丛枝菌根真菌-植物对石油污染土壤修复实验研究

为了寻求石油污染土壤的菌根生物修复方法,模拟两种石油污染土壤浓度,以玉米为接种植物,采用Glomus mosseae(G.m)和Glomus versifome(G.v)单接种和双接种,进行菌根真菌-植物对土壤石油烃降解实验研究.结果表明:在石油污染浓度(石油的质量分数)0.2%和2%条件下,石油烃降解率与菌根侵染率、玉米根干重和植株干重均呈现相关性,两组相关系数分别为0.829 6～0.878 5,0.962 0～0.974 5.接种丛枝菌根真菌处理的菌根侵染率、玉米生长量和石油烃降解率均远高于对照处理,丛枝菌根真菌能有效促进石油烃降解;G.v真菌比G.m对高石油污染浓度具有更强的适应性,更适合作为处理高浓度石油污染土壤的接种菌.双接种处理的菌根侵染率和石油烃降解率等均高于单接种处理,两种菌种的协同作用,可有效促进植物生长和石油烃降解.     

镉污染土壤的菌根修复研究

以玉米为试验材料，采用盆栽方法模拟土壤Cd污染状况，分别将丛枝菌根真菌Glomus diaphanum和Glomus mosseae接种于镉污染土壤中，研究两种菌根真菌对玉米生长及对Cd吸收、分配的影响．结果表明：与未接种的对照相比，接种Glomus diaphanum菌根使玉米的生物量增加了5．79倍，地上部镉含量降低了53．9％，地上部磷含量增加了4．6倍．菌丝侵染使植物将镉滞留在根部，抑制了镉向地上部的转移．其中，接种Glomus diaphanum菌显著于接种Glomus mosseae菌．因此，在镉污染土壤原位修复中，接种Glomus diaphanum菌有助于抑制重金属迁移．     

阿特拉津降解菌Pseudomonas sp. ZXY-1的分离鉴定及降解动力学

为深化微生物修复技术在阿特拉津降解中的应用,从受农药污染的土壤中分离出一株高效阿特拉津降解菌株ZXY-1.经鉴定(形态特征、生理生化特征、16s rRNA序列分析)ZXY-1为假单胞菌属(Pseudomonas).研究表明,ZXY-1在11 h内可完全降解初始质量浓度为100 mg/L的阿特拉津,降解效率为9.09 mg/(L·h).同时,实验得到ZXY-1的最适生长条件分别为温度30℃、pH 8.0、摇床转速150 r/min、接种量3%.在最适生长条件下,阿特拉津初始质量浓度20~80 mg/L内,菌株ZXY-1的降解符合一级动力学方程;在100~250 mg/L内,菌株ZXY-1的降解符合零级动力学方程.随着初始阿特拉津质量浓度的升高,菌株ZXY-1的生长受到抑制作用,在降解过程中菌株细胞的生长符合Haldane生长抑制模型,其相关动力学参数为μ_(max)=0.696 h~(-1),K_s=98.55 mg/L,K_i=142.6 mg/L.本研究菌株可为含有阿特拉津工农业废水的生物修复提供可行性选择.     

低镉浓度下丛枝菌根真菌对植物的保护作用

为探讨生物固定技术在低镉污染土壤中的原位利用和水稻安全生产中的应用,采用盆栽试验的方法对比分析了低镉污染条件下接种丛枝菌根真菌(AMF)与否对水稻生长及籽实镉含量的影响.结果表明:低镉污染条件下,AMF可与水稻形成良好的共生关系,宿主水稻菌根依赖性指数达120.43%;AMF侵染可促进植物地下器官的扩张,增加根系的吸收与吸附能力,AMF侵染下水稻的株高、根长、根冠比等营养生长指标均高于非侵染植物水稻,尤其是根冠比提高达22.37%,接种菌剂可以显著增加水稻营养器官生物量,接种菌剂组较空白对照组水稻籽实产量平均提高12.61%;菌剂的施加使水稻籽实镉含量符合国家食品安全标准的土壤安全生产阈值由0.20 mg/kg提高到0.32 mg/kg,对于保障低镉污染土壤的原位利用和水稻安全生产有重要意义.     

植物-微生物联合修复重金属污染土壤研究进展

植物-微生物联合修复因其原位、环保、费用低等特点在重金属污染土壤修复方面展现出较好的应用前景.根际微生物(rhizospheric microorganisms)、根瘤菌(rhizobium)、丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和植物内生菌(endophyte)因与植物关系较为紧密、并能显著促进植物在重金属胁迫条件下的生长、提高植物重金属提取或固定效率,因而在强化植物修复效果方面发挥着重要作用.本文就国内外近年来在这方面的研究进展进行综述,并对它们在联合修复中的作用机制进行探讨,同时指出了该研究领域目前仍存在的问题及今后的发展方向.     

