EGTA和酒石酸对蓖麻Cd胁迫与积累的调控作用

通过盆栽试验研究了解毒剂酒石酸与螯合剂EGTA的单施与配施对强化蓖麻修复Cd污染土壤的作用,探讨重金属污染土壤植物修复中螯合剂与解毒剂配合使用的可行性。结果显示:(1)除酒石酸单施处理外,其余处理均可显著提高土壤中醋酸提取态Cd含量,增强土壤Cd的活性,并以酒石酸与EGTA配施的效果更显好,其土壤醋酸提取态Cd含量为对照的1.41~2.49倍。(2)EGTA能有效促进Cd从蓖麻根部向地上部的转移,但高剂量EGTA处理对蓖麻根系有明显的毒害作用;EGTA与酒石酸配合施能缓解Cd对植株的毒害作用,增大蓖麻生物量和Cd积累量,其地上部Cd积累量比对照增加4.56~8.32倍。(3)蓖麻叶片Cd含量、地上部积累总量以及土壤净化率随土壤醋酸提取态Cd含量的升高而增大,并且呈良好的线性递增关系。研究表明,酒石酸与EGTA配施可通过调控土壤Cd的植物可利用性和降低Cd的生理毒性来提高蓖麻对Cd的富集能力和对Cd污染土壤的修复效果。     

表施和混施污泥对团花根系生长的影响

林地利用被认为是污泥资源化利用的重要方式,但施用污泥对林木根系生长的影响报道较少。本研究通过根箱试验,分析表施和混施10%污泥对速生树种团花不同土层根系形态、土壤pH值和电导率动态变化及根系重金属含量的影响,并拟合土壤pH值、电导率和根系重金属含量与根长的关系。结果表明: 与不施污泥(对照)相比,混施污泥显著抑制了团花根长、根表面积和根体积增长,混施污泥120和240 d后,0～20 cm土层总根长分别为不施污泥的76.9%和67.4%;表施污泥对团花根长和根表面积的影响不显著,但显著提高了根体积。混施污泥显著提高了土壤pH值和电导率及根系重金属含量,混施污泥0～20和20～40 cm土层根系镉含量分别是不施污泥的11.5和10.0倍。线性回归拟合分析显示,不同处理0～20 cm土层的电导率与根长均呈显著负相关;表施和混施污泥根系镉含量与根长呈极显著负相关。上述结果表明,混施污泥抑制了团花根系生长,这可能是由于混施污泥提高了土壤电导率和根系镉含量所致,而表施污泥对团花根系生长的作用不明显。     

四种抗寒花卉对镉的生理响应和富集特征

以矮型四季菊、羽扇豆、欧报春和虞美人等冬春季常见花卉为试验材料,通过盆栽试验,研究了不同浓度Cd处理下4种花卉对Cd的生理响应和富集特征,探讨利用这4种花卉在冬春季寒冷时期修复Cd污染土壤的可行性,为提高植物修复技术的效率提供参考。结果表明:(1)在所有Cd处理下,羽扇豆各部位生物量与对照均无差异;欧报春仅根系生物量在80 mg·kg^-1Cd处理时显著低于对照,为对照的74.51%;矮型四季菊和虞美人全株生物量分别在Cd处理浓度高于10、40 mg·kg^-1时开始显著低于对照,并在80 mg·kg^-1Cd处理时全株生物量均达到最小值,分别为对照的41.21%和64.15%。(2)在所有Cd处理下,羽扇豆体内抗氧化酶活性均显著高于对照,MDA含量与对照无显著性差异,清除活性氧能力最强,未受到伤害;欧报春体内抗氧化酶活性升高幅度较小,MDA含量和REC有小幅度增加,清除活性氧的能力较强,受到的伤害程度较低;矮型四季菊和虞美人对活性氧清除能力最差,受到了严重的氧化伤害。(3)在所有Cd处理下,Cd在矮型四季菊体内的分布均为地上部>根系,BCF和TF均大于1,地上部含量和富集量最大值分别为136.20mg·kg^-1和1118.20μg·plant^-1;Cd在羽扇豆、欧报春、虞美人体内表现为地上部<根系,TF均小于1,地上部Cd含量、富集量、BCF和TF均为羽扇豆>欧报春、虞美人。综上所述,与欧报春和虞美人相比,矮型四季菊对Cd耐性相对较差,但对Cd有较强的吸收转移能力,适合用于冬春季Cd污染土壤的修复;羽扇豆对Cd的耐性强,对Cd吸收转移能力也较强,也适合用于冬春季Cd污染土壤的修复。     

