微生物群落在修复重金属污染土壤过程中的作用

杨雍康 药栋 李博 李明锐 湛方栋 祖艳群 李元

摘要：总结了几种具有重金属耐性的微生物及耐性机制，并分析了微生物群落在重金属污染土壤修复过程中的作用。微生物主要以2种方式强化植物对重金属污染土壤的修复效果：一是微生物对重金属具有吸附作用，减轻土壤中重金属对植物的毒害;二是分泌有机酸及植物生长所需的营养物质促进超富集植物对重金属的吸收。耐受重金属的微生物主要以细菌居多，可能是因为细菌对环境具有更强的适应能力，在极端环境胁迫下具有更完善的抗性机制。微生物对重金属具有耐性是因为微生物可以分泌螯合剂与重金属生成螯合物，或通过铁载体络合作用等途径降低重金属的生物毒性，减轻重金属对微生物的危害。微生物对重金属污染土壤的修复具有显著影响，所以在修复过程中可以强化微生物功能。要重点研究根际微生物、根系和介质载体三者之间复合功能，结合污染土壤类型与植物群落配置的特点筛选耐受或吸附重金属的菌种和菌群。

关键词：土壤;重金属污染;微生物;重金属耐性

中图分类号：X592文献标识码：A文章编号：1000-4440（2020）05-1322-10

Abstract：Several heavy metal-tolerant microorganisms and their tolerant mechanisms were summarized，and the role of microbial communities in the process of heavy metal contaminated soil remediation was analyzed. The repairing effects of plants on heavy metal contaminated soils was mainly strengthened by microorganisms in two ways. In one way， microorganisms could absorb heavy metals and relieve the toxicity of heavy metals in soil to plants. In the other way， microorganisms could secrete organic acids and nutrients needed in plants growth to promote the absorption of heavy metals by hyperaccumulators. Most of the heavy metal-tolerant microorganisms were bacteria， the reason may be that bacteria have stronger adaptability to the environment and have more perfect resistant mechanism under extreme environmental stresses. Microorganisms were resistant to heavy metals because they can secrete chelating agents to form chelates with heavy metals， or reduce the biotoxicity of heavy metals by means of iron carrier complexation， and reduce the harm of heavy metals to microorganisms. Microorganisms had a significant impact on the repair of heavy metal contaminated soils， so the function of microorganisms could be enhanced during the process of repair. The composite functions between rhizosphere microorganisms， roots and media carriers should be studied with focus， and the microbial strains and floras that can tolerate or adsorb heavy metals can be screened by comprehensive consideration of the contaminated soil types with the allocation features of plant communities.

Key words：soil;heavy metal contamination;microorganism;heavy metal tolerance

隨着现代工业的快速发展，含有大量重金属的“三废”流入农田。土壤重金属污染会使土壤结构、组织和功能发生变化，影响农作物产量[1]，而且土壤中重金属存在隐蔽性、滞后性、不可逆性和治理困难等特点，要使土壤完全恢复至未污染的状态非常困难[2]。土壤重金属污染治理问题是当今的热点问题。现阶段修复土壤重金属污染的主要方法有物理修复、化学修复和生物修复[3]。植物修复是一种修复土壤重金属污染的生物修复，利用一些超富集植物将土壤中的重金属吸收到植物根部或转运到植物的地上部分，最后通过收割植物从而达到净化污染土壤的目的[4]。利用超富集植物可以有效减少土壤中重金属的含量[5]。施加钝化剂为原位化学修复方法，可以减少作物对重金属的吸收[6]，且钝化剂作为化学添加剂具有见效快、价格便宜等优点[7]。重金属污染的土壤在修复过程中微生物群落也会发生变化，且土壤微生物在不同的修复方式中也具有不同的作用。

