叢枝菌根真菌在稀土-重金屬復(fù)合污染土壤植物修復(fù)中的作用研究.pdf

1、內(nèi)蒙古地區(qū)稀土資源豐富，稀土資源的開發(fā)與利用帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也給內(nèi)蒙古草原生態(tài)系統(tǒng)造成了非常嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。同時(shí)，稀土資源的開發(fā)利用所帶來的土壤污染問題有其特殊性，通常伴隨著稀土與重金屬的復(fù)合污染問題。因此，從保護(hù)稀土礦區(qū)生態(tài)環(huán)境和維持內(nèi)蒙古地區(qū)草原生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的角度出發(fā)，急需尋求一條綜合治理稀土資源開發(fā)與利用所引起的土壤復(fù)合污染的可行途徑。叢枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）具

2、有促進(jìn)污染土壤植物修復(fù)的潛力，但其在稀土-重金屬復(fù)合污染土壤修復(fù)中的作用及機(jī)理尚不明確。本文選取代表性的稀土元素Ce、La和重金屬元素Pb，以菌根的模式植物玉米（Zea mays L.）為供試植物，模擬不同程度的稀土Ce污染土壤、稀土La與重金屬Pb復(fù)合污染土壤，通過生物學(xué)盆栽試驗(yàn)研究AM真菌對(duì)玉米生長及吸收Ce、La和Pb的影響，討論接種AM真菌在稀土-重金屬復(fù)合污染土壤植被恢復(fù)中的潛在作用。為解決我國稀土礦藏開采所帶來的土壤污染問題

3、提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。
　　本文主要的試驗(yàn)內(nèi)容分為兩個(gè)部分。試驗(yàn)一采用溫室盆栽試驗(yàn)的方法，研究了分別接種5種AM真菌(G.aggregatum、C.etunicatum、R.intraradices、F.mosseae或G.versiforme)對(duì)100 mg/kg、500 mg/kg和1000 mg/kg Ce污染土壤中玉米（Zea maysL.）菌根侵染率、生物量、礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收、C∶N∶P生態(tài)化學(xué)計(jì)量比及Ce吸收的影響

4、及其所發(fā)揮的菌根效應(yīng)。試驗(yàn)結(jié)果表明，5種AM真菌均與玉米成功建立了互利共生的關(guān)系，菌根侵染率為11％～76％，隨著土壤中Ce濃度的增加而降低。隨著土壤中Ce濃度的增加，玉米植株干重以及對(duì)N、P、K、Ca、Mg5種礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收量降低。在100、500 mg/kg Ce污染土壤中接種AM真菌顯著提高了玉米植株生物量，促進(jìn)了對(duì)N、P、K、Ca、Mg5種礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收，在1000 mg/kg Ce污染土壤中對(duì)玉米植株生物量和礦質(zhì)營養(yǎng)的

5、吸收無明顯作用。隨著土壤中Ce濃度的增加，玉米地上部和根部C∶P及N∶P顯著提高。在100和500 mg/kg Ce污染土壤中，接種5種AM真菌顯著降低了玉米植株的C∶P和N∶P，符合生長速率假設(shè)，但在1000 mg/kg Ce污染土壤中，接種AM真菌對(duì)玉米植株的C∶P和N∶P無顯著影響。隨著土壤中Ce濃度的提高，玉米地上部和根部Ce的濃度增加。接種AM真菌顯著促進(jìn)了100 mg/kg Ce污染土壤中玉米植株地上部分Ce的吸收，對(duì)玉米根

6、部Ce吸收無明顯作用;接種AM真菌對(duì)500 mg/kg Ce污染土壤中玉米地上部和根部Ce吸收無明顯作用;AM真菌顯著降低了1000 mg/kg Ce污染土壤中玉米根部Ce的吸收，但對(duì)玉米地上部Ce吸收無明顯作用。
　　試驗(yàn)二采用溫室盆栽試驗(yàn)的方法，研究了接種4種AM真菌（C.etunicatum、R.intraradices、F.mosseae和G.versiforme）在50 mg/kg、200 mg/kg、800 mg/kg

7、稀土La和重金屬Pb復(fù)合污染土壤中對(duì)玉米菌根侵染率、生物量、礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收、C∶N∶P生態(tài)化學(xué)計(jì)量比及La和Pb的吸收的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，4種AM真菌均與玉米成功建立了互利共生關(guān)系，菌根侵染率為37％～80％，隨著土壤中La-Pb復(fù)合污染物濃度的增加而降低，最低可達(dá)到27％。隨著土壤中La-Pb復(fù)合污染物濃度的提高，玉米地上部和根部生物量及對(duì)N、P、K、Ca、Mg5種礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收逐漸減少。在50、800 mg/kg La-P

8、b復(fù)合污染土壤中，接種5種AM真菌對(duì)玉米植株的干重?zé)o顯著影響;在200 mg/kg La-Pb復(fù)合污染土壤中，接種提高了玉米植株的干重，最高可超過對(duì)照組玉米干重的105％。接種AM真菌促進(jìn)了玉米對(duì)礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收，其中在200 mg/kg La-Pb復(fù)合污染土壤中接種AM真菌對(duì)玉米吸收P的促進(jìn)作用最顯著，接種C.etunicatum時(shí)玉米地上部分P吸收量增加了262％。隨著土壤中La-Pb復(fù)合污染物濃度的增加，玉米植株C∶P和N∶P顯

9、著提高，接種AM真菌顯著降低了3種La-Pb復(fù)合污染土壤中玉米的C∶P和N∶P，符合生長速率假設(shè)。隨著土壤中La-Pb復(fù)合污染物濃度的增加，玉米地上部和根部對(duì)La、Pb的吸收量增加。50 mg/kg La-Pb復(fù)合污染土壤中，接種AM真菌顯著促進(jìn)了玉米植株對(duì)La的吸收與根部對(duì)Pb的吸收，顯著抑制了玉米地上部分對(duì)Pb的吸收;200 mg/kg La-Pb復(fù)合污染土壤中，接種AM真菌顯著降低了玉米地上部分對(duì)La和Pb的吸收量，促進(jìn)了玉米根部

10、對(duì)La和Pb的吸收，其中接種R.intraradices的作用最明顯，玉米地上部分La和Pb的吸收量分別降低了66％和70％，根部La和Pb的吸收量分別提高了76％和88％;800 mg/kg La-Pb復(fù)合污染土壤中，接種AM真菌顯著提高了玉米地上部分La和根部Pb的吸收量，最高可達(dá)對(duì)照的1.36倍與1.95倍，但接種處理對(duì)玉米地上部分Pb吸收和根部La吸收的作用差異較大。
　　結(jié)果初步證明，AM真菌具有修復(fù)稀土-重金屬復(fù)合污染