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《中国农业大学》 2002年
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丛枝菌根减轻宿主植物锌、镉毒害机理研究

陈保冬  
【摘要】:针对目前土壤生物修复技术体系存在的局限性和土壤重金属污染的复杂多样性,提出应用丛枝菌根修复重金属污染土壤的新思路。在石灰性土壤上模拟锌、镉污染,系统研究了丛枝菌根在重金属自土壤向植物体迁移过程中的关键作用,探讨了丛枝菌根减轻宿主植物重金属毒害的主导机制及菌根效应的影响因素。 盆栽试验研究了接种不同丛枝菌根真菌(G. mosseae、G. intraradices、G. caledonium、G. clarum 或G. spp.)对玉米(Zea mays L.)生长和吸收重金属(Zn 或Cd)的影响。试验结果表明,施锌或施镉均严重抑制了菌根侵染,但G. caledonium 和G. intraradices 表现出较强重金属耐性。玉米生物量在中等施锌水平(300 mg kg-1)最高而受接种处理影响不明显,不施加重金属和最高施锌水平下(900 mg kg-1)接种菌根真菌普遍促进了植株生长。在中等施锌水平,接种处理普遍降低了植株地上部Zn 浓度和吸收量,对根系Zn 浓度和吸收量影响不明显,而在最高施锌水平,接种处理趋于同时降低地上部和根中Zn 浓度。施镉情况下,玉米生物量显著降低,而G. caledonium 和G. intraradices 接种处理促进了植株地上部生长,同时明显降低了植株地上部而提高了植株根中Cd 浓度。在试验采用的5 个菌株之中,G. mosseae 和G. caledonium 改善植株磷营养的作用最为突出。试验结果证实了重金属污染条件下丛枝菌根平衡宿主植物矿质营养和减轻重金属毒害的普遍积极作用,同时表明不同真菌菌株对宿主植物适合性及对土壤适应性存在明显变异,显示了适应于不同应用目的筛选适用菌株的可能性。 为探讨在生物修复体系中应用丛枝菌根的可行途径,盆栽试验研究了施加金属螯合剂(EDTA)和接种丛枝菌根真菌(G. caledonium)对玉米吸收累积Zn 及植物矿质营养的影响。向土壤施加EDTA 普遍抑制了植株生长,而接种处理在600 mg kg-1施锌水平对植株生长表现出比较明显的促进作用。施加EDTA 提高了植株尤其是根中Zn 浓度,而且根系Zn 累积量随EDTA 施加水平提高而增加。接种处理对植株吸收Zn 的影响因不同施锌水平而异:不施锌情况下,菌根促进了Zn 自根部向地上部尤其是叶中的运输。施锌处理下,尤其在600 mg kg-1施锌水平下菌根表现出对宿主植物的保护效应,接种处理整体上降低了植株Zn 浓度。同时,接种菌根真菌显著改善了植物磷营养状况。试验结果显示,施加EDTA 能够活化土壤中金属元素,强化植物根系对金属的吸收累积;另一方面,在Zn 缺乏或污染条件下丛枝菌根均能有效平衡宿主植物矿质营养。然而,在试验条件下,施加EDTA 结合应用丛枝菌根并未强化锌的植物提取。 在两个施磷水平下,通过系列分室盆栽试验研究了丛枝菌根改善植物磷营养与减轻植物镉毒害的关系、镉污染条件下菌根际特征,以及根外菌丝对镉的吸收,试图明确菌根减轻宿主植物镉毒害的直接与间接作用。试验条件下,菌根真菌G. mosseae 对玉米侵
【学位授予单位】:中国农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:X53

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