矿区分离丛枝菌根真菌对万寿菊吸Cd潜力影响

盆栽试验研究土壤不同施Cd水平(0、5、20、50μg/g)下,接种矿区污染土壤中丛枝菌根真菌对万寿菊根系侵染率、植株生物量及Cd吸收与分配的影响。结果表明:接种丛枝菌根真菌显著提高Cd胁迫下万寿菊的根系侵染率和植株生物量;随着施Cd水平提高,各处理植株Cd浓度显著增加。各施Cd水平下万寿菊地上部Cd吸收量远远高于根系Cd吸收量,在土壤施Cd量达到50μg/g时,接种处理地上部Cd吸收量是根系的3.48倍,对照处理地上部Cd吸收量是根系的1.67倍;同一施Cd水平下接种处理植株Cd吸收量要显著高于对照。总体上,试验条件下污染土壤中分离的丛枝菌根真菌促进了万寿菊对土壤中Cd的吸收,并在一定程度上增加Cd向地上部分的运转,表现出植物提取的应用潜力。     

添加硫代硫酸铵对植物修复汞污染土壤的影响

由于汞污染土壤中汞的生物有效性非常低,限制了植物修复技术的应用。本试验通过室内盆栽模拟试验,研究了硫代硫酸铵添加到土壤后,对土壤中汞的生物有效性、印度芥菜生物量及其吸收土壤中汞的影响。结果表明,当硫代硫酸铵与土壤比例为1∶12.5(W/W)时,土壤中生物有效态汞含量最高,达0.51mg·kg-1,是对照的12.7倍。土壤中加入2g·kg-1硫代硫酸铵时,印度芥菜根、茎和叶片干重分别增加了0.23、0.98和1.22g,且印度芥菜根系、茎和叶片的总汞含量分别达到1.96、0.43和3.35mg·kg-1,是对照组的8、4和2倍。添加硫代硫酸铵后,土壤渗滤液中汞浓度增加,最高达2487ng·L-1。因此,添加硫代硫酸铵能提高汞污染土壤植物修复效率,但也能在一定条件下导致汞向地下流失。     

在蚯蚓影响下土壤Pb、Cd有效态的变化及小白菜对Pb、Cd的富集转移作用

研究了在蚯蚓影响下Pb、Cd添加量不同(Pb:500～1 700 μg·g-1;Cd:1～30 μg·g-1)的土壤中Pb和Cd有效态及其含量的变化以及小白菜(Brassica chinensis L. )对土壤中Pb和Cd的富集和转移作用.结果显示,在蚯蚓的影响下,Pb添加量为500～1 400 μg·g-1的土壤中酸提取态和可还原态Pb含量显著提高,有效态Pb总含量也随土壤中Pb添加量的提高逐渐增加;Cd添加量为5～20 μg·g-1的土壤中酸提取态Cd含量显著提高,有效态Cd总含量也随土壤中Cd添加量的提高而逐渐增加;当土壤中Pb和Cd添加量分别达到1 700和30 μg·g-1时,蚯蚓对Pb和Cd基本无活化作用.在蚯蚓的影响下,小白菜地上部分Pb含量显著提高,对Pb的转移系数也均高于各自的对照,地上部分和地下部分对Pb的富集系数分别为0.037～0.061和0.401～0.628.在蚯蚓影响下,在Cd添加量较低(1～5 μg·g-1)的土壤中小白菜地上部分和地下部分的Cd含量以及对Cd的富集系数均高于各自的对照;而在Cd添加量较高(10～30 μg·g-1)的土壤中小白菜地上部分和地下部分的Cd含量以及对Cd的富集系数均低于各自的对照,并随土壤中Cd添加量的提高逐渐降低;小白菜地上部分和地下部分对Cd的富集系数分别为1.196～11.516和1.744～20.425;各处理组小白菜对Cd的转移系数与各自的对照差异不显著.研究结果显示,蚯蚓主要对土壤中酸提取态和可还原态Pb以及酸提取态Cd有活化作用,并且可促进Pb由小白菜地下部分向地上部分的转移,但对Cd的转移无明显促进作用;此外,小白菜对Pb的富集作用不明显,但对Cd有一定的富集能力,这种能力的大小与土壤Cd含量有关.     

