摘要
重金属含量超标造成的土壤污染问题日益严重,不仅会导致土壤退化、作物产量和质量下降,而且会通过雨水污染地表和地下水,利用多种方式进入到食物链中,其传播及积累对人类的健康和安全构成了严重的威胁。丛枝菌根真菌(Arbuscularmycorrhizalfungi,AMF)是一类在自然界中广泛存在的土壤微生物,能与超过80%的植物形成互惠互利的共生关系。研究证明接种AMF对植物生长有促进作用并对缓解重金属胁迫也有显著的成效。关于植物接种AMF对镉铜污染的研究报道不少,但在紫云英(AstragalussinicusL.)方面的研究少见,其接2种AMF对镉铜胁迫的耐受和积累机制的理论研究较为缺乏。基于此,本实验开展了接种AMF后紫云英修复污染土壤的研究,实验以镉、铜为目标重金属,以紫云英为供试材料,以摩西斗管囊霉(Funneliformismosseae)为菌剂,进行为期3个月的温室盆栽实验,于第90天进行采样。研究镉铜胁迫处理下紫云英共生AMF生理生化指标变化,揭示共生AMF对紫云英吸收及减轻镉铜胁迫的作用机理,主要研究结果如下: (1)AMF能侵染紫云英根系,形成良好的共生关系。镉铜胁迫下显著影响了紫云英生长,接种AMF的紫云英地上部分和根生物量、根体积均得以增加。与对照相比,紫云英地上部分生物量、根生物量和根体积在接种AMF后显著增加了313.12%、270.79%、204.34%;在镉胁迫下,紫云英地上部分生物量、根生物量和根体积在接种AMF后显著增加了3836.36%、1521.66%、1600.00%;在铜胁迫下,紫云英地上部分生物量、根生物量和根体积在接种AMF后增加了94.21%、48%、52.02%;在镉铜胁迫下,紫云英地上部分生物量、根生物量和根体积在接种AMF后显著增加了1601.53%、799.12%、648.38%。 (2)在镉铜胁迫下,接种AMF对紫云英叶绿素、渗透调节物质、丙二醛、叶绿素、过氧化氢、抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶)等含量或活性均产生一定影响。表明接种AMF后对紫云英生理生化反应具有缓解作用,能提高紫云英对镉铜胁迫的耐受性。 (3)接种AMF后,土壤球囊霉素含量、土壤磷酸酶活性、土壤总磷均增加。在镉胁迫下,接种AMF后土壤磷酸酶活性和土壤pH值显著增加了31.56%、12.35%,土壤球囊霉素含量增加0.43%;在铜胁迫下,接种AMF后土壤pH值显著增加了5.90%,土壤球囊霉素含量增加2.18%。在镉铜胁迫下,接种AMF处理后土壤pH值显著增加了6.38%,土壤球囊霉素含量、土壤磷酸酶活性和土壤总磷含量分别增加了1.10%、19.33%、5.28%。表明接种AMF能改善土壤性质,为紫云英适应镉铜胁迫提供了保障。 (4)接种AMF后显著降低紫云英对土壤镉铜的吸收,进而增强紫云英的耐受性,且接种AMF后土壤镉、铜浓度和含量显著下降。在镉、铜胁迫下,接种AMF后土壤镉、铜浓度显著降低了1.20%和0.31%。接种AMF后能降低紫云英地上部分和根内镉浓度,显著降低了72.40%和31.31%。接种AMF增加紫云英地上部分和根内铜浓度,显著增加了37.37和31.86,但紫云英根内镉铜浓度显著高于紫云英地上部分。接种AMF后紫云英根内镉、铜富集系数为366.08%和85.08%,显著高于紫云英地上部分。表明接种AMF能增加紫云英在根内镉铜富集,并限制其向地上部分运输的积累机制。