【摘要】：本文以云南高原山区玉米主要栽培品种“会单四号”为实验栽培植物,模拟农田土壤重金属镉(Cadmium,Cd)污染,研究接种AMF摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)和配施有机-无机磷肥的共同作用对玉米Cd吸收积累的影响,并初步探讨二者交互作用提高玉米Cd抗性的机制。取得了以下的研究结果:1、取培养50天的玉米植株根部,采用十字交叉法进行镜检。结果发现,不接种对照组玉米植株根部,无AMF定殖,而接种AMF组玉米的根部,在所测试的三个Cd~(2+)浓度胁迫下均有AMF典型结构的定殖,其侵染率在40.62%-80.86%。2、玉米植株栽培至50天时,对其株高、枯叶数、新鲜叶片数、干重以及磷的浓度等指标进行测定。与各自的对照相比,单一施肥和单一接种均显著减少玉米枯死叶片数,增加了玉米的株高、新鲜叶片数、干重,促进了玉米植株对磷的吸收,改善玉米磷的利用效率(PUE),缓解了过量重金属离子对植物生长的抑制作用。交互作用的分析结果表明二者的联合作用显著地减少了基质中可溶性磷浓度,增加了玉米植株对磷的吸收,缓解了重金属的毒害作用,促进了玉米植株的生长。3、使用火焰原子分光光度计对玉米植株地上部分和地下部分的总Cd浓度进行测定,结果显示,在低Cd~(2+)浓度(5 mg kg~(-1))胁迫时,与各自的对照组相比,单一接种AMF处理和单一施肥处理组玉米植株地上部分总Cd浓度均没有显著差异;在高Cd~(2+)浓度(50 mg kg~(-1))胁迫时,与各自的对照组相比,单一接种AMF处理在不施肥(0F)和正常施肥(1F)处理时,均显著降低了玉米植株地上部分的Cd浓度,而在过量施肥(5F)时AMF接种甚至增加玉米地上部分Cd的积累,但并不显著。单一施肥处理均显著增加了玉米地上部分Cd的积累。在相同的Cd~(2+)浓度处理下,与各自的对照组相比,单一接种AMF处理减少了玉米植株地下部分的Cd浓度,而单一施肥处理组显著增加了玉米植株地下部分的总Cd浓度。由交互作用结果可知,二者的联合作用,显著影响了玉米植株地上部分的总Cd浓度,但对玉米植株地下部分总Cd浓度没有显著影响。4、采用Tessier连续提取法对玉米植株体内重金属Cd的赋存形式进行研究。结果表明玉米植株地上部分和地下部分NaCl提取态Cd含量所占的百分比在各胁迫处理下都是最高的。与各自的对照组相比,单一接菌和单一施肥均增加了玉米植株地上部分NaCl提取态的Cd所占的百分比,减少了有毒价态的Cd所占的百分比。与各自的对照组相比,单一接菌在不施肥处理时,显著增加了玉米植株地下部分NaCl提取态Cd所占的百分比,显著降低了玉米植株地下部分有毒价态Cd所占的百分比;在正常施肥(1F)时,接菌AMF处理组与其对照组相比,玉米植株地下部分NaCl提取态和有毒价态Cd所占的百分比差异不显著;过量施肥(5F)时接种AMF处理的结果与不施肥处理时接种AMF的结果相反。与各自的对照组相比,在接菌AMF处理时,施肥处理组显著降低了玉米植株地下部分NaCl提取态Cd所占的百分比,显著增加了玉米植株地下部分有毒价态Cd所占的百分比。但在不接菌处理时,与对照组相比,施肥处理并没有显著的影响。接种AMF和配施磷肥的交互作用对玉米植株地上部分和地下部分NaCl提取态Cd所占有的百分比以及有毒价态(乙醇提取态和去离子水提取态)的Cd所占百分比均有显著的影响。初步的研究结果表明,AMF和配施磷肥主要是通过强化植物体将吸收积累的Cd转化为以蛋白质、果胶酸盐类结合态的形式,从而缓解玉米植株地上部分和地下部分过量Cd的毒害作用。5、使用差速离心法对玉米植株体内重金属的分布规律进行研究。低Cd~(2+)浓度胁迫和高Cd~(2+)浓度胁迫处理,各不同变量处理下,植物地上部分Cd亚细胞分布的部位是有所不同的。低Cd~(2+)浓度胁迫时,植物地上部分Cd主要分布在可溶性组分中,高Cd~(2+)浓度胁迫时,则主要分布在细胞壁中。各不同的处理条件下,玉米植株地下部分Cd主要积累在细胞壁中,其次是可溶性组分,而在细胞器中的百分比是最少的。交互作用的结果显示,接种AMF和施肥的交互作用,对玉米植株地上部分和地下部分亚细胞组分中Cd的分布均无显著影响。初步的探讨得知,细胞壁的固持作用以及液泡的区隔化作用可能是玉米植株缓解Cd毒害的重要机制。以上的研究结果表明,正常施肥条件下,菌根接种通过强化细胞壁区室化以及对游离Cd的螯合作用。可以有效缓解土壤Cd污染对玉米生长的毒害作用,但随着配施肥的过量施用,菌根的正向作用受到抑制。综合以上说明,采用合理施肥措施和菌根联用技术可以提高植物对重金属的抗性。
【图文】：
不同镉离子浓度处理下，培养50天后接种组玉米植株根部定殖的AMF的典型结构（1）
不同Cd2+浓度处理下，，接种AMF、施肥以及接种AMF和混施磷肥的共同作用，生长50天的玉米植株的生长情况
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S513;X503.231
【参考文献】
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本文编号：
2709468
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