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相似文献
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1.
根分泌物在污染土壤生物修复中的作用   总被引:19,自引:2,他引:17  
对根分泌物在植物根际微生态环境中 ,通过土壤 植物 微生物系统协同作用高效修复重金属和有机污染土壤的环境过程与机理进行了综述。根分泌物在重金属污染土壤植物修复中的作用主要表现在活化污染区重金属元素 ,使固定态转化为植物可吸收态 ,大大提高了重金属的植物有效性 ,通过植物的超积累作用 ,降低土壤中重金属污染物的含量 ;此外 ,根分泌物也可以和重金属形成稳定的螯合体 ,降低他们在土壤中的移动性 ,起到固定和钝化作用。对于有机污染物 ,根分泌物一方面为根际的微生物提供了丰富的营养和能源 ,使植物根际的微生物数量和代谢活力比非根际区高 ,增强了微生物对环境中的有机污染物的降解能力 ;另一方面植物根分泌到根际的酶系统可直接参与有机污染物降解的生化过程 ,提高降解效率。并对此领域今后研究工作的方向做了探讨  相似文献   

2.
我国土壤重金属污染问题日益突出.作为一种绿色、安全的生物修复技术,植物修复技术备受关注.根系分泌物作为植物-土壤-微生物三者物质交换与信息传递的重要载体,是植物响应外界胁迫的重要生理生态指征,在植物修复过程中发挥关键作用.研究表明,根系分泌物能够有效调控根际微环境,提升植物抗逆能力,影响重金属在根际微域中的环境行为.传...  相似文献   

3.
根系分泌物及其在植物修复中的作用   总被引:53,自引:0,他引:53       下载免费PDF全文
 近年来环境污染日益严重,污染物在土壤植物中的行为引起了人们的高度关注。利用植物去除土壤水体等介质中污染物的植物修复是近10年来兴起的一项安全、廉价的技术,已成为污染生态学和环境生态学的研究热点,它通过植物吸收、根滤、稳定、挥发等方式清除环境中的重金属和有机污染物。国内外有关植物修复的研究报道和概述很多, 但对植物根系分泌物在植物修复中所起的作用及其机理少有述评。 本文从根系分泌物对土壤重金属和土壤有机污染物的去除作用出发,对根系分泌物的种类、数量及其在去除环境污染物中的作用机理和功能地位进行了总结,并借助研究事例对影响植物根系分泌的内外因子,如植物种类、营养胁迫、重金属胁迫、根际环境的理化性质、土壤微生物及其它环境因子进行了讨论。概言之,根系分泌物在修复污染土壤中的重金属途径是多种多样的,主要是通过调节根际pH值、与重金属形成螯合物、络合反应、沉淀、提高土壤微生物数量和活性来改变重金属在根际中的存在形态以及提高重金属的生物有效性,从而减轻它对环境的危害。在清除有机污染物时,根系分泌物中的酶可以对有机污染物进行直接降解,根系分泌物影响下的微生物也可以对有机污染物进行间接降解,且被认为是主要的降解途径。根系分泌物在植物修复过程中确实起着某些重要作用,今后应将这方面的研究重点放在某些特异性根系分泌物植物,尤其是某些重金属超富集植物资源的寻找、筛选上,通过室内实验和野外研究确定其根系分泌物对清除重金属和有机污染物的效率,证实超富集植物根系分泌物的特异性与污染物超富集的内在联系,找到污染土壤生态恢复和治理的有效方法并加以推广应用,如针对性地在被污染地大面积种植此类具特异性根分泌物植物,并辅以营林措施如修剪等,加快生物修复进程,提高修复效率。植物根系分泌物在植物修复过程中所具有的重要生态意义和可能应用前景,为污染生态学和化学生态学之间的联合研究开拓了全新的领域,今后将取得新的突破和重要进展。  相似文献   