化学修复已经广泛应用于重金属污染土壤的修复，主要包括淋洗法、化学钝化法和离子拮抗法等[8]。淋洗法是指利用外力作用推动化学淋洗液流过重金属污染土壤，将土壤中的污染物清洗迁移出去，随之对上一步的淋洗液进行处理或分离[9]。化学钝化修复法因见效快、操作简单以及适合大面积推广，近年来备受关注。土壤重金属钝化是向土壤中加入钝化剂，调节和改变土壤的理化性质，通过沉淀作用、吸附作用、配位作用、有机络合作用和氧化还原作用等改变重金属在土壤中的赋存形态和化学形态[10]，有效减少植物根系对重金属的吸收[11]。生物修复包括微生物修复、植物修复、动物修复和联合修复等类型[12]。其中植物修复技术属于原位修复技术，这种技术被认为是重金属污染土壤修复的最有效方法[13]。植物修复又包括植物提取和植物固定等方法，应用最广泛的是利用超富集植物对土壤重金属进行提取[14]。超富集植物是指植株体内重金属含量为普通植物10～500倍、富集系数和转运系数均大于1的植物[15]。富集系数是指植物体内重金属含量与土壤中重金属含量之比，转运系数是指植物地上部重金属含量与根部重金属含量之比。因为不同重金属性质不同，所以超富集植物对不同重金属的临界含量有所不同，植物体内重金属含量是否超过临界含量是判断超富集植物的重要标准之一[16]。

当前研究结果表明，微生物同样有能力富集大量重金属[17]，所以利用微生物对重金属污染土壤进行修复成为热点问题。土壤中有不计其数的微生物群落，且与植物有着紧密的联系，时刻影响着植物的生长代谢过程[18]。因此，在重金属污染土壤的修复过程中，微生物群落也会对土壤修复产生重大影响[19]。探讨微生物群落在重金属污染土壤修复过程中起到的作用有助于增强重金属污染土壤修复的效果，为将来使用更有效的重金属污染土壤修复技术提供理论依据。

1不同修复技术对微生物群落的影响

1.1土壤重金属污染对微生物群落的影响

重金属具有生物毒性，不仅影响植物的正常生命代谢，还会影响土壤中微生物的群落结构及功能[20]。王秀丽等[21]研究发现铜、锌、镉、铅等重金属污染后土壤中生物量明显降低，细菌、真菌、放线菌菌落数降低。但也有研究结果表明，微生物群落的均匀度，随着重金属污染水平的增加而增加[22]，这可能是由于微生物总生物量减少导致资源竞争减少的结果。

微生物群落通过改变微生物群落结构对长期的土壤重金属污染产生反应。Deng等[23]通过对长期重金属污染农田的检测，发现重金属污染显著降低了细菌和真菌的丰度，也改变了它们的群落结构。此外，Epelde等[24]还发现微生物群落的均匀度随着重金属污染程度的增加而增加，说明重金属改变了土壤结构，使土壤微生物种类变得单一，微生物的功能也随之减少。

土壤中的重金属对微生物具有破坏性，影响土壤中微生物的生命活动。但有部分微生物对重金属的毒性具有抗性，且土壤中细菌对重金属的抗性优于真菌[25]。可以利用微生物对重金属的抗性机制对重金属污染土壤进行生物修复[26]。利用微生物在土壤重金属污染下的优势菌种可能对修复重金属污染土壤有利[27]，但对于植物而言，微生物群落丰富度的减少可能会对植物的生长造成影响。

1.2化学修复对微生物群落的影响

原位钝化修复是修复重金污染土壤的有效方法之一，在有效修复土壤重金属污染的同时钝化剂还有可能成为土壤微生物的载体[28]，对土壤微生物群落造成影响。崔红标等[29]通过向铜、镉污染的土壤中施加石灰、磷灰石、木炭等钝化剂修复土壤，不仅使土壤中重金属有效性降低，而且使土壤中细菌优势群的数量明显增加，细菌结构多样性也有所增加。此外，杜志敏等[30]使用石灰作为钝化剂种植黑麦草（Lolium perenne L.），降低了土壤中铜的有效性，并增加了土壤微生物的碳源利用效果。所以，土壤中重金属有效态可能是影响土壤微生物群落的主要因素，合理施用钝化剂是恢复土壤微生物生态的重要方法。不同钝化剂对土壤中微生物群落功能的影响存在显著差异。例如施用石灰和海泡石后镉污染土壤的微生物量氮显著降低，而施用钙镁磷肥后微生物量氮显著提高[31]。

钝化剂除了降低土壤中重金属的有效性，还充当着微生物载体的作用。经钝化剂固定的游离微生物可在区域内保持高度聚集和高活性，强化钝化剂对重金属污染土壤的修复[32]。戚鑫等[33]将枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、柠檬酸杆菌（Citrobacter Werkman and Gillen）和蠟样芽胞杆菌（Bacillus cereus）3株对铀、镉均有去除作用的菌株固定到生物炭，发现对土壤中铀、镉的修复效果显著提升。