苹果酸和草酸对两种植物吸收土壤中Cd、Zn 的影响

向受Cd、Zn 复合污染土壤中添加5.51、11.0、16.5 mmol·kg^–1(干土)苹果酸和草酸, 研究天然小分子有机酸对土壤Cd、Zn 的形态转化及小飞扬草(Euphorbia thymifolia L.)和三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)积累Cd、Zn 的影响。结果显示: 添加苹果酸、草酸处理, 土壤中酸提取态Cd、Zn 含量比对照分别增加0.13%-1.30%、4.25%-13.4%, 有机酸对土壤中Cd 和Zn 有一定的活化作用。苹果酸和草酸促进小飞扬草和三叶鬼针草对目标重金属的积累、强化效果: 苹果酸≈草酸。添加11.0 mmol·kg^–1 苹果酸处理使小飞扬草对Cd+Zn 的总积累量达63.9 mg·kg^–1, 添加11.0 mmol·kg^–1 草酸处理使三叶鬼针草对Cd+Zn 的总积累量达128mg·kg^–1。有机酸促进三叶鬼针草向地上部转运Cd 和Zn, 促进小飞扬草向地上部转运Cd, 仅添加11.0 mmol·kg^–1 苹果酸、草酸和添加16.5 mmol·kg^–1 草酸处理促进小飞扬草向地上部转运Zn。有机酸处理下, 小飞扬草和三叶鬼针草地上部Cd 含量与地上部Zn 含量显著正相关, 相关系数分别为0.533 和0.813。添加一定浓度的有机酸可以活化土壤重金属, 促进植物地上部对Cd、Zn 的富集, 提高植物对重金属的积累, 加快重金属污染土壤的修复。     

玉米秸秆还田对石灰性土壤Zn形态及其有效性的影响

采用尼龙网袋田间填埋的方法,研究了玉米秸秆还田对石灰性土壤Zn形态及其生物有效性的影响.结果表明：与施用Zn肥相比,秸秆还田对提高土壤全Zn含量贡献较小;施Zn肥和添加秸秆处理均显著增加土壤有效Zn(DTPA-Zn)含量,且施Zn肥处理增加的幅度更大;高锌秸秆还田后释放的Zn更易转化为土壤DTPA-Zn,转化率达49.0%,秸秆还田后土壤DTPA-Zn转化率呈先减小后增大的趋势,而施Zn肥处理的变化不大.土壤交换态Zn(Ex-Zn)、碳酸盐结合态Zn(Carb-Zn)、氧化锰结合态Zn(OxMn-Zn)、紧结有机态Zn(Sbo-Zn)和残渣态Zn(Min-Zn)含量在各处理中差异不大,施Zn肥处理的土壤松结有机态Zn(Wbo-Zn)含量显著大于对照和只添加秸秆处理.尽管玉米秸秆的含Zn量较低,但秸秆Zn释放后更易转化为DTPA-Zn,秸秆还田同时施用Zn肥是提高石灰性土壤供Zn能力的有效方法.     

硒对土壤中汞形态及其生物有效性的影响

利用连续浸提法研究了硒对稻田土壤中汞的形态分布及其生物有效性的影响。结果显示:加硒前后土壤中汞均以有机结合态、元素态和硫化物态为主,这三者占土壤总汞含量的90%以上,而生物有效态汞(包括模拟胃酸提取态和水溶态)仅占土壤总汞含量的0.27%。加硒对土壤中有机结合态和元素态汞的影响最为显著,随着硒添加浓度的增加,有机结合态汞的相对含量呈逐渐下降的趋势,而元素态汞相反,但土壤中其他形态的汞含量变化不显著。加硒可有效降低土壤中无机汞和甲基汞的生物有效性。结合土壤中汞形态及其生物有效性的变化可以推测:有机结合汞是维持土壤中生物有效态汞的重要补偿来源,当其转化成更为惰性的元素汞后,影响有机结合态汞与生物有效态汞之间的平衡,可能是导致土壤中汞生物有效性降低的主要因素。     

