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多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)是环境中普遍存在的一类持久性有机污染物,由于性质稳定、难于降解,在土壤环境中呈不断积累的趋势,严重危害着土壤的生产力、生态功能、农产品质量和人类健康。因此,有关PAHs在土壤中的环境行为以及其修复技术已经成为土壤学、环境科学等相关学科领域的热点。根际修复作为一种植物-微生物联合修复技术,被认为是目前最具潜力的修复技术之一。本文在筛选不同PAHs耐性水稻的基础上,研究在不同水稻、不同土壤影响下根际PAHs的特异性消解行为及其植物-土壤-微生物相互作用机理。主要研究结果如下:(1)利用琼脂培养法,以根长为主要指标,植物生物量为辅助指标,研究了10个水稻品种在添加菲和芘污染物(浓度分别为20、10mg/L)后,根长和生物量的不同响应。秀水134和II优明86在受到一定浓度的菲、芘胁迫后根长和生物量(干重计)均显著小于没有添加污染物的对照(p<0.05),确定为菲、芘敏感品种;菲、芘胁迫对丰优22、浙优12号和黄华占的根长和生物量(干重计)均没有显著影响(p>0.05),确定为菲、芘抗性品种。基于上述实验结果,我们选择黄华占和II优明86作为研究对象,采用水培实验,研究了不同PAHs耐性水稻品种根系对于溶液中菲、芘(浓度分别为1、0.1mg/L)吸收的差异,以及Fe2+对于根系吸收的影响。添加Fe2+能促进根系对菲、芘的吸收或吸附,在第2和4天时,抗性品种黄华占根系菲、芘浓度显著高于敏感品种II优明86(p<0.05),但黄华占根系对菲、芘具有更强的代谢能力,在第7天时,黄华占根系中菲、芘浓度大部分低于对应的II优明86处理,同时,添加Fe2+的1I优明86处理根系菲、芘的积累量最大。(2)选取黄华占和II优明86为研究对象,于温室中进行根袋盆栽实验,开展不同水稻和水稻土影响下菲和芘的特异性消解研究。菲、芘胁迫(浓度分别为200、100mg/kg)对种植于黄斑田(Soil1)的抗性品种黄华占的生理生化影响最小。菲在土壤中生物可利用性较高,根际作用对其消解影响不大。30天时,芘在土壤中的消解受水稻品种及水稻土类型的影响显著。种植于黄斑田的II优明86处理对芘的消解量较大,60天时,上述差异变得不显著。(3)基于PLFAs技术,研究了菲、芘胁迫对土壤中微生物量和微生物群落结构的影响及其与菲、芘特异性消解行为的相互关系。菲、芘污染在短期内(30天时)会导致土壤微生物量和部分指示性菌群生物量显著低于对照(p<0.05),但随着时间的增加(60天时),受到菲、芘污染的根际土壤中总微生物量和指示性菌群生物量与对照没有差异,甚至高于对照。水稻品种、水稻土类型均会影响土壤微生物群落结构,进而影响菲、芘在土壤中的消解。8个特征脂肪酸(i16:1H、16:1ω5c、18:0(10Me)、cy19:0co8c、16:1ω7c、a15:0、12:03OH和19:1ω11c)分别对菲、芘在两种土壤中的消解有显著影响。真菌对土壤中菲、芘的消解具有重要的促进作用,水溶性有机碳(DOC)对土壤中菲、芘的消解亦能产生深远的影响。