AM真菌对复垦土壤中苜蓿养分吸收的影响

研究了以内蒙古露天煤矿区土壤为供试土壤,以苜蓿为宿主植物的8种丛枝菌根(AM)真菌对苜蓿生长及养分吸收影响的盆栽试验,通过对比分析,筛选出对苜蓿吸收养分促进作用最为显著的菌种.并对接种不同AM真菌的植株的菌根侵染率、菌根依赖性等相关指标和植株各部分养分含量的测定,发现接种G.intraradices和接种G.mosseae 3个菌株的处理菌根侵染率显著高于其他处理;接种G.mosseae(BGC XJ01)后苜蓿的地上部氮、磷、钾含量和地下部的氮吸收量明显高于其它处理和空白对照.结果表明:8种供试AM真菌中G.mosseae(BGC XJ01)能够显著促进苜蓿的养分吸收.     

土壤重金属污染的微生物-植物联合修复技术研究进展

微生物-植物联合修复技术具有环境友好、成本低、强化植物修复效果、原位修复,美化环境等优势,其在修复土壤重金属污染领域中具有巨大潜力,成为该领域的研究热点.土壤中菌根真菌、根瘤菌、植物内生菌、根际微生物可与植物建立良好的共生关系,在重金属胁迫下,促进植物生长,增强植物对重金属的抗性,提高植物对重金属的提取或固定率,进而强化植物的修复效果.笔者系统阐述微生物-植物联合修复技术的形式种类、作用机制、问题及展望,旨在为治理土壤重金属污染提供新思路.     

接种菌根对充填复垦土壤营养吸收的影响

将菌根真菌接种于复垦土壤中 ,进行了盆栽试验研究 .结果表明 ,植株的生物量随覆土厚度增大而增大 ;与非菌根植物相比 ,接种菌根真菌的植物可以吸收更多的营养 ,而向地上部运移的 Na较少 ,抑制了植株积累过量的 Na盐 ;植株生物量及其植株体内的营养元素含量 ,接种菌根真菌后 ,覆土少的 (覆 5 cm厚的土壤于 1 0 cm厚的粉煤灰上 )相应高于不接种且覆土厚 (覆1 0 cm厚的土壤于 5 cm厚的粉煤灰上 )的 ,说明接种菌根具有抵消由于覆土少而导致的植株产量降低的潜力 ,其对粉煤灰充填复垦的植被重建具有重要作用 ,而且可以节约复垦费     

接种菌根大豆叶绿素含量差异的光谱特征分析

为利用高光谱遥感监测接种菌根对植物生长的影响,在不同生育期测定接种菌根(+M)和对照(CK)两组大豆的叶片光谱及叶绿素含量.通过分析不同处理下大豆原始光谱和一阶微分各特征参数的差异,获取菌根效应影响植物叶绿素含量的光谱响应信息,选择能良好反映不同处理大豆叶绿素含量差异的特征参数作为输入因子,建立BP神经网络反演大豆叶绿素含量估测模型.结果表明:各生育期+M组的红边位置较同时期CK组的向长波方向偏移,其绿峰幅值、蓝边面积、蓝边斜率和黄边面积均小于同期CK组,而黄边斜率则大于同期CK组,特征参数差异明显.BP神经网络模型预测的大豆叶绿素含量与实测结果拟合度较好(R2=0.966 7)实验表明,接种菌根提高了大豆的光合作用,采用高光谱遥感监测并评价菌根效应对植物生长的作用是可行的.研究成果可为微生物复垦植被监测和矿区微生物复垦效果评价等提供理论依据和指导.     

丛枝菌根真菌与化肥共施对水稻品质的改善作用

为探讨化肥施加与丛枝菌根真菌(AMF)接种的共同作用对水稻品质的影响,在大田条件下分别对施肥条件下和不施肥条件下的水稻进行AMF接种,并在收获后测定稻米品质.结果表明:不施肥条件下AMF接种降低了稻谷的加工品质和外观品质,对蒸煮、食味及营养品质无显著影响;化肥的施加提高了稻谷的加工品质和蒸煮品质,但降低了稻米的外观品质、食味品质和营养品质;AMF接种和化肥共施改善了稻谷的外观品质、蒸煮食味品质,并保证了稻米中铁和锌的质量分数.AMF接种和施加化肥单独都不能显著改善水稻品质,但二者共同作用能够达到改善水稻品质的目的.     