4.
土壤重金属镉(Cd)污染严重危害农产品安全生产,植物根际细菌在钝化土壤Cd和帮助作物抵御Cd胁迫方面发挥重要作用。本文首先概括在修复Cd污染土壤中得到广泛应用的植物根际细菌种类,并从根际细菌直接吸附Cd、调整土壤理化特性、调控土壤微生物群落和其他作用4方面阐述了植物根际细菌对Cd的钝化作用,其次从菌植互作角度阐述植物根系分泌物与根际细菌群落相互影响对土壤Cd的钝化作用。最后展望重金属胁迫下植物根际钝化Cd核心菌群的构建,以在新兴学科与技术的快速发展中探明植物根系-微生物互作体系的分子机制,深入开展植物根际细菌钝化修复重金属污染土壤的理论研究和实践。  相似文献   

5.
近年来重金属污染等生态环境问题日益受到重视,而物理、化学修复方法存在的诸如成本高、二次污染等问题,使得利用植物、微生物等进行联合治理成为环境修复的重要手段。植物根系分泌物作为植物与土壤进行营养和信息交流的重要媒介,不但对植物的生长具有重要作用,其在污染及沙化土壤修复中作用的研究也得以广泛开展。本文对根系分泌物的组成、分泌机制进行了阐述,并对其在植物吸收重金属、化感作用、植物根系与根际微生物互作、改变土壤理化性质等过程中的作用及机理进行了总结。此外,本文还对利用根系分泌物和根际微生物在生态环境治理中的应用现状、面临的难题及未来的发展等进行了讨论。希望本文可为基于植物与微生物进行的环境修复技术的实际应用提供理论支撑。  相似文献   

6.
植物根系分泌物对土壤污染修复的作用及影响机理   总被引:4,自引:0,他引:4  
王亚  冯发运  葛静  李勇  余向阳 《生态学报》2022,42(3):829-842
生物修复是一种经济环保的土壤修复技术。根系分泌物是利用生物修复污染土壤过程中的关键物质,也是植物与土壤微生物进行物质交换和信息传递的重要载体,在植物响应污染物胁迫中扮演重要角色。研究植物根系分泌物对土壤污染修复的作用和影响机理,是深入理解植物和微生物环境适应机制的重要途径,对促进生物修复污染土壤有重要指导意义。从污染物胁迫对根系分泌物的影响、根系分泌物对土壤污染物环境行为的影响、根系分泌物在调控污染土壤中根际微生物群落结构和多样性中发挥的作用等几个方面综述了根系分泌物对土壤污染修复的影响及内在机制。研究结果表明,根系分泌物在降低重金属对植物的毒性、加速有机污染物降解等方面有非常重要的作用。根系分泌物对土壤微生物的丰度和多样性均有显著影响,其与根际微生物互作在土壤污染物的消减中发挥了重要的调控作用。在此基础上,提出了以往研究中的不足,并对污染物胁迫下根系分泌物未来研究的方向和趋势进行了展望。  相似文献   

7.
重金属不同积累型植物品种的根际生态效应分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
于辉  向言词  邹冬生 《生态科学》2016,35(4):199-204
植物对重金属的吸收积累与其根际环境密切相关, 因此对于根际生态效应的研究有助于理解不同品种积累重金属差异的机理。从根系形态、根际土壤化学特性、根系分泌物及微生物特性等方面对根际生态效应和植物积累重金属的关系进行了综述, 旨在从根际方面诠释植物积累重金属差异的机理, 并为重金属积累典型品种的选育提供理论基础。  相似文献   

8.
重金属污染土壤植物修复中的微生物功能研究进展   总被引:17,自引:0,他引:17  
李韵诗  冯冲凌  吴晓芙  石润 《生态学报》2015,35(20):6881-6890
综述了国内外在重金属污染土壤植物-微生物联合修复领域的研究报道,总结了近5年的研究实例。植物-微生物联合修复体系具有生物固定与生物去除土壤重金属的两种功能,根际微生物可以菌根、内生菌等方式与根系形成联合体,通过增强植物抗性和优化根际环境,促进根系发展,增强植物吸收和向上转运重金属的能力。建立植物-微生物联合修复体系,可充分发挥植物与微生物作用功能的优势,提高污染土壤的修复效率。增强植物修复体系中微生物功能的重点是深入研究根际微生物、根系和介质载体三者之间复合功能,结合污染土壤类型与植物群落配置的特点筛选扩繁高效菌种与菌群。  相似文献   

