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生态环境学报 2023,32(9):1700-1708 http:/ Ecology and Environmental Sciences E-mail: 基金项目：上海市地方能力建设计划项目（20090503200）；国家重点研发计划项目（2020YFC1808802）作者简介：石润（1996 年生），女，硕士研究生，主要研究方向为土壤改良与修复。E-mail:*通讯作者：李法云。E-mail: 收稿日期：2023-05-26 凤仙花种子包衣载体固定化微生物修复石油烃污染土壤的效应 石润1,2，李法云1,2*，周纯亮1,3，王玮1,3，周艳秋1,2 1.上海应用技术大学生态技术与工程学院，上海 201418；2.美丽中国与生态文明研究院（上海高校智库），上海 201418；3.上海城市路域生态工程技术研究中心，上海 201418 摘要：土壤石油烃污染已成为全球环境问题之一。生物修复技术具有绿色、低碳、低成本的显著优点，发挥植物和微生物的协同作用是提高有机污染土壤修复效率的重要途径。为了提高植物在污染土壤中的存活率以及保持微生物的活性，以观赏园艺植物凤仙花（Impatiens balsamina L.）作为修复植物，结合种子包衣技术和微生物固定化技术，使用包衣材料海藻酸钠 10.0 gL1膨润土 35.0 gL1以及生物炭 8.00 gL1，交联剂氯化钙 50.0 gL1，采用包埋-交联法先对凤仙花种子包衣处理，然后以凤仙花种子包衣为载体固定化石油烃高效降解菌琼氏不动杆菌（Acinetobacter junii，Hsr2a），通过盆栽试验，研究在总石油烃（Total petroleum hydrocarbons，TPHs）质量分数为 10.4 gkg1的条件下，凤仙花种子包衣载体固定化微生物对土壤 TPHs去除率的影响。结果表明，经过 40 d 盆栽修复，包衣处理的凤仙花较裸种凤仙花植物长势更好。通过对比不同处理组（CK空白对照，T1 添加游离微生物，T2 裸种凤仙花，T3 凤仙花包衣种，T4 凤仙花包衣种并添加游离微生物，T5 凤仙花种子包衣载体固定化微生物）的土壤脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶、多酚氧化酶活性、微生物群落多样性以及 TPHs 去除率，发现 T5的土壤脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶、多酚氧化酶活性分别增加了 85.8%、8.72%、56.1%、62.1%；T5 的 Shannon 指数最高，土壤物种分布最均匀；同时 T5 的绿弯菌门（Chloroflexi）占比增加了 54.8%，土壤的微生物群落多样性提高；T5 的 TPHs 去除率最高达到 45.1%，是其他处理组的 1.533.53 倍。综上，凤仙花种子包衣载体固定化微生物能强化植物-微生物修复能力。研究结果可为种子包衣载体固定化微生物修复石油烃污染土壤提供依据。关键词：石油烃；生物修复；凤仙花；种子包衣；微生物群落；固定化微生物 DOI:10.16258/ki.1674-5906.2023.09.017 中图分类号：X53 文献标志码：A 文章编号：1674-5906（2023）09-1700-09 引用格式：石润,李法云,周纯亮,王玮,周艳秋,2023.凤仙花种子包衣载体固定化微生物修复石油烃污染土壤的效应J.生态环境学报,32(9):1700-1708.SHI Run,LI Fayun,ZHOU Chunliang,WANG Wei,ZHOU Yanqiu,2023.The effect of using Impatiens Balsam seed coat as a carrier for immobilized microorganisms to remediate petroleum hydrocarbon-contaminated soil J.Ecology and Environmental Sciences,32(9):1700-1708.土壤石油烃污染是一个严重的环境问题（Agarwal et al.