秸秆施用及蚯蚓活动对土壤活性有机碳的影响

在连续6年稻麦轮作的小区试验中,研究了施用秸秆(表施或混施)和接种蚯蚓对农田土壤有机碳(SOC)和不同活性有机碳的影响.结果表明：施用秸秆6年后,土壤有机碳含量显著增加,且表施秸秆比混施秸秆更有利于土壤有机碳含量增加,在不同的秸秆施用条件下,接种蚯蚓未对土壤有机碳含量产生显著影响.表施秸秆和混施秸秆均能使土壤活性有机碳含量增加或显著增加,混施秸秆较表施秸秆更有利于热水提取态碳(HWEC)、可矿化碳(PMC)、酸提取态碳(AEC)、易氧化态碳(ROC)、颗粒有机碳(POC)和轻组有机碳(LFOC)含量增加,而可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)的变化与秸秆施用方式关系不大.在施用秸秆条件下,接种蚯蚓使不同活性有机碳的响应各异,不同处理中的土壤有机碳活性表现为秸秆混施+蚯蚓>秸秆混施>秸秆表施>秸秆表施+蚯蚓>对照.秸秆的施用方式是影响土壤有机碳与活性有机碳的主要因素,而蚯蚓活动则并非对所有的土壤活性有机碳有显著影响.     

高效稳定性硫酸铵氮肥在黑土中的施用效果

为筛选高效稳定性氮肥,采用盆栽试验,通过监测施用不同处理的稳定性硫酸铵对黑土铵态氮和硝态氮含量、表观硝化率、硝化抑制率、玉米生长指标、产量和氮素效率等指标的影响,研究添加不同生化抑制剂配方的稳定性硫酸铵态氮肥在吉林黑土玉米栽培中的施用效果。本试验以不施氮肥(CK)和施硫酸铵(N)为对照,在硫酸铵中分别添加硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、2-氯-6-三甲基吡啶(CP),氮保护剂(N-GD)和肥料增效剂(HFJ)及其组合,制成9种稳定性硫酸铵氮肥。结果表明: 与单施硫酸铵氮肥处理相比,在黑土中添加DMPP和DMPP组合显著影响土壤中铵态氮和硝态氮含量及土壤表观硝化率,铵态氮含量提高1.4～2.0倍,硝态氮含量降低13.6%～17.9%,土壤表观硝化率降低55.3%～59.8%;添加DMPP、DMPP+HFJ和DMPP+N-GD组合硝化抑制率最高,达到16.5%以上;添加DMPP+HFJ+N-GD和HFJ的硫酸铵处理玉米叶片叶绿素含量增加最显著,增加4.5～5.3倍;硫酸铵添加硝化抑制剂和肥料增效剂对株高无显著影响;添加HFJ的硫酸铵处理玉米生物量、籽粒产量、经济系数、收获指数、氮肥农学利用率、氮素吸收利用率、肥料贡献率和氮肥偏生产力增加最显著,分别增加1.2、2.5、0.7、0.6、2.7、2.1、1.3和2.5倍。添加HFJ和DMPP、DMPP+HFJ、DMPP+N-GD处理的硫酸铵处理在黑土中施用效果最好,但是DMPP成本较高,因此,兼顾成本和氮肥利用率,建议稳定性硫酸铵态氮肥生化抑制剂首选氮肥增效剂HFJ,其次选择DMPP+HFJ或者DMPP+N-GD。     

贵州万山汞矿区污染土壤中汞的形态分布特征

利用优化Tessier连续化学浸提法对贵州万山汞矿区污染土壤中汞的形态分布进行研究.结果表明,稻田土壤中汞主要以残渣态形式存在(79.65%),其次为有机结合态(19.97%)、氧化态(0.31%)、特殊吸附态(0.04%)和溶解态与可交换态(0.03%);除特殊吸附态外,其他各形态汞含量均随距污染源距离增加而降低,特殊吸附态汞在分析土壤中含量变化不明显;生物可利用性(溶解态与可交换态和特殊吸附态)汞占总汞比例较低,但在污染土壤中其含量明显高于未受污染地区.     