9.
根际圈在污染土壤修复中的作用与机理分析   总被引:71,自引:9,他引:62  
根际圈以植物根系为中心聚集了大量的生命物质及其分泌物,构成了极为独特的“生态修复单元”。本文叙述了根在根际圈污染土壤修复中的生理生态作用,富集、固定重金属,吸收、降解有机污染物等功能;菌根真菌对根际圈内重金属的吸收、屏障及螯合作用,对有机污染物的降解作用;根际圈内细菌对重金属的吸附与固定,对有机污染物的降解作用以及根际圈真菌和细菌的联合修复作用等,同时对可能存在的机理进行了分析,认为根际圈对污染土壤的修复作用是植物修复的重要组成部分和主要理论基础之一,并指出利用重金属超富集植物修复重金属污染土壤具有广阔的应用前景;筛选对水溶性有机污染物高吸收富集及其根 发泌能力强的特异植物,同时接种利于有机污染物降解的专性或非专性真菌和细菌可能会成为有机污染土壤植物修复研究的重要方向之一。  相似文献   

10.
AM真菌对重金属污染土壤生物修复的应用与机理   总被引:15,自引:0,他引:15  
罗巧玉  王晓娟  林双双  李媛媛  孙莉  金樑 《生态学报》2013,33(13):3898-3906
土壤重金属污染威胁人类健康和整个生态系统,而高效、低耗、安全的生物修复技术显示出了极大的应用潜力,特别是利用植物-微生物共生体增强生物修复效应的应用.丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizae,AM)真菌是一类广泛分布于土壤生态系统中的有益微生物,能与90%以上的陆生高等植物形成共生体.研究发现,AM真菌能够增强宿主植物对土壤中重金属胁迫的耐受性.当前,利用AM真菌开展重金属污染土壤的生物修复已经引起环境学家和生态学家的广泛关注.基于此,围绕AM真菌在重金属污染土壤生物修复作用中的最新研究进展,从物理性防御体系的形成、对植物生理代谢的调控、生化拮抗物质的产生、基因表达的调控等角度探究AM真菌在重金属污染土壤生物修复中的作用机理,以期为利用AM真菌开展重金属污染的生物修复提供理论依据,并对本领域未来的发展和应用前景进行了展望.  相似文献   

11.
Deleterious effects of heavy metals on soil microorganisms are reviewed in relation to the complexities involved in their study. There is strong evidence that soil microbes are more sensitive to heavy metals than animals or crop plants. Decisions concerning limits considered to be ‘safe’ in terms of protection of soil microorganisms or soil microbial processes from metal toxicity depend on the organisms considered and value judgements as to their importance. At present there is a large discrepancy in actual concentrations of heavy metals that are allowed to accumulate in agricultural soils between different countries. The approach of attempting to achieve zero accumulation of heavy metals in soils is undoubtedly the most conservative, but will severely restrict the recycling of sewage sludges to agricultural land.  相似文献   

12.
Soil heavy metal pollution has become a worldwide environmental issue that has attracted considerable public attention, largely from the increasing concern for the security of agricultural products. Heavy metals refer to some metals and metalloids possessing biological toxicity, such as cadmium, mercury, arsenic, lead, and chromium. These elements enter the soil agro-ecosystem through natural processes derived from parent materials, and through anthropogenic activities. Heavy metal pollution poses a great threat to the health and well-being of organisms and human beings due to potential accumulation risk through the food chain. Remediation using chemical, physical, and biological methods has been adopted to solve the problem. Phytoremediation has proven to be a promising alternative to conventional approaches as it is cost effective, environmentally friendly, and aesthetically pleasing. To date, based on the natural ability of extraction, approximately 500 taxa have been identified as hyperaccumulators of one or more metals. In addition, further research integrating biotechnological approaches with comprehensive multidisciplinary research is needed to improve plant tolerance and reduce the accumulation of toxic metals in soils. This review discusses harmful effects, sources of heavy metals, and the remediation technologies for soil contaminated by heavy metals.  相似文献   