，2009），石油在开采、储存、运输和加工过程中的意外泄露是土壤中石油烃污染物的主要来源（Nzila et al.，2021），石油进入环境会影响土壤理化性质（Ossai et al.，2020），动植物生存（Hentati et al.，2013；Ramadass et al.，2015），甚至危害到人类健康（Luo et al.，2019），石油烃污染土壤的修复治理是一项关系到环境污染、农业生产和人类健康的重要课题（刘五星等，2007）。石油烃污染土壤的生物修复技术主要有植物修复（Asiabadi et al.，2018；Li et al.，2023）、微生物修复（Ajona et al.，2021；Li et al.，2021）以及植物-微生物联合修复（郑学昊等，2017；Rafique et al.，2023）。植物修复技术主要是利用某些特定的植物可以吸收、转移、挥发、富集或者降解污染物的特性，从而达到修复的效果（Escalante-espinosa et al.，2005）。微生物修复技术可以在基本不破坏原环境的情况下，将土壤中的有机污染物的毒性减轻，或者将其直接降解为二氧化碳、甲烷、水等一些对环境无害的物质（Ron et al.，2014）；植物-微生物联合修复技术，主要利用了植物与微生物之间的相互协同作用，一方面，植物根际环境条件很好，微生物能够以植物根系分泌物作为养分，迅速生长繁衍（Hou et al.，2021），另一方面，微生物还能以自身新陈代谢作用实现对土壤石油烃污染物的降解（Romantschuk et al.，2000）。石润等：凤仙花种子包衣载体固定化微生物修复石油烃污染土壤的效应 1701 已有研究表明，黑麦草（Hussain et al.，2018，2022）（Lolium perenne L.）、高羊茅（Lee et al.，2021；Yuan et al.，2023）（Festuca elata）、紫花苜蓿（姚伦芳等，2014；Kuzina et al.，2022）（Medicago sativa L.）、油菜（王艳杰，2017）（Brassica napus L.）和紫松果菊（张晓庆等，2018）（Echinacea purpurea）等植物均能在不同程度上加速对石油烃的降解，主要通过植物根系吸收运输、挥发、降解等作用去除土壤中的石油烃污染物（Panchenko et al.，2023；Shen et al.，2023）。本研究选用凤仙花为供试植物，凤仙花（Impatiens balsamina L.）是凤仙花科凤仙花属的常见观赏园艺植物，不仅可以起到美化人居环境的作用，而且还能修复石油污染土壤（Cai et al.，2010），并避免将污染物及其代谢物引入食物链，选用凤仙花植物降解土壤中的石油烃污染具有一定的现实意义，植物修复技术常与微生物修复技术联合使用，但植物-微生物的联合修复只是植物和微生物的简单组合，存在植物、微生物存活率低的缺点，导致修复效果不好，本研究结合了种子包衣技术和微生物固定化技术，先对植物种子做包衣处理，提高植物的发芽率和存活率，然后以植物种子包衣为载体，负载石油烃高效降解菌琼氏不动杆菌（Acinetobacter junii，Hsr2a），这样既能起到保护植物的作用，也为微生物提供了有利的生存环境。现已有研究利用油菜包衣种子固定化石油烃复合降解菌剂，修复多环芳烃污染土壤，油菜在污染土壤中种植 50 d 之后，油菜包衣种子固定化菌剂处理组的多环芳烃降解率达到了 98.5%（赵琦慧等，2022）。该研究旨在生产一种新型复合生物型种子包衣载体，研究风仙花种子包衣固定化微生物对石油烃污染土壤的修复效果，为复合生物型种子包衣载体的生产提供理论支撑，也为新型植物-微生物联合修复技术提供有力的数据支撑和依据。1 材料与方法 1.1 实验材料 供试土壤：石油污染原状土取自辽河油田，pH为 8.92，污染土壤总石油烃（Total petroleum hydrocarbons，TPHs）含量采用重量法测定为 71.6 gkg1，实验所用的清洁土壤来自上海应用技术大学奉贤校区植物园，pH 为 6.65。土壤样品采集之后，去除大的石块、动植物残体以及其他杂质后，自然风干，研磨后过 2 mm 筛后备用。把准备好的清洁土壤和污染土壤按照一定的比例充分搅拌混匀，最终得到的供试石油污染土的 TPHs 浓度为 10.4 gkg1。