杉木幼苗生物量分配格局对氮添加的响应

大气氮(N)沉降的急剧增加可能会对植物碳(C)固定和分配产生深远影响。然而, N添加如何影响碳水化合物在植物不同器官之间的分配动态并不十分清楚。该研究利用杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗盆栽试验, 设置N添加处理, 测定分析幼苗非结构性碳水化合物(NSC)与结构性碳水化合物(SC)含量和库的变化, 以探讨N添加后杉木幼苗不同器官中NSC与SC的分配模式及调控机制。结果发现: (1) N添加虽然显著增加叶片净光合速率(143.96%), 但却降低了叶片中的NSC含量和库; N添加导致一年生茎的淀粉含量显著下降, 而可溶性糖含量的变化不显著, 当年生茎的NSC组分含量和库没有显著变化; 幼苗根系的NSC及其组分含量和库也有降低的趋势。(2) N添加后地下与地上生物量的比值降低22.09%, 其中SC库比值降低31.07%, 而NSC库比值无显著变化。(3) N添加使地上部分的磷(P)库显著增加, 使地下与地上P库的比值降低了57.02%, 而N库的比值无显著变化。(4) N添加后土壤pH由(4.94 ± 0.09)显著降低到(4.02 ± 0.04), 铵态N和硝态N含量分别增加7.17倍和11.55倍, 土壤有效P含量也增加了42.86%, 而土壤中脲酶(62.75%)和酸性磷酸酶(56.52%)的活性显著降低。研究表明, 低养分条件下杉木幼苗主要通过构建根系结构增加养分吸收, 而非通过向根系分配更多的NSC, 而N添加驱动的养分缓解使更多的碳水化合物分配到地上器官, 导致地上部分SC积累。     

土著从枝菌根真菌(AMF)与不同形态氮对紫色土间作大豆生长及氮利用的影响

在紫色土上,探究接种土著AMF(indigenous arbuscular mycorrhizal fungi)及不同形态氮肥施用对间作大豆Glycine max生长及氮利用的影响,为提高间作大豆对土壤不同形态氮素的吸收与利用,减少土壤无机氮残留提供理论依据。采用盆栽试验,设2种种植方式(大豆单作和玉米/大豆间作),不同丛枝菌根真菌处理[不接种(NM)、接种土著AMF]和3个氮处理[不施氮(N0)、施无机氮(ION120)、施有机氮(ON120)],以期揭示土著AMF和不同形态氮施用对间作大豆生长及氮素吸收利用的影响。结果表明:与N0相比,施ION120和ON120处理显著增加了土壤无机氮的累积量。NM条件下,无论何种施氮处理的间作土壤NH_4~+-N、NO_3~--N含量均低于单作,其中当接种土著AMF时,与单作相比,间作对减少土壤无机氮的积累能力得到进一步加强。无论单作或是间作,相同菌根处理下,ION120和ON120处理的大豆地上部和根系生物量,大豆地上部和根系氮含量及大豆地上部和根系氮吸收量均不同程度地高于N0处理,其中间作-土著AMF条件下,ION120处理的根系生物量、根系氮含量及氮吸收量均显著高于ON120处理。间作-ION120条件下,土著AMF处理的大豆地上部氮含量、吸收量及根系氮含量、氮吸收量较NM处理分别提高了9.8%、69.8%和8.1%、54.8%,四者差异均达到显著水平。除根系氮吸收量外,地上部氮含量、氮吸收量及根系氮含量均在间作-土著AMF-ION120处理下显著提高,间作与土著AMF互作优势明显。间作-土著AMF条件下,ION120和ON120处理的大豆根系氮吸收效率高于N0处理,分别提高了2%和6%。总体来看,土著AMF与ION120氮肥施用对促进间作大豆生长与提高氮素利用率尤为明显,可望减少土壤氮素残留而减轻氮素流失的风险。     