13.
Ling Li  Xuyu Yan  Juan Li  Yashan Tian  Pan Ren 《Phyton》2021,90(1):35-50
Heavy metal-contaminated soil is one of the major environmental pollution problems of agricultural production and human health in the world. Remediation of heavy metals in soil is one of the most popular research subjects. Different remediation strategies have been reported to remove heavy metals from contaminated soil, among which phytoremediation is the most important one. Compared with other major crops, cotton shows the strongest and most widespread resistance to abiotic stresses, such as heavy metals. Although heavy metal stress adversely affects the growth and development of cotton, cotton possesses a set of sophisticated stress-resistance strategies. As the main product of cotton is nonedible fibers, which have a large biomass and strong heavy metal absorption and enrichment capacities, cotton is an ideal crop to restore heavy metal-contaminated soils and has unique advantages in terms of both ecological and economic benefits, with great application prospects. In this review, based on domestic and foreign research results in recent years, the effects of heavy metals on cotton growth and product quality were analyzed, the heavy metal absorption, accumulation, translocation and enrichment characteristics of cotton plants were summarized, and the adaptation and tolerance mechanisms of cotton to heavy metals were explored. Furthermore, the view that cotton is an effective crop to remediate heavy metal pollution in farmland soil has been proposed, and popularization and application suggestions for planting cotton to repair heavy metal pollution have been put forward to provide a reference for the comprehensive evaluation of the economic feasibility of cotton to repair heavy metal pollution in farmland soil.  相似文献   

14.
植物螯合肽及其在重金属耐性中的作用   总被引:26,自引:0,他引:26  
综述植物螯合肽的生物合成及其在重金属耐性中的作用.有毒重金属在土壤中的积累不仅影响作物的生长和产量形成,而且严重威胁农产品的安全性.植物对重金属的耐性和积累在种间和基因型之间存在着很大的差异,在重金属胁迫条件下植物螯合肽(PC)的合成是植物对胁迫的一种适应性反应,耐性基因型合成较多的PC谷胱苷肽是合成PC的前体,PC可与重金属螯合,并进一步转运至液泡贮存,使细胞质的重金属浓度降低,从而达到解毒效果.重金属诱导植物合成PC的遗传机理和生化途径有赖于分子生物学的深入研究,cD-敏感型拟南芥突变体Cad1-1(缺失GSH)和Cad2-1(缺失PC合成诱导酶)的分离及相关研究,佐证了PC在Cd-解毒中起关键作用.对PC在重金属污染土壤或水体的植物修复和农作物安全生产中的意义进行了讨论.  相似文献   

15.
Heavy metals in soil can affect human health through the exposure pathways of oral ingestion, dermal contact, and inhalation. In this study, to assess the health risk of heavy metals in the agricultural area of Xinglonggang, 52 soil samples were collected and tested to obtain the concentrations of As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, V, and Zn in the soil. The enrichment factor indicated that the heavy metals of the agricultural soils were enriched, but the degree of enrichment was mild for all of the heavy metals. Coefficient analysis and principal component analysis indicated that V, Cr, Ni, and Pb were mainly from natural sources, As was from irrigation, Cu and Cd tended to be from chemical fertilizers and pesticides, and Zn was from mixed sources including irrigation, chemical fertilizers, and pesticides. A human-health risk assessment indicated that the residents in the study area face high risk from carcinogens and low risk from noncarcinogens; As and Cr are the major heavy metals affecting human health. This study provides a reference and a basis for formulating effective measures to prevent and control heavy metal enrichment in agricultural soils.  相似文献   