Effects of arbuscular mycorrhizal fungi on the drought resistance of the mining area repair plant Sainfoin

To solve the problem of lack of water in arid areas and barren soil in the process of ecological restoration, the growth and drought resistance of Sainfoin (Onobrychis viciifolia Scop.) was studied by inoculation of AMF (arbuscular mycorrhizal fungi), under drought stress. The results show that the inoculation of AMF can significantly improve the growth and mycorrhizal infection rate of Sainfoin and accelerate the absorption of water and nutrients by the roots compared with uninoculated plants. On the 40th day under drought stress, the relative water content, total nitrogen and total phosphorus content of the leaves of inoculated plants increased by 7.27%, 4.21% and 2.40%, respectively, the osmotic adjustment property in plant cells was improved, the protective enzyme system was improved and membrane lipid peroxidation was reduced. The inoculation of AMF can slow down the damage from drought, improve the drought resistance of Sainfoin, and will be of great significance to the ecologic restoration in arid areas.     

丛枝菌根(AM)对水稻生长促进及化肥减量研究

为了考察丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhiza,AM)对水稻生长促进及化肥减量效果,以摩西球囊霉(Glomus mosseae)为实验材料在不同丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)含量的基质中进行水稻盆栽试验.对比分析了水稻根部AMF的侵染状况,及其对水稻生长的促进作用,并在此基础上探讨了AMF强化在农业面源污染化肥减量中的作用.结果表明:自然基质中土著G.mosseae普遍存在,并可与水稻根系形成菌根结构,但其对水稻的影响与AMF空白基质相比差异并不显著.AMF强化能显著提高其对水稻根部的侵染率.与自然基质相比,AMF强化使水稻的株高、总生物量、根系总表面积及产量分别提高了20.6%、30%、36.6%、45.3%.经计算,每生产100kg水稻,AMF强化相对于自然条件下氮肥、磷肥、钾肥施用量分别减少3.14kg、1.88kg、2.42kg,削减程度高达47%.AMF强化能够有效促进水稻生长并提高其产量,而且在农业面源污染化肥减量方面具有重要作用.     

有机污染土壤的生物修复研究进展

综述了有机污染土壤生物修复的三种技术,即微生物修复技术、植物修复技术、菌根生物修复技术及其研究现状,并展望了这三种生物修复技术今后的研究方向,如利用表面活性剂提高植物修复效率时,应考虑其最佳使用量;加强研究根分泌物在植物修复土壤污染中的作用;进行植物-微生物联合体筛选技术研究;筛选促进污染物降解的优良菌根菌种等。     

植物—微生物联合修复柴油污染土试验研究

利用石油烃降解菌混合菌和紫花苜蓿、高羊茅2种植物对不同浓度柴油污染土进行植物修复、微生物修复和植物—微生物联合修复室外盆栽对比试验,研究植物修复与植物—微生物联合修复试验中植物种子萌芽率和植物生长状况,采用超声萃取—紫外分光光度法分析3种修复方式对柴油污染土的降解效果。试验结果表明,柴油延长了植物种子的萌芽时间;在植物修复和植物—微生物联合修复过程中,高羊茅的植物生物量和株高大于紫花苜蓿,植物—微生物联合修复的植物生物量和株高总体上明显高于植物修复;3种修复方式修复柴油污染土的总体降解效果排序为：植物—微生物联合修复>微生物修复>植物修复;高羊茅的修复效果优于紫花苜蓿;柴油污染土的柴油浓度越低,修复效果越好。     

丛枝菌根真菌对矿区修复系统固碳的作用

采用煤矸石为主体基质添加活性污泥,同时接种丛枝菌根真菌(AMF)于新栽植的黑麦草,进行为期16个月的现场种植试验.对比分析了黑麦草根部AMF的侵染状况,及其对土壤固碳的促进作用.结果表明:接种摩西球囊霉菌(Glomus mosseae,简记为G.m)和添加活性污泥量30%基质的菌根侵染率最高值为66.67%;接种处理的土壤有机碳(SOC)、易提取球囊霉素(EEG)、总球囊霉素(TG)含量和植物生物量远高于未接种处理,添加活性污泥量30%基质的增值最高.土壤有机碳及植物生物量与菌根侵染率、球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)间的相关性分析表明,AMF所分泌的代谢产物总球囊霉素TG与矿区复垦土壤SOC呈现正相关性(相关系数为0.699).AMF及其GRSP对于矿区复垦土壤固碳的贡献是直接有效的.