铅锌矿区污染农田土壤丛枝菌根真菌对玉米生长与镉铅迁移的影响

来源 :云南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuguai19811025
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土壤重金属污染问题已成为我国面临的重大环境问题之一。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是土壤中重要的一类微生物,会与绝大多数植物的根系形成共生,显著影响植物生长与重金属累积,但其对土壤重金属迁移的影响,了解还不够。本文采用土柱内置生长芯的试验装置,土壤不灭菌(土著AMF)或灭菌后接种摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,F.mosseae)条件下,设置生长芯静态(维持AMF根外菌丝生长)和转动(打断AMF根外菌丝)处理,研究AMF根外菌丝对污染土壤上玉米生长、矿质营养(N、P、K)、镉铅累积、溶液镉铅赋存形态与流失的影响,结果如下:(1)与生长芯静态处理相比,转动处理显著降低玉米根系AMF侵染率、孢子数含量。接种F.mosseae条件下,转动处理导致土壤总球囊霉素相关蛋白(T-GRSP)和易提取球囊霉素相关蛋白(EE-GRSP)含量分别降低26.4%和10.2%。表明生长芯转动处理(打断AMF根外菌丝)会抑制土壤AMF的生长。(2)生长芯转动处理会降低玉米的生长,导致叶片光合生理、叶绿素含量、株高、根系形态(根长、根表面积、平均直径和根体积)和生物量显著下降;不利于玉米的矿质营养,导致植株氮、磷含量分别降低29.8%~30.2%和21.0%~38.3%,吸收量分别降低46.7%~63.0%和28.7%~57.7%。间接表明AMF根外菌丝具有改善玉米养分吸收、促进植株生长的作用。(3)土著AMF和接种F.mosseae条件下,生长芯转动处理导致土壤有效态镉含量显著增加,增幅为11.9%~25.4%;并显著增加玉米植株的镉、铅含量,分别提高34.1%~82.2%、24.3%~55.4%,但植株镉铅累积量没有显著变化。表明AMF根外菌丝有助于降低土壤镉铅有效性和植株镉铅含量。(4)三次淋溶试验中,生长芯转动处理导致土壤溶液镉、铅浓度分别增加23%~68%、17%~38%;显著影响溶液镉铅的赋存形态,导致Cd SO4、Cd F+、Cd OH+、Cd2+的占比增加27.5%~48.0%,以及Pb2+、Pb OH+、Pb Cl+、Pb(OH)2、Pb F+的占比增加25.8%~137.5%;显著增加土壤镉铅的淋溶流失,导致镉流失增加17.3%~34.8%,第二次淋溶的铅流失增加22.0%。表明AMF根外菌丝有助于降低土壤溶液镉铅浓度及其淋溶流失。(5)相关性分析表明,AMF侵染率与玉米根长、根表面积和根体积呈显著或极显著正相关;土壤EE-GRSP含量与有效态镉含量呈显著负相关、与淋溶液镉铅浓度呈极显著负相关;土壤溶液Cd SO4(aq)占比与淋溶液镉浓度呈极显著正相关。总之,转动生长芯(打断AMF根外菌丝)会抑制AMF生长,导致玉米植株矿质营养与生长下降,植株镉铅含量与吸收量、土壤镉铅有效性和溶液镉铅流失增加,间接表明土壤AMF具有改善植物生长,减少植株镉铅含量与土壤镉铅淋溶流失的生态功能。
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