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螯合剂-AM菌根联合诱导植物提取修复重金属污染土壤的效应

刘晓娜  
【摘要】:土壤重金属污染已成为全球普遍关注的环境热点问题之一。植物修复因其效果好、投资省、易于管理和操作、对环境友好等优点被公认为生态友好型原位绿色修复技术。近年来,国内外对金属螯合剂在化学-植物联合修复和菌根菌在微生物-植物联合修复中的应用开展了大量的研究。螯合剂可以提高重金属的生物有效性,增加植物对重金属的吸收积累,但是,螯合剂和金属螯合物会抑制植物的生长,影响植物提取的效率。菌根可以促进植物生长,提高植物对重金属的耐性,但对能否促进重金属的解吸的研究结果不一致。若螯合剂和菌根组合应用,理论上应该可以发挥二者的优势,在螯合剂促进植物吸收重金属的同时,菌根可减缓螯合剂诱导产成的高活性重金属及金属螯合物对植物的伤害,大大提高植物提取效率。 通过温室盆栽试验对四种螯合剂EDTA、EDDS、AES和IDSA、菌根AM以及菌根和螯合剂联合在促进植物吸收重金属效率方面进行了研究,得到以下结论: 1.螯合剂EDTA、EDDS、AES和IDSA促进了植物对重金属的吸收,AM菌根促进了植物的生长,增强了植物对重金属环境的抗性。复合添加螯合剂和接种AM菌根提高了单一接种AM菌根或者添加螯合剂时玉米对重金属的吸收积累量,两者联合强化了单一应用AM或螯合剂诱导植物提取的效果。 2.新型螯合剂AES和IDSA处理的玉米地上部Cd浓度显著大于对照、EDTA和EDDS。AES处理玉米地上部Zn、Cu、Pb浓度显著大于对照及其他螯合剂处理,但EDTA处理对玉米根中Pb浓度最大。IDSA处理玉米地上部Zn浓度显著大于对照和EDTA。IDSA处理地上部和根部Cu浓度显著大于对照和EDTA。IDSA处理玉米地上部Pb浓度显著大于对照。AES对重金属的解吸作用强于IDSA。 3. AM菌根改变了根际土壤中重金属的形态,菌根的存在使得重金属的形态由松结合态向紧结合态转移,降低了重金属的生物有效性,降低了过量重金属对宿主植物的毒害。 4.螯合剂的添加导致玉米叶片中MDA含量升高,表明重金属对玉米的毒害增强。接种AM菌根降低了玉米叶片中MDA浓度,提高了玉米叶片中SOD、CAT和APX的活性,增强了玉米对过量重金属环境的抗性。 5. AM菌根对土壤中重金属的解吸作用不明显,随着时间的变化,对重金属的解吸作用没有明显的变化。EDTA对重金属的解吸作用持续时间较长,植物收割后,土壤中重金属浓度仍呈上升趋势,EDDS、AES和IDSA处理随着时间的变化,土壤中重金属浓度呈下降趋势直至稳定状态。AES对Cd和Zn的作用最大,EDDS对Cu的作用最大,EDTA对Pb的作用最大。


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