钝化剂的施加确实能显著降低土壤中重金属有效态含量，说明重金属对生物的毒性减弱，微生物生境得到改善。但钝化剂的长效性一直是备受关注的话题，一旦施加的钝化剂失去效用，植物和微生物的生存环境可能再次面临威胁。同时，长期施用钝化剂可能造成的二次污染也会对微生物群落造成显著影响。

1.3植物修复对微生物群落的影响

利用超富集植物对重金属污染土壤进行修复，可以有效减少重金属对土壤的危害。由于超富集植物对重金属吸收的一种重要机制是通过根际分布的内生菌进行吸收，这些内生菌在土壤中扩繁也可能会对土壤微生物群落造成影响[34]。卞方圆等[35]采用毛竹（Phyllostachys edulis）与伴矿景天（Sedum plumbizincicola）间作的模式修复重金属土壤，发现土壤中的铜、锌、镉的全量和有效态含量大幅降低，增加了土壤微生物的多样性。蔡信德等[36]对镍污染土壤进行植物修复，修复后提高了土壤中微生物的数量。说明通过植物修复，改善了微生物的生存环境。

植物提取不仅能改善现有微生物生态环境，还可为后续土地利用提供有效保障。例如Luo等[37]发现利用东南景天连续提取土壤中重金属，显著降低了氨氧化古菌、氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌的活性，减少土壤氮素流失。蜈蚣草是砷超富集植物，其根系分泌物选择性地丰富了微生物，这些微生物与土壤中铁离子和硫的还原溶解、碳的降解固定和氮的固定都有着密切的关系[38]。能凤娇等[39]通过芹菜与伴矿景天间作不仅提高了伴矿景天对镉、锌的提取效率，还提高了微生物多样性，有效减缓了连作效应。

植物修复对重金属污染土壤的修复效果显著并且能有效改善微生物的生存环境，但长期种植超富集植物是否会对微生物群落造成不良的影响还不得而知。而且对于重金属污染农田而言，还需要选择合适的修复方式和种植方式以保证不会对作物的产量和农田生态环境造成影响。

2微生物群落在修复过程中的作用

2.1微生物对土壤重金属的吸附作用

土壤中部分微生物具备耐受或固定重金属的能力。由于细菌的普遍性，在受控条件下生长的能力以及对广泛环境条件的适应性，细菌对于土壤中重金属具有较强的耐受性，例如假单胞菌（Pseudomonas）、肠杆菌（Enterobacter）、芽孢杆菌和微球菌（Micrococcus cohn）等对重金属有出色的吸附能力[40]。部分微生物耐受重金属的主要原因除了对环境具有极强的适应能力外，还因为这部分微生物含有一些特殊蛋白质可以与重金属形成螯合物降低重金属的生物毒性[41]。微生物在体内螯合重金属的部位不同，例如枯草芽孢杆菌中螯合的铅有8.5%通过物理包裹在细胞壁内，有43.3%通过离子交换保持，9.7%与细胞表面官能团复合或沉淀在细胞表面，有38.5%在细胞内积累[42]。

由于不同微生物所需的生长条件不同，环境因子往往会对微生物吸附重金属的效果产生显著的影响[43]。王亚雄等[44]发现pH过低时，氢离子与金属离子竞争细菌表面吸附位，而pH过高时，金属离子与氢氧根离子形成水合氢氧化物沉淀。当pH为5～6时，细菌表面吸附重金属离子的效果最佳。当pH过低时，菌体表面的重金属离子会从菌体上解吸下来[45]。同时，微生物对重金属的吸附能力是有限的，例如李同灵等[46]筛选出15株耐铅菌株，发现1株与埃希氏菌（Escherichia fergusonii）NBRC 102419相似度达99%的菌株在1 200 mg/L铅离子固体培养基上的长势明显低于该菌株在500 mg/L铅离子培养基上的长势，说明重金属离子质量浓度过高会使细菌的生长繁殖受到阻碍。所以对区域环境因素与污染类型进行分析是利用微生物对重金属污染土壤进行修复过程中不可或缺的一环。