凤仙花（Impatiens balsamina L.）种子：植物种子采购自酒泉市蓝翔园艺种苗有限责任公司。包衣剂材料：种衣剂填充材料包括钠基膨润土和生物炭，钠基膨润土来自宿迁然泽电子商务有限公司，过 0.15 mm 筛后备用；生物炭由黄花菜秸秆和累托石共同以 31 的质量比在 600 下炭化 1 h后制得，过 0.075 mm 筛后备用。石油烃降解菌：琼氏不动杆菌（Acinetobacter junii，Hsr2a）由中国科学院微生物研究所提供。1.2 实验设计 种子包衣固定化微生物的制备：以 10.0 gL1的海藻酸钠（SA）作为包埋剂，50.0 gL1的 CaCl2溶液作为交联剂，35.0 gL1的钠基膨润土和 8.00 gL1的生物炭作为填充剂，所有包衣材料（膨润土、生物炭、SA）充分混合均匀之后制得包衣剂，将包衣剂与活化离心后的石油烃降解菌 Hsr2a 充分混均制得含菌包衣剂，凤仙花种子经消毒处理后，置于上述配制好的含菌包衣剂中，使用塑料吸管，然后吸取溶液中的种子，滴入 CaCl2溶液中，交联固定 4 h，取出包衣种子用蒸馏水洗去多余的 CaCl2溶液，则得到凤仙花种子包衣载体固定化微生物。实验处理组设置为 6 个（见表 1）：T1 直接添加游离微生物，T2 种植裸种凤仙花，T3 种植凤仙花包衣种，T4 种植凤仙花包衣种并添加游离微生物，T5 种植凤仙花种子包衣载体固定化微生物，空白对照组 CK 不种植物也不添加游离微生物。每个处理设置 3 个重复。称取 600 g 配制好的供试石油污染土，加入花盆（高 12 cm、直径 13 cm）中，加适量水至土壤水分含量约为 60.0%，每个盆栽处理种植 10 棵凤仙花。1.3 测定指标及方法 植物生理指标：在取出植物之前，先使用游标卡尺，测量凤仙花叶片的叶和宽，然后取出整株凤仙花植物，用蒸馏水洗净，擦干表面水分，使用精密电子天平称质量得到植物鲜质量，最后使用游标卡尺测定凤仙花植物的根长与茎长。土壤酶活的测定：土壤过氧化氢酶、脱氢酶、脲酶和多酚氧化酶酶活的测定均采用相应试剂盒（苏州科铭生物技术有限公司）的方法步骤测定。表 1 不同处理组设置 Table 1 Different processing group settings 实验组处理方式 石油烃主要降解方式 CK T1 T2 T3 T4 T5 种子和微生物均不添加 添加游离微生物 凤仙花(裸种)凤仙花(包衣种子)凤仙花(包衣种子)+游离微生物 凤仙花种子包衣载体固定化微生物 自然挥发和降解 生物降解 植物降解 种衣剂-植物降解 植物降解-生物降解 固定化微生物-植物降解 1702 生态环境学报 第 32 卷第 9 期（2023 年 9 月）土壤 TPHs 含量的测定：采用超声-萃取重量法（朱文英，2014），称取 2.00 g 风干土样，置于 15.0 mL 离心管中，然后加入 10.0 mL 二氯甲烷，在 100 W，20 的条件下超声萃取 15 min，4000 rmin1、20 条件下离心 10 min，上清液倒入 50.0 mL 已恒重且已称重的小烧杯中，此步骤一共重复 3 次。将小烧杯置于通风橱中，待二氯甲烷溶剂全部挥发之后，再次对小烧杯进行称质量，然后计算 TPHs 的含量。土壤微生物多样性测定：土壤中微生物多样性采用高通量测序方法测定。1.4 数据分析方法 采用 SPSS 26.0 软件进行单因素方差分析（P0.05），显著性检验采用邓肯法，不同小写字母标记表示差异显著，相同小写字母标记表示差异不显著；使用 Origin 2018 软件作图；使用上海美吉生物云平台对试验数据进行处理和作图。2 结果与讨论 2.1 土壤中石油烃的消减 由图 1 可知，与 CK 相比较，其他处理组的土壤 TPHs 去除率呈增加的趋势。比较 T1 与 CK、T4与 T3，T1 和 T4 在添加游离微生物之后，土壤 TPHs去除率较 CK 和 T3 分别增加了 52.7%、10.6%，这主要可能是添加微生物的作用，微生物能增强对石油烃污染物的去除效果（霍乾伟等，2022）。比较 T3和 T2，T3 处理的土壤 TPHs 去除率增加了 19.5%，包衣处理减轻了污染物对植物的毒害作用，植物得以正常生长，因此污染物去除率增加。