根区施加鸭排泄物对水稻生长及甲烷排放的影响

为阐明鸭排泄物在根区表层分布对水稻生长和释放甲烷的影响, 以黄华占和麻鸭排泄物为材料, 采用隔离根区的方式进行了水稻培养的室内试验, 设计了三个排泄物施加位置处理包括近根部施加排泄物(NR)、远根部施加排泄物(FR)、内外同时施加排泄物(NFR)和不添加排泄物的对照(CK), 测定了水稻株高、生物量、根系活力、叶绿素含量和甲烷排放量等指标的变化。结果表明, 24 天后, NR、FR 和NFR 处理中水稻株高相比对照显著增加了11%、17%和16%, FR 和NFR 处理的日均株高增长量比对照增加了46%和35%, 水稻基部施加鸭排泄物有助于株高的增长。与对照相比, NFR、FR 处理的地上部分生物量显著增加了19%和20%, 排泄物处理NFR、FR、NR 中的根系生物量相比对照显著升高了40%、80%和42%, 不同位置施加鸭排泄物造成了水稻地上部分和根系生物量的显著变化。FR 处理的根冠比相比对照显著升高了45%。NFR、FR 和NR 处理中的地上植株含水率均没有显著差异。相比对照, 施加鸭排泄物的处理FR、NFR 中水稻叶片的叶绿素含量显著提高了5.5%和8.0%, 施加排泄物处理NFR 中水稻根系活力显著高于对照67%, 排泄物的施加有利于水稻生长。NR 和FR 处理的甲烷排放通量在第24 天和对照相比显著降低了59%和47%, 总之, 在根区不同位置施加鸭排泄物对水稻生长和甲烷排放特性有显著的影响。     

外源氨基酸对龙葵修复Cd-PAHs污染土壤的强化作用

采用室内盆栽试验的方法,研究外源半胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸及其复合处理对超富集植物龙葵(Solanum nigrum)修复镉-多环芳烃复合污染土壤的影响.结果表明:各浓度水平的单因素处理对植物株高及地上部干重并没有显著影响(P>0.05),而复合处理则具有显著的促进作用(P<0.05);各处理能够显著增强龙葵对镉的吸收和富集能力,其中半胱氨酸处理使重金属提取率分别达到1.80%及1.83%,与对照相比提高了0.80及0.83倍;研究发现甘氨酸、谷氨酸及半胱氨酸复合处理能够促进镉及多环芳烃在土壤环境中的去除作用,且0.3 mmol·kg-1甘氨酸+0.3 mmol·kg-1谷氨酸+0.3 mmol·kg-1半胱氨酸处理效果最佳,与对照相比龙葵地上部Cd含量增加了1.26倍,土壤多环芳烃总量的去除率提高了4.46倍;可见,外源PCs组成物质能够强化植物修复低浓度镉-多环芳烃复合污染土壤,具有成为植物修复重金属-有机复合污染高效强化剂的潜力.     

丛枝菌根真菌(Glomus intraradices)对铜污染土壤上玉米生长的影响

盆栽试验研究了不同土壤施Cu水平(0、50、200 mg/kg)下,接种不同来源的两个丛枝菌根真菌Glomus intraradices菌株对玉米生长、Cu、P以及微量元素Fe、Mn、Zn吸收的影响.结果表明:接种菌根真菌显著提高了玉米的生物量,增加了玉米植株P浓度和吸收量;随着施Cu水平提高,各处理根系Cu浓度显著增加.各施Cu水平下玉米根系Cu浓度远远高于地上部分Cu浓度,同一施Cu水平下接种处理根系Cu浓度要显著高于对照;尤其在200 mg/kg施Cu水平下,接种处理根系Cu浓度大约是地上部分的45～58倍,对照根系Cu浓度大约是地上部分的12倍.总体上,试验条件下两个菌株对玉米的接种效应没有明显差异.试验表明丛枝菌根对重金属Cu有较强的固持作用,这可能是菌根减轻宿主植物Cu毒害的一个重要机制.     

