侯金波　陳培培　伍艾琪　楊柳君

摘 要：氧化石墨烯（GO）作為鋰電池負極材料的元素之一，使用范圍十分廣泛。但是在使用后，將會帶來一定的環(huán)境污染，對土壤中的細菌和固氮菌量具有一定的影響。本研究將不同濃度的氧化石墨烯放入土壤中進行測試，結果表明：氧化石墨烯會明顯的增加土壤中細菌和固氮菌的數(shù)量。

關鍵詞：氧化石墨烯;土壤測試;固氮菌量

作為應用前景廣泛的氧化石墨烯，由于其獨特的吸附能力，可能會對環(huán)境產生一定的威脅，因此，研究氧化石墨烯對土壤中細菌和固氮菌量的影響是廣大學者研究的關注點之一，對其進行研究具有重要現(xiàn)實意義。

1 氧化石墨烯的基本構造與其應用

1.1 氧化石墨烯（GO）

氧化石墨烯（GO）在近幾年的開發(fā)與研究試驗中應用廣泛，得到了廣大研究人員的高度重視。其結構主要為片狀結構，與石墨烯具有一定的相似度。但不同于傳統(tǒng)的膨脹石墨烯，氧化石墨烯的基本構造中片層結構具有含氧基團，這一含氧基團的存在，有效地擴大了氧化石墨烯的制備與使用范圍。

1.2 氧化石墨烯對土壤的影響

氧化石墨烯在進入土壤后，會對土壤產生一定的影響。在本次試驗中發(fā)現(xiàn)，氧化石墨烯利用片層結構的表面積較大、散水性能好的特點，進入土壤后會形成增效肥。該增效肥的大量進入，將會影響土壤本身的理化性質，從而導致土壤的不可修復。相關學者表明，氧化石墨烯在土壤中所帶來的變化將會在一定時間內得到平衡。此外，由于其片層結構和良好的散水性能，氧化石墨烯在進入土壤后，可以加快水分的傳輸速度，促進植物根系對土壤水分的吸收，使得植物的生長速度遠高于原有生長速度，同時，由于其散水性能優(yōu)異的特點，氧化石墨烯在進入土壤中后，會隨著土壤理化性質不斷變化，將會給土壤和地下水帶來一定的影響。

1.3 氧化石墨烯對微生物的影響

土壤中的微生物較多，是土壤的天然有機物質之一，對土壤的改進和修復具有重要作用。因此，對微生物進行研究，有利于了解微生物對土壤的作用，從而為環(huán)境的改善和農作物的生長提供一定的保障。而氧化石墨烯在進入土壤后，將會對土壤中的微生物帶來一定的影響。目前，我國對氧化石墨烯的研究正處于探索階段，其對微生物影響的相關研究也是未來具有較大前景的科研項目之一。

2 試驗階段

2.1 試驗試劑和儀器

本次試驗采用了牛肉膏、氯化鈉、瓊脂、氫氧化鈉、硫酸鎂、碳酸鈣等試驗原料，試驗原料的選取均具有前人經驗并經檢驗合格，且試驗試劑的質量均能夠滿足試驗需求，并達到國家的相關標準。本次試驗采用的試驗儀器有全自動生化培養(yǎng)箱、數(shù)顯恒溫水浴鍋、立壓式壓力蒸汽滅菌鍋、電子天平等，試驗儀器來自國家知名公司，并設置了相關備用儀器，該系列儀器設備的有效使用，保證了試驗的順利進行以及試驗結果的科學性與合理性。

2.2 試驗過程

本次試驗模擬在室內展開，將制備的不同濃度氧化石墨烯放入土壤中進行培養(yǎng)，共培養(yǎng)20d。同時，在培養(yǎng)的第1d、5d、7d、20d對培育的土壤進行微生物測試，主要有以下幾個步驟：

第一步，選取容量為1L的玻璃燒杯，將500g土壤放置于燒杯中，并加入不同濃度的氧化石墨烯，為了保證試驗的合理性，每種濃度的氧化石墨烯準備三份燒杯進行試驗，制備完成后放入25℃的培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)，在培養(yǎng)的過程中，應時刻注意氧化石墨烯的土壤含水量，在含水量不足時予以調節(jié)與補充，在既定的計劃時間對土壤進行微生物的測試;第二步，對土壤中的細菌和固氮菌進行測試。首先自行配置細菌和固氮菌培養(yǎng)基，并在不同的時間內對配置液進行稀釋，將稀釋好的菌液放置在培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，并在既定的計劃天數(shù)內測定土壤中的含菌總量，記錄試驗數(shù)據(jù)。

2.3 結論與展望

2.3.1 試驗結論

本次試驗通過采用四種不同濃度的氧化石墨烯對土壤中的細菌和固氮菌量進行測試，試驗包括儀器的選取和培養(yǎng)菌的制備。試驗表明，不同濃度的氧化石墨烯對土壤的作用也不同，隨著時間的變化，氧化石墨烯對土壤中細菌和固氮菌量的提升均有促進作用，其中濃度為30mg/kg的氧化石墨烯對土壤中的細菌等微生物促進作用最高，其次，在不同濃度的氧化石墨烯對土壤的作用進行測試時，均表明在第七天氧化石墨烯對細菌和固氮菌量的促進作用最明顯。

2.3.2 展望

本次試驗在室內進行，是模擬試驗的形式之一，在氧化石墨烯的濃度設置和制備細菌和固氮菌培養(yǎng)基的考量上均有一定的缺陷，與大自然的實際土壤存在一定的差距。因此，本研究的相關試驗還需較大的改進，應與大自然的實際土壤相貼近才能夠更好地代表試驗結果的科學性與合理性。

綜上所述，作為應用前景十分廣泛的氧化石墨烯，研究、了解其化學性能和物理性能必不可少，只有充分把握氧化石墨烯的結構和潛在風險，才能夠真正更好的利用氧化石墨烯開發(fā)新事物、創(chuàng)造新技術。因此，本研究分析了氧化石墨烯的基本結構及其應用，進行了相關測試。試驗結果表明，氧化石墨烯對土壤的細菌和固氮菌量均有明顯的促進作用，在后續(xù)的工作開展中將會對土壤的仿真性進行精化，以實現(xiàn)試驗的最佳效果。

參考文獻：

[1]張寧，王海雁.氧化石墨烯對土壤中細菌和固氮菌量的影響[J].輕工科技，2019，35（08）：42-43.

[2]楊震.氧化石墨烯在土壤中的環(huán)境行為及生物效應[D].北京：北京化工大學，2017.