微生物对重金属的吸附类似于化学钝化剂对重金属的钝化，通过表面吸附络合重金属，或者通过细胞内螯合重金属降低毒性。土壤中重金属有效态降低会减轻重金属对植物的危害，化学钝化剂同样是通过改变土壤中重金属形态来降低其毒性，达到修复土壤重金属污染的效果。

2.2根际微生物促进超富集植物对重金属的吸收

微生物除了自身吸附重金属外，还可以促进超富集植物的生长，间接影响重金属污染土壤的修复[47]。微生物通过合成铁载体、酸化土壤、释放植物生长促进剂以及通过氧化还原改变根际环境，增强植物对重金属的吸收[48]。Lampis等[49]将从污染区分离出的菌株添加到土壤中，再利用蜈蚣草（Pteris vittata L.） 进行植物修复，试验证明该菌株对砷有一定的抗性，能够将砷酸盐还原为亚砷酸盐，促进植物对砷的吸收富集。超富集植物可以通过根系分泌低分子有机螯合剂帮助提取重金属，但只能在其根部附近直接移动重金属，而细菌能够将金属从远离根际的土壤中和结晶的矿物相中转移出来。

土壤中微生物主要通过释放对植物有益的化合物促进超富集植物生长。例如由根际细菌产生的有益化合物包括酶、生物表面活性剂、铁载体、一氧化氮、有机酸和抗生素等。这些物质可能有助于抑制致病和有害生物，改善矿物质摄取，联合固氮，增强对非生物胁迫的耐受性或促进植物激素的产生[50]。此外，根际菌株可以溶解无机磷、矿化有机磷，并提高植物抗逆性，从而促进植物生长[51]。赵根成等[52]施加微生物悬液到砷污染土壤中并利用蜈蚣草修复，发现施加筛选驯化的转基因链霉菌属（Streptomyces）shf2菌的效果最好，植株生物总量高出同期对照47.8%，砷含量比同期对照高出68.8%，砷累积总量高出同期对照136.0%。

超富集植物吸收转运重金属需要释放有机酸将土壤中的难溶重金属溶解为可被植物吸收的离子形态[53]，而土壤中微生物可以分泌有机酸等物质溶解重金属，间接促进超富集植物对土壤中重金属的提取。杨卓等[54]发现巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）和胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus Krassilnikov）的混合制剂可以促进印度芥菜（Brassica juncea L.）对镉、铅、锌的吸收，并且制剂中含有多种高浓度的有机酸，这些微生物代谢产物使土壤中重金属得到活化，从而促进了植物吸收， 提高了植物修复的效率。

土壤微生物对植物的影响主要为对植物根系的影响，微生物会影响根系的生长[55]，而且根际微生物还可以增强植物对病虫害的抗性[56]。柳树（Salix babylonica）相较于其他植物有更好的重金属胁迫抗性，Bell等[57]在接种了污染区耐受菌种的土壤中种植柳树，发现某些显性真菌的丰度与柳树Zn积累有关，而且种植4个月比种植16个月的柳树根际中有更完整的真菌群落结构，说明早期的微生物群落对植物中重金属积累的影响更显著。吲哚乙酸（IAA）是微生物对植物生长产生主要影响的物质，根瘤菌产生的IAA通过改变植物生长素库来干扰植物的地上部生理过程，而细菌IAA会增加根部表面积和长度，从而增加土壤养分的吸收[58]。微生物合成IAA的方式众多，例如在大多数细菌例如草生欧文氏杆菌（Erwinia herbicola）、假单胞菌（Pseudomonas）、缓生根瘤菌（Bradyrhizobium）、根瘤菌（Rhizobium）、固氮螺旋菌（Azospirillum）、克雷白氏杆菌（Klebsiella）和腸杆菌（Enterobacter）中发现了通过吲哚-3-丙酮酸和吲哚-3-乙醛形成的IAA，在植物病原性细菌根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）、丁香假单胞菌（Pseudomonas syringae）和草生欧文氏杆菌中发现了通过吲哚-3-乙酰胺形成IAA的生物合成过程，在联胞菌（Synechocystis sp.）中发现了涉及色氨酸转化为吲哚-3-乙腈的IAA生物合成等过程[48]。微生物不仅会改变土壤的物质结构影响植物，还会通过改变植株对矿质养分的吸收，影响植物激素的水平与平衡，影响植物碳素营养的分配等方式改变植物的根系构型[59]，而植物生长状况的良好与否很大程度上依赖于根系对土壤水分及养分吸收能力的强弱[60]，说明微生物从多方面对重金属污染土壤的植物修复过程产生影响。