T2、T3、T4、T5 与 CK、T1 相比较，TPHs 去除率增加，说明凤仙花植物能够促进污染物的去除，有研究表明凤仙花对 TPHs10000 mgkg1的污染土壤具有良好的耐受性和修复能力（Cai et al.，2010）。对比不同处理，其中 T5 的 TPHs 去除率最高为 45.1%，表明种子包衣技术与微生物固定化技术的结合，能够实现种子包衣载体对微生物的固定化，并促进植物生长、保护植物以及维持微生物活性、促进微生物代谢、促进微生物与植物的协同作用，从而提高对石油烃污染土壤的修复效果。现已有研究成功利用油菜包衣种子固定化石油烃复合降解菌剂，修复多环芳烃污染土壤，修复率高达 98.5%（赵琦慧等，2022）。2.2 凤仙花生长状况 不同处理的凤仙花生长情况如表 2，与 T2 裸种相比较，其他包衣处理组（T3、T4、T5）的凤仙花发芽率增加了 8.82%14.7%，植物叶长增加了8.74%40.4%，植物叶宽增加了 0.63%22.2%，植物根长增加了 44.0%57.5%，植株生物量增加了29.5%45.4%，包衣处理组的凤仙花长势更好，这可能是因为包衣剂起到保护植物的作用，并且包衣处理的植物种子能够从包衣剂中获得更多的营养物质以供自身生长发育（张琛，2019），因此包衣处理组的 TPHs 去除率也较高。观察表格数据，发现凤仙花种子包衣载体固定化微生物 T5 的植株生物量最大，而 T5 处理组的 TPHs 去除率也是最高的，植物的长势与 TPHs 去除率呈正相关，同时因为采用凤仙花种子包衣对微生物进行固定，包衣种子为微生物提供了适宜生存繁衍的环境，微生物的活性得以保持，所以微生物能够发挥最大的作用以降解污染物，微生物与植物的协同作用（张金秋等，2022）能有效促进 TPHs 的去除。表 2 凤仙花的生长情况 Table 2 The growth of Impatiens 处理 发芽率/%叶长/cm 叶宽/cm 茎长/cm 根长/cm 生物量/(101 g)T2 T3 T4 T5 85.05.77b 92.55.00ab 95.05.77a 97.55.00a 1.400.16b 1.520.20b 1.680.03b 1.970.12a 1.370.09b 1.380.14b 1.490.10ab 1.680.04a 7.430.32a 6.841.59a 6.311.13a 7.630.67a 7.613.60a 10.93.03a 11.94.18a 11.91.61a 1.830.09b 2.370.59ab 2.410.08ab 2.660.23a 不同小写字母表示不同处理间存在显著差异（P0.05），n=3，下同 图 1 不同处理对 TPHs 去除率的影响 Figure 1 Effect of different treatments on total hydrocarbon removal efficiency ddcbcbaCKT1T2T3T4T50102030405060包衣不同处理组去除率/%CK 空白对照T1 游离微生物T2 凤仙花裸种T3 凤仙花包衣种T4 凤仙花包衣种+游离微生物T5 种子包衣固定化微生物石润等：凤仙花种子包衣载体固定化微生物修复石油烃污染土壤的效应 1703 2.3 土壤酶活性 为了评价不同修复处理对土壤的改良效果，测定分析了不同处理的土壤脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶以及多酚氧化酶活性，土壤酶活性与土壤微生物量和土壤肥力呈正相关，也是土壤健康和质量的关键性指标（张焱华等，2007）。2.3.1 对土壤脱氢酶活性的影响 不同处理的土壤脱氢酶活性差异如图 2a。在修复石油烃污染土壤的过程中，脱氢酶能起到活化石油烃中氢原子的作用，然后传递给相应的受氢体，以此实现对石油烃的转化和氧化作用（李广贺等，2002）。大多数情况下，微生物去除石油烃类污染物的过程是从脱氢开始的，因此脱氢酶活性越高代表微生物的活性越高，微生物活性高也就意味着污染物的去除效果好（李广贺等，2002）。由图 2a 可知，T1 比 CK 增加了 33.6%，T3 比 T2 增加了 20.2%，T5 比 T4 增加了 7.59%，添加微生物、对植物种子包衣处理、对微生物固定化处理均能在一定程度上提高土壤脱氢酶活性，从而增强对 TPHs 的去除。