多环芳烃污染对丛枝菌根真菌生物学性状的影响

通过温室盆栽试验,以侵染率、丛枝率、菌根长度、菌丝密度、泡囊数、孢子数等为指标,系统地研究了多环芳烃(PAHs)污染对丛枝菌根真菌(AMF)生物学性状的影响。供试AMF为幼套球囊霉Glomus etunicatum(Ge)、摩西球囊霉Glomus mosseae(Gm)和层状球囊霉Glomus lamellosum(Gla),供试PAHs为菲和芘。土壤中菲和芘含量分别为41.87、42.80 mg·kg-1时,接种AMF后35~65 d,AMF各项生物学指标随培养时间延长均呈增大的趋势;65~75 d,由于部分丛枝衰老和消解导致AMF侵染率、丛枝率和菌根长度下降。接种AMF后65 d,与无污染对照相比,供试PAHs污染胁迫下AMF侵染率、丛枝率、菌根长度变小,且随PAHs污染强度增大这3项AMF指标趋小;AMF菌丝密度和孢子数变化与PAHs污染强度密切相关,供试高浓度PAHs污染下AMF菌丝延伸和孢子形成受到抑制,导致菌丝密度和孢子数减小,低浓度PAHs污染下该2项指标增大;供试PAHs污染胁迫下AMF泡囊数未发生显著变化。     

丛枝菌根真菌对栗钙土水稳性团聚体特征的影响

【目的】研究丛枝菌根真菌（AMF）对丝棉木生物量及栗钙土水稳性团聚体特征的影响,为退耕还林工程有效实施提供理论依据。【方法】以山西大同栗钙土为供试土壤,以丝棉木为供试植物进行盆栽试验,设接种摩西球囊霉、幼套球囊霉和根内球囊霉处理和不接种AMF处理（对照）,测定丝棉木生物量、根系AMF定殖率及土壤菌丝密度、有机质（SOM）、总球囊霉素（TG）、易提取球囊霉素（EEG）含量,分析土壤水稳性团聚体含量（WSA）及其特征参数（平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）、分形维数（D））的变化。采用Pearson法分析AMF定殖状况、球囊霉素含量与水稳性团聚体特征参数间的相关性。【结果】接种幼套球囊霉和根内球囊霉处理丝棉木总生物量较对照显著增加;3种AMF的定殖率为72.79%~78.80%,菌丝密度为23.78~29.77 cm/g。与对照组相比,3种AMF处理土壤SOM、TG和EEG含量均显著增加。3种AMF均有利于土壤水稳性团聚体的形成,效应由大到小表现为根内球囊霉＞幼套球囊霉＞摩西球囊霉;与对照相比,3种AMF处理土壤水稳性团聚体的MWD、GMD升高,分形维数均降低。相关性分析表明,AMF定殖率、菌丝密度、TG含量、EEG含量与MWD、GMD和粒径＞0.25 mm土壤WSA含量均呈显著或极显著正相关关系,与D均呈显著或极显著负相关关系。【结论】3种AMF对土壤结构均有不同程度的改善作用,其作用大小表现为根内球囊霉＞幼套球囊霉＞摩西球囊霉。     

丛枝菌根对土壤中多环芳烃降解的影响

以菲和芘为多环芳烃(PAHs)代表物,紫花苜蓿(Medicagos ativa L.)为宿主植物,研究了丛枝菌根(AM)对土壤中PAHs降解的影响.供试5种丛枝菌根真菌(AMF)为Glomus mosseae、Glomus etunicatum、Glomus versiforme、Glomus constrictum和Glomusintraradices.土样中菲和芘的起始浓度分别为0~170.6mg·kg-1和66.06mg·k-1.结果表明,PAHs污染土壤中,AMF对紫花苜蓿的侵染状况良好.20~60d,供试5种AMF对土壤中菲的修复效率均在91%以上.与有植物无AMF对照相比,接种AMF后土壤中菲和芘的残留浓度明显降低,其中Glomus mosseae、Glomus versiforme、Glomus constrictura对菲和芘降解的促进效果最好.AM作用下,紫花苜蓿吸收积累对菲、芘降解的贡献率小于1.4%;而接种AMF明显提高了土壤微生物的数量和活性,这应是AM促进土壤中菲、芘降解的-个重要机理.     