16.
The control of heavy metals in such a way that soil functioning and product quality are not impeded is a prerequisie to sustainable agricutture. The current status of heavy metal accumulation in agricultural soils differs widely by region, by metal, and by agricultural system; levels of concern have already been reached in several regions (for instance, in the Netherlands and Australia). An analysis of the input and output fluxes of cadmium (Cd), copper (Cu), lead (Pb), and zinc (Zn) in agriculture and of their resulting accumulation in agricultural soils is necessary to define strategies that ensure sustainable management of these metals in agricultural systems. In this article, general aspects of heavy-metal balance studies are described for the agricultural sector within the broader context of substance flow analysis and industrial ecology. The approach chosen in this study is both precautionary and related to actual problem areas.  相似文献   

17.
Ling Li  Xuyu Yan 《Phyton》2021,90(6):1559-1572
Alleviating heavy metal pollution in farmland soil, and heavy metal toxicity in plants is the focus of global agricultural environmental research. Melatonin is a kind of indoleamine compound that wide exists in organisms; it is currently known as an endogenous free radical scavenger with the strongest antioxidant effect. As a new plant growth regulator and signaling molecule, melatonin plays an important role in plant resistance to biotic or abiotic stress. Recent studies indicate that melatonin can effectively alleviate heavy metal toxicity in crop plants, which provides a new strategy to minimize heavy metal pollution in crop plants. This study summarizes the research progress on the role of melatonin in alleviating heavy metal toxicity in crop plants and the related physiological and ecological mechanisms such as reducing the concentration of heavy metals in the rhizosphere, fixing and regionally isolating of heavy metals, maintaining the mineral element balance, enhancing the antioxidant defense system and interacting with hormonal signaling. Furthermore, future prospects for the mechanism of melatonin in regulating heavy metal toxicity, the pathway regulating synthesis and catabolism, and the interaction mechanism of melatonin signaling and other phytohormones are presented in this paper, with the goal of providing a theoretical basis for controlling heavy metal ion accumulation in crop plants grown in contaminated soil.  相似文献   

18.
硫对土壤重金属形态转化及植物有效性的影响研究进展   总被引:2,自引:1,他引:1  
生源要素硫在土壤中的化学循环不仅会直接影响土壤重金属元素的环境行为,也可通过调控植物根际微环境间接影响植物对重金属元素的吸收累积.土壤中的硫被植物根吸收后在植株中合成的有机硫化合物如植物螯合素(PCs)和金属硫蛋白(MTs)可与重金属形成毒性较低的络合物,构成植物重金属解毒的重要机制之一.我国部分土壤缺硫现象严重,为保证作物高质高产,硫肥的使用逐渐被重视,而硫与重金属的交互作用机制也逐渐成为研究热点.本文综合相关研究,介绍了硫在土壤中的生物化学转化,探讨了土壤硫的化学转化对土壤重金属形态转化及植物有效性的影响,并对今后硫在土壤重金属控制的应用提出展望.
  相似文献   

19.
土壤重金属生物毒性研究进展   总被引:24,自引:2,他引:22  
孙晋伟    黄益宗    石孟春    崔岩山  李小方  招礼军  杜心  高卫国 《生态学报》2008,28(6):2861-2861~2869
世界范围内土壤重金属污染不断加重,由污染所带来的问题以及如何治理污染已经受到人们越来越多的关注.土壤重金属将对土壤生物产生影响,而土壤生物在重金属的胁迫下也会产生不同的响应.综述了国内外近年来土壤重金属生物毒性的研究进展,介绍了土壤重金属污染对陆地生态系统中植物、动物和微生物生长的影响;土壤重金属生物毒性的影响因素;土壤重金属生物毒性的研究方法;土壤重金属生物毒性的预测模型,最后提出了问题和展望.  相似文献   

20.
污水污泥土地投放重金属的环境效应研究进展   总被引:5,自引:0,他引:5  
本文综述了污水污泥土地投放中重金属的环境效应研究方面的进展,重点就污水污泥土地投放中对植物生长的影响、对土壤微生物、土壤酶及昆虫生长的影响、重金属向地下水中的迁移情况、重金属在土壤中的生物活性变化及其影响因素、污水污泥土地投放后重金属的长期变化及土壤修复剂对重金属毒性的控制等方面的研究进展进行综述。  相似文献   

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