AM真菌和PGPR修復(fù)農(nóng)藥污染土壤的效應(yīng)與機制.pdf

1、叢枝菌根(arbuscular mycorrhiza，AM)真菌和根圍促生細(xì)菌(plant growth-promoting rhizobacteria，PGPR)是土壤微生物群落的重要成員，分布十分廣泛。其中，AM真菌作為根圍微生物多樣性的主要組分之一，能與90％以上的植物根系建立互惠共生體，對促進(jìn)各生態(tài)系統(tǒng)中生物之間的物質(zhì)交換、能量、信息和基因的傳遞、以及保持生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)、林、牧業(yè)生產(chǎn)，具有不可替代的深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)、社會

2、和生態(tài)意義。尤其是菌根對污染物有很強的耐性，生態(tài)適應(yīng)性強，能通過多種機制直接和間接參與污染土壤的生物修復(fù)過程。當(dāng)前，農(nóng)藥污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)正日益受到關(guān)注。研究表明接種AM真菌的植物根系能吸收土壤中殘留的農(nóng)藥，降低土壤中和植物莖葉中的含量，它們很可能通過好氧酶類系統(tǒng)和代謝途徑，降解不能被細(xì)菌單獨降解的有機污染物。然而，是菌根真菌所分泌的酶直接作用于土壤中的有機污染物，還是其通過提高污染土壤中的其它微生物活性來降解污染物間接降低土壤有機

3、污染物的水平，有待深入研究。
　　 本研究旨在首先明確農(nóng)藥污染土壤中AM真菌種類和多樣性特征，然后于溫室嚴(yán)格控制條件下評價AM真菌-PGPR相互作用對以及不同組合方式的修復(fù)效果;通過試驗初步闡明AM真菌-PGPR協(xié)同修復(fù)污染土壤的作用機制，為今后進(jìn)一步建立調(diào)控菌根圍過程與功能的方法或途徑、開發(fā)和應(yīng)用AM真菌-植物-有益微生物最佳組合接種劑這一新型環(huán)境友好、低投入生物技術(shù)奠定基礎(chǔ)。因此，該項研究在提高農(nóng)產(chǎn)品安全性和質(zhì)量、植物和生態(tài)

4、環(huán)境可持續(xù)生產(chǎn)力和穩(wěn)定性等方面具有不可替代的重要意義、理論價值和廣闊的應(yīng)用前景。
　　 該研究調(diào)查了山東部分地區(qū)農(nóng)藥使用情況及其土壤中AM真菌的多樣性，設(shè)計溫室盆栽試驗，以評價AM真菌Glomusmosseae、Glomusetunicatum與PGPR菌株A、B、C的相互關(guān)系，及其對番茄生長、甲胺磷農(nóng)藥降解的效應(yīng)，并初步探索AM真菌-PGPR最佳組合修復(fù)農(nóng)藥污染土壤的效應(yīng)與機制。結(jié)果如下:
　　 1.從山東部分地區(qū)農(nóng)藥

5、污染土壤中共分離出AM真菌5屬16種，其中，球囊霉屬(Glomus)9種，無梗囊霉屬(Acaulospora)3種，內(nèi)養(yǎng)囊霉屬(Entrophospora)1種，盾巨孢囊霉屬(Scutellospora)2種，巨孢囊霉屬(Gigaspora)1種。其中，優(yōu)勢菌種為摩西球囊霉(Glomusmosseae)和幼套球囊霉(Glomusetunicatum)。隨著農(nóng)藥使用年限的增加，AM真菌種的豐度、孢子密度和Shannon-Weiner指數(shù)顯

6、著下降。
　　 2.甲胺磷農(nóng)藥污染土壤中接種AM真菌和/或PGPR都能促進(jìn)番茄植株生長，在一定程度上降解甲胺磷，且雙接種效果比單接種顯著，Glomusmossea+PGPR菌株C為最佳組合，在甲胺磷濃度為100mg/kg時降解率達(dá)到58.2％。
　　 3.通過對POD、PAL、甲胺脫氫酶和3種土壤磷酸酶酶活性的動態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)接種AM真菌和PGPR能夠激活植物酶系統(tǒng)，顯著提高POD、PAL和3種土壤磷酸酶酶活性，減輕農(nóng)藥毒