丛枝菌根真菌及根际促生菌对蒲公英生长和铬耐性的影响

发布时间：2020-04-25 17:33

【摘要】：丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是一类广泛存在于自然界中且能与绝大多数陆生植物形成共生关系的土壤微生物。有研究表明AMF在植物适应重金属铬污染胁迫方面具有积极作用。植物根际促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)是一类存在于植物根际范围内,能够通过自身分泌或者诱导植物产生生长调节剂等途径来提高植物在逆境(如干旱、盐渍等)中耐受性的细菌类群,其常与AMF共同作用,在植物体生长以及抗性形成方面具有功能性。有研究表明AMF协同PGPR对植物耐受干旱、有机污染(如石油)胁迫有积极作用,而目前关于不同土壤酸碱度条件下AMF以及AMF-PGPR对植物铬耐性方面的协同研究却相对匮乏。本研究通过对蒲公英生物量、生理指标以及对矿质养分吸收的测定证实了AMF-植物共生体及协同PGPR在蒲公英生长和铬耐受方面的积极作用。主要研究内容及结论如下:(1)通过土培试验研究了在外源添加六价铬条件下,不同酸碱度土壤中接种AMF(Rhizophagus irregularis BGC AH01,Ri)对蒲公英(Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz)生长和铬耐性的影响。结果表明接种AMF可以通过提高宿主植物对矿质养分(主要是P)的吸收促进植株生长,稀释了植株体内的铬浓度,缓解铬对蒲公英的毒害作用;AMF接种还降低了蒲公英叶片脯氨酸含量,提高了蒲公英的铬耐性。在碱性土壤上接种AMF对于蒲公英生物量的促进作用最大,酸性土壤其次,中性土壤最少。(2)通过土培试验研究了在外源添加六价铬条件下,不同酸碱度土壤中接种AMF(Ri)、PGPR(Bacillus mucilaginosus,Bm)以及同时接种Ri和Bm对蒲公英生长及铬耐性的影响。结果表明,双接种处理在酸性和中性土壤中提高了AMF的菌根侵染强度,而碱性土壤抑制了Bm的活性。通过PGPR溶磷解钾以及AMF促进植株吸收磷、钾的作用,使酸性和中性土壤在接菌处理以及碱性土壤接种AMF处理下促进了蒲公英生长,提高了生物量,稀释了植株内部铬浓度,缓解了铬毒性,降低了叶片脯氨酸含量,提高了蒲公英铬耐受性,进而提高了土壤铬去除率。本研究揭示了AMF以及PGPR对蒲公英生长和铬耐性的影响,即通过改善植物磷营养,稀释铬在蒲公英体内的浓度,从而提高植物生长和铬耐性。研究结果为AMF及PGPR在不同酸碱度铬污染土壤生态修复方面提供了可行的思路,具有一定的参考价值。
【图文】：

五价铬 Cr（V） 过铬酸钾，四氧铬酸盐 CrO43-自然界不存在，能够影响Cr（VI）被还原速率的重要中间产物，存在于阴离子 CrO43-中，能够被直接检测到，然而，含有Cr（V）稳定化合物相较少。六价铬 Cr（VI） (NH4)2CrO4，BaCrO4，CaCrO4，K2CrO4，K2Cr2O7铬的第二稳定态，自然条件下很少，存在于稀有的铬铅矿中（PbCrO4），主要由人工合成。土壤中 Cr（VI）和 Cr（III）可以相互转化，Cr（VI）可以被土壤有机质、亚或硫化物还原为 Cr（III），酸性条件则更有利于 Cr（VI）的还原。这一过程降低Cr 的移动性和毒性。此外，，含氧条件下 Cr（III）可被氧化，产生毒性强的 Cr（[7]。Cr（VI）主要存在于 pH >7 条件下，而 Cr（III）主要存在于 pH <6 条件下。（III）在中性和碱性条件下易沉淀，可溶解于酸性介质。与 Cr（III）不同的是，（VI）在任何 pH 下都可溶解，但可能与二价阳离子形成共沉淀现象[11]。Cr（VI）的溶 液 中氢氧化物等沉淀溶 液 中沉淀还原沉淀

图 2.1 从左向右依次表示：酸性、中性和碱性；上到下分别表示接菌处理和不接菌处理Fig. 2.1 From left to right: acidity, neutral, alkalinity; the top and bottom respectively representmycorrhizal and no-mycorrhizal inoculated2.4.2 土壤有效磷、六价铬、总铬含量以及铬提取率由表 2.3 可知，植物收获后，中性土壤中有效磷浓度显著高于酸性土壤和碱性土壤，酸性土壤和碱性土壤有效磷浓度接菌处理显著低于对照,而中性土接菌处理与对照之间土壤有效磷浓度差异不显著。土壤六价铬含量碱性土显著低于酸性土和中性土且接菌处理与对照相比显著降低了酸性和中性土壤六价铬含量（p<0.05），而在碱性条件下，接菌处理与对照无显著差异。接菌处理显著降低了土壤总铬含量，且在酸性和碱性土条件下，接菌处理与对照相比，均可显著降低土壤总铬含量（p<0.05），而在中性条件下接菌处理与对照相比，土壤总铬含量差异不显著。中性和碱性土壤的植株铬提取率显著高于酸性土壤，但是，接菌与对照之间植株铬提取率差异不显著。在酸性土壤条件下接菌处理显著提高了植株铬提取率（p<0.05）。表 2.3 收获植物后土壤有效磷、土壤六价铬、总铬浓度以及铬提取率Table 2.3 A-P, total Cr, Cr (VI) concentrations and Chromium extraction rate at experimental harvest土壤酸碱度 处理土壤有效磷（mg.kg-1）土壤六价铬（mg.kg-1）土壤总铬（mg.kg-1）铬提取率（%）
【学位授予单位】：江西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X53;S567.239

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本文编号：2640507