不同菌株对植物吸收土壤重金属的影响不同（表1）。一些菌株通过促进超富集植物生长强化对重金属的富集效果，还有菌株可以钝化土壤中的重金属阻控植物对重金属的吸收[61]。韩辉等[62]在铅、镉含量超标的土壤中筛选出的巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）和液质沙雷氏菌（Serratia liquefaciens）含有脲酶合成基因ureC，能够分泌出脲酶提高溶液的pH值和NH+4的质量浓度，从而降低土壤溶液中铅、镉的有效态含量。

3微生物对重金属的耐受机制和富集特征

3.1具有重金属耐性的微生物及其富集特征

重金属具有生物毒性，会对多数生物的生命活动造成影响。但是自然界中存在部分细菌和真菌具有在细胞表面吸附金属形成沉淀物或利用细胞外多糖与金属结合的能力。也有部分微生物能够吸收环境中的重金属，并进行胞内反应降低重金属的生物毒性[65]。其中能在金属矿区存活的微生物可能对重金属有更高的抗性。Naranjargal等[66]对蒙古国Zaamar金矿中的重金属耐受菌进行了筛选，筛选出6个菌种，且均为芽孢杆菌属（Bacillus），说明芽孢杆菌属的菌种对重金属有较好的耐受性。杨振兴等[67]从湖南水口山有色金属矿区筛选出17个真菌菌种，其中曲霉属（Aspergillus）属于矿区的优势菌种，占矿区分离菌株的70.6%。刘云国等[68]也对矿区土壤中的真菌进行了筛选，发现曲霉属的棘孢曲霉（Aspergillus aculeatus）可以单抗400 mol/L的铜或800 mol/L的锌，且在铜、锌胁迫下，棘孢曲霉体内的谷胱甘肽含量显著增加，说明谷胱甘肽在真菌抗逆过程中起到重要作用。

不同微生物的生理构造不同，导致不同重金属的耐受菌种也不同。可以从不同重金属污染的土壤中驯化得到具有重金属耐性的微生物，再通过16S rDNA技术鉴定重金属耐性微生物的种、属。例如在镉含量超标的土壤中，铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）占所有菌种的72%，属于镉污染土壤中的优势菌种[69];铅污染土壤中可分离出一种与镰刀菌属（Fusarium sp.）类似的菌种，且铅离子质量浓度为10～50 mg/L时，对铅离子的去除率达到95%[70]。当前土壤污染大多数为复合重金属污染，研究发现某些菌种对重金属污染土壤具有良好的修复效果[71]。

研究结果表明很多大型真菌能够富集高浓度的重金属[72]。李维焕等[73]检测了秀珍菇（Pleurotus geesteranus）和猪肚菇（Clitocybe maxima）这2种大型真菌菌丝体对重金属铬、铅和锰的富集特性，发现猪肚菇菌丝体中铅的含量达1 125.56 mg/kg，可以成为铅超积累大型真菌。不仅土壤中的微生物具有重金属耐性，部分植物内生菌也具备这种能力，增强植物对重金属的抗性[74]。例如白羊草[Bothriochloa ischaemum （L.）Keng]内生真菌Epichloё sibiria对重金属Zn2+（120 mg/L）、Cu2+（160 mg/L）、Pb2+（240 mg/L）和Cd2+（8 mg/L）具有耐受性[75]。微生物对重金属具有耐性是因为自身可以分泌特殊物质参与重金属的解毒过程。Xu等[76]研究了草酸在黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）中对Cd吸收和参与解毒过程的作用，发现在短期吸收试验中，在草酸的存在下，镉的吸收增加并加速，导致其生长和酶抑制率降低。