比较T5和CK，T5的脱氢酶活性显著增加了85.8%，说明 T5 的微生物活性最好，污染物的去除效果好，观察脱氢酶活性的变化趋势，发现与 TPHs 去除率的变化趋势基本一致。有研究利用根瘤菌与绿豆和花生联合修复芘污染土壤，结果发现土壤的脱氢酶活性增加，同时芘的去除率增加（黄河等，2019）。2.3.2 对土壤过氧化氢酶活性的影响 土壤过氧化氢酶是通过生物呼吸、有机物质氧化而形成的，它能够破坏过氧化氢，从而减轻对生物体的毒性（蔺昕等，2005）。不同处理的土壤过氧化氢酶活性如图 2b 所示，对比各组数据，T1 比 CK增加了 1.81%，T3 比 T2 增加了 2.67%，T5 比 T4增加了 3.08%，但不显著，说明添加微生物、对植物种子包衣处理的措施导致环境中微生物活性增强，从而促进了微生物对过氧化氢的分解，因此土壤过氧化氢酶活性增强。T5 处理的土壤过氧化氢酶活性最高为 42.9 mold1g1，与 CK 相比显著增加了 8.72%，T5 采用凤仙花种子包衣固定化微生物，为微生物的生存繁衍提供了适宜的环境，微生物活性得以保持，因此可以高效的分解过氧化氢，从而过氧化氢酶分泌增加。观察过氧化氢酶活性的变化趋势，发现与 TPHs 去除率的变化趋势基本一致。已有研究利用生物炭固定化微生物修复石油烃污染土壤，结果发现 TPHs 去除率增加，同时土壤过氧化氢酶活性也增强（石丽芳等，2021）。2.3.3 对土壤脲酶活性的影响 脲酶与土壤的氮素循环有关，它可以水解有机dcdbcabcabacbcbcabababbaaaadcdcbcabaCKT1T2T3T4T50306090120150180210CK 空白对照T1 游离微生物T2 凤仙花裸种T3 凤仙花包衣种T4 凤仙花包衣种+游离微生物T5 种子包衣固定化微生物脱氢酶活性/(gd1g1)(a)不同处理的土壤脱氢酶活性CKT1T2T3T4T53032343638404244464850CK 空白对照T1 游离微生物T2 凤仙花裸种T3 凤仙花包衣种T4 凤仙花包衣种+游离微生物T5 种子包衣固定化微生物过氧化氢酶活性/(gd1g1)(b)不同处理的土壤过氧化氢酶活CKT1T2T3T4T560708090100110120130140150160CK 空白对照T1 游离微生物T2 凤仙花裸种T3 凤凤凤凤凤凤T4 凤仙花包衣种+游离微生物T5 种子包衣固定化微生物脲酶活性/(gd1g1)(c)不同处理的脲酶活性CKT1T2T3T4T551015202530CK 空白对照T1 游离微生物T2 凤仙花裸种T3 凤仙花包衣种T4 凤仙花包衣种+游离微生物T5 种子包衣固定化微生物多酚氧化酶活性/(mgd1g1)(d)不同处理的多酚氧化酶活性 图 2 不同处理的土壤酶活性 Figure 2 Soil enzyme activity under different treatments 1704 生态环境学报 第 32 卷第 9 期（2023 年 9 月）物的碳氮键，脲酶对土壤中的有机氮向有效氮转化的过程有促进作用，氮素的转化有利于土壤微生物的生长（王华金等，2013）。不同处理的土壤脲酶活性如图 2c 所示：有植物的处理组（T2、T3、T4、T5）较无植物的处理组（CK 和 T1）土壤脲酶活性均显著增加，T1 比 CK 增加了 13.1%，T2、T3、T4、T5 与 CK 相比较，土壤脲酶活性分别显著增加了47.1%、47.5%、50.8%、56.1%，T3 和 T2 的土壤脲酶活性几乎没有差异。在添加微生物以及植物的作用下，土壤脲酶活性增强，从而微生物活性增加，并且植物的影响作用大于只添加微生物的影响作用，植物可能促进了微生物的生长，但是植物种子包衣处理对土壤脲酶活性几乎没有影响，T5 凤仙花种子包衣固定化微生物的土壤脲酶活性略高于其他处理组，凤仙花种子包衣固定化微生物对提高土壤脲酶活性有一定的作用。观察脲酶活性的变化趋势，发现与 TPHs 去除率的变化趋势具有一定的相关性。2.3.4 对土壤多酚氧化酶活性的影响 石油烃污染物在被降解的过程中会伴随酚类物质的产生，酚类物质的含量与土壤多酚氧化酶活性强弱呈正相关，所以多酚氧化酶活性越高，石油烃类物质降解越多（石丽芳等，2021）。