离子型稀土废弃矿区AM真菌多样性及对宽叶雀稗氮降解能力的影响

发布时间：2020-11-19 22:17

　　 江西省赣南地区是我国离子型稀土矿密集分布区之一,多年矿业开采活动使区域内生态环境遭到严重破坏,土壤污染严重,威胁人类身体健康和社会经济发展。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AM真菌)能与大多数植物形成共生关系,促进植物对氮磷等营养物质的吸收,AM真菌联合植物修复作为一项经济高效的修复技术,成为当前研究热点。然而,利用该技术对废弃离子型稀土矿山受污染土壤进行修复的相关研究甚少,目前尚属起步阶段。本研究对赣南典型废弃离子型稀土矿分布地区土壤理化指标进行检测,探讨土壤肥力以及污染情况;检测土壤中AM真菌多样性,得到占总种数比例最多的物种;通过室内盆栽实验研究AM真菌对宽叶雀稗(Paspalum wettsteinii)生长以及对根际土壤中氮含量和酶活性等的影响,旨在为离子型废弃稀土矿山土壤修复提供理论基础。主要研究结论如下:(1)离子型废弃稀土矿区土壤pH值介于3.64~4.88之间,土壤偏酸性;土壤有机质含量10 g/kg、有效磷低于15 mg/kg、速效钾为0.1-0.155 g/kg,肥力水平低下;铵态氮为4.05~44.75 mg/kg;阳离子交换量(CEC)均低于10~20cmol/kg,土壤保肥能力差;重金属元素铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)和汞(Hg)含量最高点位分别超过赣州市土壤背景值1.36、2.34、6.87、2.44和1.85倍;根据地累积指数评价结果,铅污染程度较为严重,并且污染范围分布较广,存在安全隐患较大,应引起极度重视;稀土元素镧(La)、钇(Y)和铕(Eu)含量丰富,其变化范围分别为9.62~608.0 mg/kg、22.7~608.0mg/kg和0.13~16.8 mg/kg,这些土壤因子对植物正常生长产生一定的阻碍作用;PCA分析表明,受离子型稀土矿开采活动干扰地区土壤中,主要的环境影响因子为铵态氮、速效钾、阳离子交换量以及重金属元素汞和铜。(2)离子型稀土矿区根际土壤中AM真菌物种多样性较低,本研究检测出AM真菌共计11属22种,球囊霉属(Glomus)8种,两性囊霉属(Ambispora)3种,类球囊霉属(Paraglomus)和地管囊霉属(Geosiphon)各2种,无梗囊霉属(Acaulospora)、近明囊霉属(Claroideoglomus)、环孢囊霉属(Kuklospora)、盾巨孢囊霉属(Scutellospora)、巨孢囊霉属(Gigaspora)、多孢囊霉属(Diversispora)和原囊霉属(Archaeospora)各1种,其中球囊霉属占总属种的比例最多为优势属,而属于球囊霉属的根内球囊霉(Glomus intraradices)、摩西球囊霉(Glomus mosseae)和隐类球囊霉(Glomus occultum)占总种数的比例位居前列为优势种;RDA分析表明土壤肥力指标铵态氮、有效磷、速效钾和有机质含量是影响离子型稀土矿区土壤中AM真菌物种多样性以及群落结构组成的重要因子。(3)接种根内球囊霉、摩西球囊霉和隐类球囊霉三种AM真菌均能与宽叶雀稗建立良好的共生关系,植物根系菌根侵染率分别为83%、83%和80%,促进宽叶雀稗生长;接种处理组宽叶雀稗株数、地上根长、地下根长、叶绿素含量和鲜重均优于未接种处理,尤其是接种根内球囊霉的成活株数和鲜重分别是未接种的2.84和4.16倍;未接种处理组相比,接种三种AM真菌对根系土壤固氮酶活性没有明显的影响,但对土壤的蛋白酶和脲酶活性均有所提高。(4)接种AM真菌处理组土壤中全氮含量均高于非接种处理组155.0mg/kg;硝态氮含量表现为非接种处理组最高为7.69 mg/kg;铵态氮含量表现为非接种处理组最低19.90 mg/kg,表明接种AM真菌可以促进土壤中无机氮铵态氮的形成,为宿主植物提供生长发育所需要的氮,同时也起到降低土壤中氮污染物浓度的作用;接种三种AM真菌其宽叶雀稗根际土壤中pH、有机质和全磷含量均高于未接种处理。本研究对于AM真菌在物种多样性研究和应用方面提供理论参考,对于受离子型稀土矿山开采活动破坏和污染的土壤修复实践方面具有很好的实用价值,在提升植物生物量方面具备实际意义。
【学位单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：X53;X172
【部分图文】：

野外调查现场图

第二章材料与方法10图2.1野外调查现场图Fig.2.1Themapsoffieldinvestigationscene图2.2采样点分布图Fig.2.2DistributionmapofsamplingsitesinsouthernJiangxiprovince2.3盆栽试验材料实验供试苏丹草种子和宽叶雀稗种子均购买于新余市稻草人农业园，供试三种AM真菌菌株隐类球囊霉（Glomusoccultum，编号BGCBJ04B），摩西球囊霉（Glomusmosseae，编号BGCBJ01）和根内球囊霉（Glomusintraradices，编号BGCAH01）均购买于《北京市农林科学院植物营养与资源研究所》。对AM真菌孢子进行扩繁培养时选用苏丹草为宿主植物，所取土壤为江西省环境保护科学研究院院内茶树周围红壤，使用前在121℃条件下灭菌2h。首先将苏丹草种子播种于灭菌后的土壤，长至1~2周后取出幼苗，将根部冲洗干净，再将AM真菌菌剂接种至幼苗根部，栽入灭菌基质中扩繁培养3个月左右获得加

室内盆栽试验
【参考文献】

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本文编号：2890515