几种丛枝菌根真菌对菲污染土壤中球囊霉素含量的影响

以菲为多环芳烃(PAHs)的代表,选用密色无梗囊霉(Acaulospora scrobculata,A.s)、摩西球囊霉(Glomus mosseae,G.m)、根内球囊霉(Glomus intraradices,G.i)、幼套球囊霉(Glomus etunicatum,G.e)和缩球囊霉(Glomus constrictum,G.c),宿主植物为紫花苜蓿(Medicago sativa L.),研究了接种丛枝菌根真菌(AMF)对菲污染土壤中球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP,以下简称球囊霉素)含量的影响。供试时间(30~90 d)内,5种AMF均能对宿主植物根良好侵染,与紫花苜蓿建立共生关系,促进菲污染土壤中植物茎叶部和根部的生长;紫花苜蓿对5种AMF的菌根依赖性为108%~249%;接种AMF提高了土壤中GRSP的含量。90 d后接种G.i、G.e、G.m、G.c和A.s处理的土壤中总球囊霉素(T-GRSP)和易提取球囊霉素(EE-GRSP)含量分别达2.90~4.61、0.87~1.33 mg·g-1,比不接种对照组(CK)分别高26.1%~100.0%和10.1%~68.4%;随着培养时间(30~90 d)延长,接种G.i的处理土壤中T-GRSP和EE-GRSP含量显著增大。接种同一AMF菌种(G.i)处理的土壤中T-GRSP和EE-GRSP含量与菲残留量间呈极显著负相关。     

丛枝菌根真菌对茅苍术实生苗生长及根腐病发生的影响

根腐病是目前茅苍术栽培中危害最严重的病害之一。丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi, AMF）能与90%以上的维管植物互惠共生,对植物土传病害有一定的抑制作用。为明确AMF对茅苍术根腐病的防治效果,试验采用盆栽法研究了Glomus mosseae（Gm）、Glomus intraradices（Gi）和Glomus etunicatum（Ge）3种AMF对1年生茅苍术苗生长及根腐病发生的影响。结果表明：3个AMF接种组的茅苍术苗菌根侵染率由高到低依次为Gm（60.44%）、Ge（55.89%）和Gi（52.33%）;3种AMF均能显著促进茅苍术苗的营养生长,以Ge促生长效果最为显著,但Gm对茅苍术苗地下部分物质积累的促进作用更大,Gm组茅苍术苗地下部分鲜重和干重的菌根依赖性分别达260.34%和285.45%;另外,3种AMF均能降低茅苍术苗根腐病的发生,减轻病情指数,提高其根系抗病相关酶苯丙氨酸解氨酶（PAL）、β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的活性,其中G. mosseae和G. etunicatum防治效果较好,防效分别为53.15%和62.94%。AMF能促进茅苍术苗的营养生长,减轻其根腐病害的发生,G. mosseae和G. etunicatum可作为茅苍术根腐病防治的备选生物菌剂进行深入的研究与应用。     