不同处理土壤多酚氧化酶活性如图 2d：与对照组相比，其他处理组多酚氧化酶活性呈增加的趋势，T1 比 CK 增加了 16.1%，T2、T3、T4、T5 与 CK 相比较，土壤多酚氧化酶活性分别显著增加了 26.7%、30.1%、47.8%、62.1%，而 T3 比 T2 的土壤多酚氧化酶活性增加了 2.69%，T5 比 T4 增加了 9.66%，土壤多酚氧化酶活性的变化趋势与 TPHs 去除率的变化趋势基本一致。微生物的添加、植物的作用均能显著提高土壤多酚氧化酶活性，尤其是利用凤仙花种子包衣固定化微生物，土壤多酚氧化酶活性大大增强，这可能是因为在固定化作用下，与多酚氧化酶相关的土壤微生物以石油烃作为碳源，导致多酚氧化酶活性增强，从而提高 TPHs 去除率。2.4 土壤微生物多样性 在石油烃污染土壤中，土壤中的某些微生物具有高抗性或是能以石油烃类有机物为碳源进行生长代谢繁殖，从而逐渐形成优势微生物，但是另外一些微生物可能难以抵抗毒性而死亡，导致土壤微生物多样性锐减，从而导致环境恶化（Shahi et al.，2017）。在修复石油烃污染土壤的过程中，随着石油烃含量逐渐降低，环境中的优势微生物数量下降，而微生物多样性增加，与受石油污染环境并不持平，因此土壤微生物群落组成及微生物多样性能够评估污染场地修复进程（Atlas et al.，2015）。2.4.1 多样性分析 对不同处理进行 多样性分析，得到微生物多样性指数表（表 3），观察 Coverage 指数，不同处理样品的覆盖度均在 98%以上，表明数据有效可做分析；观察 Ace 和 Chao1 指数，T1 的指数值最高，代表 T1 的物种丰富度最高，这可能是因为游离微生物的添加增加了物种丰富度，T5 的指数值最低，T5 凤仙花种子包衣载体固定化微生物可能导致优势菌产生，所以物种丰度降低；观察 Shannon 和 Simpson指数，T5 的 Shannon 指数最高，说明 T5 的物种分布更均匀，固定化微生物处理可能在一定程度上提高了微生物的多样性，其他处理组较 CK，Simpson指数降低，物种分布不均匀，微生物多样性下降。微生物的添加会影响土壤微生物群落结构，增加微生物数量和多样性（Li et al.，2021）。由于凤仙花种子包衣载体固定化微生物 T5 中可能产生了优势菌，而且 T5 的物种分布最均匀，T5 的微生物活性可能增强，从而促进了石油烃污染物的去除。2.4.2 群落组成分析 不同处理在门水平上的物种群落占比如图 3 所示。与 CK 相比较，除 T3 的绿弯菌门（Chloroflexi）占比降低，其他处理的绿弯菌门（Chloroflexi）、厚壁菌门（Firmicutes）占比均增加，其中 T5 的绿弯菌门（Chloroflexi）占比最高为 9.32%，其次为 T4和 T1 分别为 7.39%、6.71%，绿弯菌门是光合微生物，它能与有机物结合，产生能量，有利于土壤能量的循环利用（Meidute et al.，2008）。微生物的作用可能促进了对土壤中绿弯菌门（Chloroflexi）数量的增加，其中种子包衣固定化微生物处理的影响作用最大，绿弯菌门（Chloroflexi）数量的增加可能对石油烃污染物的去除有促进作用，这与 TPHs 去除率的变化基本保持一致。已有研究表明，微生物强化修复多环芳烃污染土壤，绿弯菌门（Chloroflexi）丰度增加（孙剑平等，2023）。在属水平上的群落 Heatmap 图如图 4 所示，群落 Heatmap 图主要以颜色梯度反映群落物种组成，表 3 不同处理的微生物多样性指数表 Table 3 Table of microbial diversity indices for different treatments 处理Ace Chao1 Coverage Shannon SimpsonCK T1 T2 T3 T4 T5 2 351.5192 407.0692 176.5382 290.3262 257.3122 170.4992282.7582 341.3752 119.8792 222.0172 213.3332 115.0020.982 0.983 0.986 0.983 0.984 0.986 5.776 6.021 5.986 5.901 5.937 6.060 0.010 6 0.008 0 0.008 1 0.008 8 0.008 8 0.006 9 石润等：凤仙花种子包衣载体固定化微生物修复石油烃污染土壤的效应 1705 纵坐标为不同物种名称，色块颜色梯度表示不同物种丰度。