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污泥污染土壤中接种AM真菌对紫云英生长及重金属吸收的影响

费云舟  
【摘要】: 近年来,随着污水处理厂的迅猛发展,污泥农用数量日益增多。虽然污泥富含作物生长所需的养分,但其中具有“三致效应”的有机污染物及重金属能严重污染生态环境,并影响农业生产的发展。在提倡可持续发展和绿色农业的今天,这一问题已受到广泛的关注。 丛枝菌根真菌能和80%以上的陆生植物形成互惠共生体——丛枝菌根。而且菌根在环境胁迫下能促进宿主对矿质营养的吸收,提高植物在逆境中的生存能力。 本实验以紫云英为宿主植物,研究了污泥胁迫对菌根真菌侵染及生长发育的影响。论文取得的结果主要如下: 模拟污泥污染土壤的接种实验表明,对比不接种处理,AM真菌明显增强了宿主植物对矿质营养N、P的吸收,从而促进了植物在污泥污染下的生长。而污泥中的污染物对不同AM真菌的影响不尽相同,这体现了AM真菌菌种间的差异。在高浓度污泥污染下,Glomus mosseae对宿主植物的侵染受到明显抑制,侵染率降至极低,AM真菌几乎丧失SDH、ALP酶活性,且根外菌丝的生长也明显减弱;而Glomus intraradices、Glomus geosporum仍然能有效侵染植物,促进植物生长。在高浓度污泥下,接种AM真菌的处理降低了污泥中重金属对植物的毒害作用,丛枝菌根降低了紫云英地上部分的Zn2+浓度,而增加了地下部分的Zn2+浓度;Glomus geosporum接种处理增加了地下部分对地上部分的Cu2+浓度和吸收量的比值,接种处理将更多的Zn2+、Cu2+固定在植物根部,抑制其向地上部分的转运,从而减轻了重金属对植物的毒害。同时也降低了土壤中的重金属含量,起到了土壤生物修复的作用。利用AM真菌种特异性引物的Nested PCR技术对混合接种处理的新鲜根段进行检测,结果发现,污泥胁迫对混合接种中Glomus geosporum的竞争性起到了一定的促进作用,但是降低了Glomus mosseae的竞争优势,而对Glomus intraradices则没有影响。这说明污泥污染影响了AM真菌菌种间的相互作用。在正常土壤环境中,Glomus mosseae是AM真菌群落中的高效力菌株,而在高浓度污泥污染下,Glomus mosseae的侵染受到明显抑制,活力下降,Glomus mosseae在AM真菌混合菌群中的竞争优势被Glomus geosporum取代。 综上所述,在紫云英和AM真菌的共生体中,Glomus geosporum对污泥污染具有较强的抗性,对植物修复污泥污染起着重要作用。


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