丛枝菌根真菌减少污染土壤Cd淋溶流失的效应研究

为研究丛枝菌根真菌（AMF）对玉米生长与镉（Cd）吸收、土壤团粒组成、壤中流Cd浓度和Cd淋溶流失的影响,本研究以云南兰坪铅锌矿周边Cd污染农田土壤为基质,玉米为宿主植物,设置接种和不接种AMF处理,开展室内盆栽试验。结果表明：与不接种AMF（CK）相比,接种AMF显著增加玉米生物量,降低植株Cd含量与吸收量。接种AMF显著增加0~40 cm土层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）的含量,导致粒径（R）>0.25 mm土壤团聚体含量增加55%,R<0.25 mm团聚体含量降低,土壤有效态Cd含量降低26%~43%。接种AMF导致0~30 cm土层壤中流Cd浓度下降14%~22%,Cd淋溶流失量降低29%。相关分析发现：R>0.85 mm的团聚体含量与T-GRSP含量呈显著正相关,R>0.25 mm的团聚体含量与壤中流Cd浓度、Cd淋溶流失量呈极显著负相关;有效态Cd含量与壤中流Cd浓度、Cd淋溶流失量呈极显著和显著正相关。研究表明,与CK相比,接种AMF不仅能增加土壤球囊霉素相关蛋白和大团聚体的含量,而且有助于降低土壤有效态Cd含量与壤中流Cd浓度,减少Cd的淋溶流失,AMF对土壤Cd淋溶流失效应具有重要影响。     

丛枝菌根真菌对杜鹃花耐热性的影响

为研究丛枝菌根真菌对杜鹃花耐热性的影响,以杜鹃花品种‘笔止’Rhododendron ‘Bi Zhi’为试验材料,利用人工气候法,研究根内球囊霉Glimus intraradices（Gi）,摩西球囊霉Glomus mosseae（Gm）和幼套球囊霉Glomus etunicatum（Ge）等3种丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）在高温胁迫下对杜鹃花幼苗生理生化指标的影响,比较高温胁迫下接种前后杜鹃花叶片解剖结构中栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅栏海绵组织比的差异,筛选出最佳AMF。结果表明:高温胁迫下,接种AMF不仅延缓了叶片的可溶性糖、可溶性蛋白质、游离脯氨酸和叶绿素质量分数的下降,并且使细胞膜透性和丙二醛摩尔质量分数保持相对较低的水平。此外,接种AMF后杜鹃花叶片解剖结构受损较轻,栅栏海绵组织比明显提高。根据平均隶属函数度对AMF提高杜鹃花的耐热性进行评价,其从强到弱排序为Gi,Gm和Ge,其中接种Gi的效果最为显著。因此,AMF能在一定程度上提高杜鹃花品种‘笔止’的耐热性。     

丛枝菌根真菌对超旱生植物刺山柑生长及相关生理指标的影响

采用盆栽试验研究接种丛枝菌根真菌 (arbuscular mycorrhiza fungi 简称AMF)摩西球囊霉(Glomus mosseae, G. m)和地表球囊霉(Glomus versiforme, G. v)对超旱生植物刺山柑(Capparis spinosa L.)幼苗生长及相关生理指标的影响。结果表明:①不同AM真菌的侵染率不同,以G. m的侵染率最高, 为39.15%;②与未接菌刺山柑植株相比,接种G. m和G. v均能够明显促进刺山柑植株生长,显著提高植株生物量,尤其是根部生长量;③随着菌根侵染率的提高,接种AM真菌提高了刺山柑植株叶片叶绿素、可溶性糖和脯氨酸含量,降低了叶片丙二醛(MDA)含量,叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性增强,植株地上部分和根系的N、P含量显著增加;④接种AM真菌能够明显促进刺山柑的生长,2种 AM真菌接种处理中以摩西球囊霉接种效应更为明显。     

冀蒙农牧交错带柠条丛枝菌根真菌和球囊霉素的时空分布

为了阐明农牧交错带丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)的生态作用,于2009年4、7、10月从冀蒙农牧交错带柠条根围0～10、10～20、20～30、30～40、40～50cm 5个土层分别采集土壤样品,研究了AMF和球囊霉素的时空分布及其与土壤因子的关系。结果表明,柠条根围AMF和球囊霉素有明显的时空分布,菌丝定殖率和孢子密度在7月份最大,球囊霉素含量在4月份最高;菌丝定殖率、孢子密度和球囊霉素的最大值均出现在0～10cm土层。土壤因子对AMF和球囊霉素的时空分布有显著影响,球囊霉素与菌丝定殖率和孢子密度呈极显著正相关。综上所述,球囊霉素可作为评估土壤AMF活动和土壤肥力的有效指标。     