丛枝菌根真菌（Glomus intraradices）对铜污染土壤上玉米生长的影响

盆栽试验研究了不同土壤施Cu水平（0、50、200 mg/kg）下,接种不同来源的两个丛枝菌根真菌Glomus intraradices菌株对玉米生长、Cu、P以及微量元素Fe、Mn、Zn吸收的影响。结果表明：接种菌根真菌显著提高了玉米的生物量,增加了玉米植株P浓度和吸收量;随着施Cu水平提高,各处理根系Cu浓度显著增加。各施Cu水平下玉米根系Cu浓度远远高于地上部分Cu浓度,同一施Cu水平下接种处理根系Cu浓度要显著高于对照;尤其在200 mg/kg施Cu水平下,接种处理根系Cu浓度大约是地上部分的45~58倍,对照根系Cu浓度大约是地上部分的12倍。总体上,试验条件下两个菌株对玉米的接种效应没有明显差异。试验表明丛枝菌根对重金属Cu有较强的固持作用,这可能是菌根减轻宿主植物Cu毒害的一个重要机制。     

蚯蚓-菌根在植物修复镉污染土壤中的作用

以灰化土(Aquods)为供试土壤,分别加入4个浓度的Cd2 (0,5,10,20mg/kg)模拟土壤污染,设置每钵接种8条蚯蚓(Pheretimasp.)、接种菌根(InoculumEndorize-Mix2)和同时接种蚯蚓和菌根的处理,以不加蚯蚓和菌根为对照,并种植黑麦草(Loliummultiflorum),研究蚯蚓菌根相互作用对Cd污染土壤中黑麦草生长及土壤中Cd生物有效性的影响。结果表明菌根浸染率不受添加Cd浓度的影响,平均浸染率为22%,加入蚯蚓能使菌根的侵染率提高9%。在Cd污染土壤上,引进蚯蚓显著增加了黑麦草地上部的生物量,接种菌根对黑麦草地上部分产量没有明显影响,同时接种蚯蚓和菌根与只接种蚯蚓相比没有显著差异。蚯蚓活动显著提高了土壤中CaCl2-Cd的含量,而菌根只在低浓度Cd处理上增加了土壤中CaCl2-Cd含量,二者对H2O-Cd、DTPA-Cd均无显著影响,蚯蚓和菌根对增加土壤有效态Cd含量不存在协同作用。蚯蚓活动促进了黑麦草对Cd的吸收,但吸收的Cd积累于黑麦草根部。接种菌根不仅能促进黑麦草对Cd的吸收,而且还能促进Cd从植物的根部向地上部分转移,由于接种蚯蚓可以提高菌根的浸染率,所以二者具有促进Cd向地上部转移的协同作用。这对于重金属污染土壤的植物修复具有十分重要的意义。     

根施生物炭对设施连作土壤氮素转化及黄瓜幼苗根系氮代谢的影响

设施连作土壤普遍存在由于氮素过量积累导致的土壤障碍问题。本研究以不添加生物炭作为对照,以添加5%的生物炭(质量比)为处理,采用盆栽方式分析了生物炭对土壤微生物群落结构、氮循环功能基因丰度以及黄瓜幼苗根系生长和氮素代谢相关基因表达的影响,以期探明外源添加生物炭对设施连作土壤氮素转化的调控作用。结果表明：与对照相比,设施连作土壤添加生物炭处理后显著提高了黄瓜幼苗的株高、根系干重、总根长、根表面积和根体积;改善了根区环境,诱导黄瓜通过上调植物氮代谢相关基因的表达促进了黄瓜根系对氮素的吸收。施入生物炭显著提高了土壤微生物生物量氮、硝态氮和亚硝态氮含量,显著提高了土壤中变形菌门和蓝细菌门以及鞘脂单胞菌(土壤固氮菌)等氮代谢相关菌群丰度;增加了土壤硝化、氮同化还原功能基因丰度;增强了参与氮代谢的羟胺脱氢酶、硝基单加氧酶和碳酸酐酶活性。综上,根施生物炭改善了设施连作土壤理化性质和微生物生态系统,通过促进硝化作用和氮同化作用来调节土壤的氮循环过程,提高了植株对土壤氮素的吸收能力,最终促进了黄瓜植株生长。