)合污染對土壤微生態(tài)的影響[J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 23(11): 1410-1414.

林先貴. 2010. 土壤微生物研究原理與方法[M]. 北京: 高等教育出版社: 123-186.

王志剛, 徐偉慧, 莫繼先, 等. 2012. 東北黑土區(qū)大豆根際促生菌群落組成研究[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 20(5): 592-596.

謝慧君, 石義靜, 滕少香, 等. 2009. 鄰苯二甲酸酯對土壤微生物群落多樣性的影響[J]. 環(huán)境科學(xué), 30(5): 1286-1291.

薛超, 黃啟為, 凌寧, 等. 2011. 連作土壤微生物區(qū)系分析、調(diào)控及高通量研究方法[J]. 土壤學(xué)報(bào), 48(3): 612-618.

王志剛1,2*，由義敏1，徐偉慧1，蘇云鵬1，胡影1，劉帥1，胡云龍1，趙曉松1
1. 齊齊哈爾大學(xué)生命科學(xué)與農(nóng)林學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006；2. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001

Response of the Abundance and Diversity of Microbes in Black Soil to Di-n-butyl Phthalate Contamination

WANG Zhigang1,2*, YOU Yimin1, XU Weihui1, SUYunpeng1, HU Ying1, LIUShuai1, HUYunlong1, ZHAOXiaosong1
1. Institute of Life Science and Agriculture and Forestry, Qiqihar University, Qiqihar 161006, China 2. Institute of Municipal Environment and Engineering, Harbin Industry University, Harbin 150001, China

Di-n-butyl phthalate (DBP), belonging to the family of phthalic acid esters, is a plasticizer and widely used in the world for many years. Nowadays, it has become a ubiquitous environmental pollutant and listed as an environmental priority pollutant by China's Environmental Monitoring Center and United States Environmental Protection Agency. The purpose of this study is to estimate the responses of the bacterial community, typical functional bacteria and bacterial biodiversity in black soil to DBP (0, 5, 10, 20 and 40 mg·kg-1) contamination. The results showed that the amounts of bacteria, fungi and actinomycetes in black soil were reduced by DBP contaminations, and the inhibitions, which did not disappear within 25 d, were correlated with DBP concentration. To confirm the phenomena, the further studies were performed with nitrogen fixing bacteria, nitrite-oxidizing bacteria, inorganic phosphorus bacteria and iron bacteria, separately. The similar results were obtained. However, as an exception, the growth of iron bacteria were promoted by DBP contamination. The studies, which based on RAPD method, showed DBP contamination decreased the richness and Shannon-Weanier index. Therefore, it could be drawn that DBP could impact the ecosystem functions by affecting the microflora, functional bacteria and biodiversity in black soil, and even threaten the sustainable utilization of black soil for agriculture.

Di-n-butyl phthalate (DBP); black soil; bacterial community; functional bacteria; bacterial biodiversity

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.10.020

X171.5

A

1674-5906（2015）10-1725-06

王志剛，由義敏，徐偉慧，蘇云鵬，胡影，劉帥，胡云龍，趙曉松. 黑土微生物豐度和多樣性對鄰苯二甲酸二丁酯污染的響應(yīng)[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2015, 24(10): 1725-1730.

WANG Zhigang, YOU Yimin, XU Weihui, SUYunpeng, HU Ying, LIUShuai, HUYunlong, ZHAOXiaosong. Response of the Abundance and Diversity of Microbes in Black Soil to Di-n-butyl Phthalate Contamination [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(10): 1725-1730.

黑龍江省教育廳高校青年學(xué)術(shù)骨干支持計(jì)劃項(xiàng)目（1245G068）

王志剛（1980年生），男，副教授，博士，研究方向?yàn)榄h(huán)境微生物學(xué)。E-mail: wzg1980830@sina.com *通信作者。

2015-05-19