3.2微生物对重金属的耐受机制

具有重金属耐性的微生物通过独特的机制来减轻重金属进入体内产生的毒害作用（表2）。例如菌根真菌对重金属的耐性机制主要分为胞外机制和胞内机制，胞外机制包括有机酸螯合作用、铁载体络合作用、外生菌根真菌吸附作用等，胞内机制指细胞内的螯合作用、液泡区室化、抗氧化胁迫酶类以及相关功能基因的表达提高外生菌根真菌对重金属的耐性等[77]。魏运民等[78]对不同铅离子浓度下真菌墨汁鬼伞（Coprinopsis atramentaria）SDS PAGE电泳结果进行了质谱分析，发现不同铅浓度下的差异蛋白质为14-3-3类蛋白质。14-3-3类蛋白质在生物抗病、抗氧化和生物的耐盐等过程中发挥了重要作用[79]。说明微生物在受环境胁迫时会分泌一些特殊物质抵抗环境对自身的损害。同时，微生物对重金属等有害物质还具有外排作用，即通过减弱金属的吸收系统或者加强金属的排放系统来降低细胞质中金属离子的浓度，这也是微生物抗重金属胁迫的重要机制之一[80]。

微生物对重金属离子的去除主要靠胞外机制。张旭辉等[81]筛选出2株耐镉菌株，发现其胞外吸附率显著高于吸收率，而且对镉的解毒主要靠分泌不可溶性多糖和不可溶性蛋白质。除了吸附外，微生物受到重金属胁迫时，也会通过胞外固定进行解毒。同时微生物对重金属的吸附固定需要一个过程，具体表现为适应-快速-缓慢[82]。Zhang等[83]在砷污染的稻田分离出一种As3+氧化细菌，其解毒机制主要为As3+氧化酶氧化亚砷酸盐对砷进行固定。

微生物在面对不同重金属胁迫时，抗性机制也不同。例如耐镉菌株铜绿假单胞菌ZGKD2的产铁载体特征是其主要的抗性机制，但在面对镉、铜、锌、镍、锰、铅等不同重金属胁迫时，铜绿假单胞菌的铁载体含量不同，镉或锌离子可显著诱导铁载体的产生，镍和锰離子的作用较小，铜离子则抑制铁载体的产生[84]。产生铁载体的铜绿单胞菌对重金属的耐性显著高于不产生铁载体的菌株[85]，说明产铁载体是微生物抗重金属胁迫的重要机制。除了产铁载体外，微生物还有其他抗重金属机制。例如耐镉的反硝化产碱菌（ Alcaligenes denitrificans）可使环境pH升高，产生碳酸镉沉淀[86]。Hussein等[87]认为重金属胁迫下，活性氧是诱导重金属在微生物体内产生毒性的重要因素，所以对重金属抗性菌株中的抗氧化酶含量进行了测定，发现在100 mg/L Pb2+浓度下，恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida） KNU5菌株的抗坏血酸过氧化酶活性下降了115%，说明重金属在恶臭假单胞菌中引起氧化应激，抗氧化酶在对抗氧化应激中起关键作用。

4展望

由于人类生存发展离不开对土壤资源的利用与开发，而目前土壤重金属污染程度仍有日益加重的趋势，所以土壤修复技术仍存在巨大的开发潜力。微生物作为长期存在土壤中的生物，与植物之间存在紧密的联系，在修复重金属污染土壤的过程中必须考虑微生物对重金属污染土壤修复的影响。有证据表明，如果宿主提供了合适水平的资源组合，例如根系分泌物，那么只要微生物在生态位上具有竞争优势，它就会提供竞争性的分解代谢产物和促进植物生长的微生物组[88]。

土壤环境是一个复杂的生态环境，土壤中微生物之间以及微生物对植物的作用也是多样且复杂的。因此，对微生物在重金属污染土壤修复过程中的作用应从以下几个方面深入研究：（1）重金属污染土壤修复过程中的微生物功能研究可以更多地放在植物与微生物的相互作用机制上，研究根际微生物与根系分泌物的关系，以及微生物增强植物抗性与促进植物吸收的过程、原理等;（2）微生物长期存在于土壤环境中并且复杂多样，受环境因子影响较大，所以修复技术必须考虑对微生物群落的长期影响;（3）农田主要用于种植作物，需要考虑微生物群落对作物产量的影响;（4）自然界存在大量有利于修复重金属污染土壤的微生物，但同样存在大量对人和动植物安全造成威胁的微生物，所以微生物选择也是研究过程中关键的环节。

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（责任编辑：张震林）