由图 4 可知，在属水平上，分枝杆菌属（Mycobacterium）、溶 杆 菌 属（Lysobacter）、Lmmundisolibacter、Cavicella、Lamia、Marmoricola等丰度较大，不同处理修复石油烃污染土壤的物种丰度差异较明显，在修复前期，接种的石油烃降解菌与土壤中的优势菌可能存在竞争关系，而在修复后期，接种的石油烃降解菌和土壤中的优势菌由于相互竞争，可能导致菌的死亡，从而土壤中可能会形成其他的优势菌群（石丽芳，2019）。不同处理对土壤环境的影响使土壤物种组成发生改变，从而影响石油烃污染物的去除效果。3 结论（1）与裸种处理相比较，种子经过包衣处理后，凤仙花发芽率增加了 8.82%14.7%，植物叶长增加了 8.74%40.4%，植物叶宽增加了 0.63%22.2%，植物根长增加了 44.0%57.5%，植株生物量增加了29.5%45.4%，说明包衣处理组的凤仙花长势更好，能间接促进对石油烃污染物的去除。（2）经过 40 d 的盆栽修复实验，不同处理组中，凤仙花种子包衣载体固定化微生物的 TPHs 去除率最高为 45.1%，是对照组的 3.53 倍。（3）凤仙花种子包衣载体固定化微生物能提高土壤脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶以及多酚氧化酶活 图 3 不同处理在门水平上的物种群落占比 Figure 3 The proportion of species community at phylum level in different treatments 1706 生态环境学报 第 32 卷第 9 期（2023 年 9 月）性，通过高通量测序分析，凤仙花种子包衣载体固定化微生物的 Shannon 指数最高，物种多样性最高，绿弯菌门（Chloroflexi）占比最高，促进了对污染物的去除，不同处理修复石油烃污染土壤的物种丰度差异较明显，可能有优势菌群产生。参考文献：AGARWAL T,KHILLARE P S,SHRIDHAR V,et al.,2009.Pattern,sources and toxic potential of PAHs in the agricultural soils of Delhi,India J.Journal of Hazardous Materials,163(2-3):1033-1039.AJONA M,VASANTHI P,2021.Bio-remediation of crude oil contaminated soil using recombinant native microbial strain J.Environmental Technology&Innovation,23(11):101635.ASIABADI F I,MIRBAGHERI S A,NAJAFI P,et al.,2018.Concentrations of petroleum hydrocarbons at different depths of soil following phytoremediation J.Environmental Engineering and Management Journal,17(9):2129-2135.ATLAS R M,STOECKEL D M,FAITH S A,et al.,2015.Oil biodegradation and oil-degrading microbial populations in marsh sediments impacted by oil from the deepwater horizon well blowout J.Environmental Science&Technology,49(14):8356-8366.CAI Z,ZHOU Q X,PENG S W,et al.,2010.Promoted biodegradation and microbiological effects of petroleum hydrocarbons by 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