丛枝菌根真菌对紫花苜蓿吸收菲和芘的影响

采用横式三隔室盆栽试验方法,研究了丛枝菌根真菌(AMF)根内球囊霉(Glomus intraradices,G.i)对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)吸收土壤中菲和芘的影响.结果表明:G.i可与紫花苜蓿形成良好的共生体,侵染率平均达61.20％,不同强度菲和芘污染对G.i菌根侵染率的影响差异不显著;接种G.i的植株根系干重增加59.08％.接种G.i增加了根系和茎叶中菲和芘的含量及积累量,根系和茎叶中菲积累量与其生物量(干重计)间呈显著正相关;与菲相比,接种G.i处理后植株芘含量和积累量的增幅更大.G.i限制了菲和芘从植株根系向茎叶的传输,对芘尤为明显,接种G.i植株根系向茎叶转运芘的比例比不接种对照降低了13.85％～37.47％.     

生物质炭对土壤中PAHs总量及有效性的影响研究

通过24周的土壤培养实验,研究了生物质炭添加量(0.1%、1.0%、2.0%)对土壤中菲和芘的化学可提取总量、挥发量及基于聚甲醛膜(POM)提取的生物有效性含量的影响。结果显示:与对照相比,添加生物质炭使土壤中菲和芘的总量分别下降了15.6%~25.0%和12.8%~30.3%,有效性分别下降了14.7%~37.3%和23.4%~49.8%;培养前6周,添加生物质炭使土壤中菲的挥发量显著减少了70.4%~72.4%,芘的挥发量减少了36.2%~48.9%,此后土壤中菲、芘挥发量趋于稳定,各处理间无显著差异(P0.05)。研究表明,生物质炭在降低土壤中PAHs的总量及有效性含量方面具有剂量效应,但对PAHs挥发量的抑制作用的剂量效应与PAHs的种类有关。     

油菜-紫花苜蓿混种对土壤中菲、芘的修复作用

 【目的】探讨混种模式下植物对土壤中多环芳烃（PAHs）污染的联合修复、积累效应。【方法】采用盆栽试验法,对比研究油菜、紫花苜蓿在不同栽培模式下对土壤中芘、菲的去除效果与修复机制。【结果】在试验浓度范围内,混种模式下芘、菲的修复效果明显超过单种模式。油菜、紫花苜蓿联合种植70 d后,土壤中菲、芘平均去除率为75.06%、68.22%,分别比二者单独种植时高出43.26%、40.38%和11.03%、16.29%,强化效果明显。植物本身能够吸收与累积在一定量的菲和芘,累积量与土壤中菲、芘的添加浓度正相关。相同污染水平下,茎叶部积累量低于根部、菲小于芘、混种模式低于单种模式。在植物-微生物系统中,微生物降解、植物-微生物联合效应是菲、芘去除的主要途径,但植物-微生物联合效应是混种模式下强化修复PAHs污染的主要原因。【结论】混种模式能强化PAHs污染土壤的修复效果、减少植物积累、缓解污染风险。     

丛枝菌根真菌对旱稻根际Pb形态分布的影响(英文)

[目的]为了研究丛枝菌根真菌对旱稻根际土壤中重金属铅(Pb)化学赋存形态的影响。[方法]采用盆栽实验的方法,研究了不同Pb处理水平(0、300、600mg/kg)下,接种丛枝菌根真菌(AMF)Glomus mosseae对旱稻(OryzalsativaL.)根际Pb形态分布的影响。[结果]接种处理下,旱稻根系侵染率以及根外菌丝量随着土壤Pb含量增加而显著降低(P<0.05)。与未接种处理相比,接种处理显著提高Pb处理下根际pH;300mg/kgPb处理下,接种显著增加土壤球囊霉素含量,600mg/kgPb处理下,接种处理显著降低土壤球囊霉素含量(P<0.05);在Pb处理下,与未接种处理相比,接种处理显著提高可交换态Pb含量,显著降低了碳酸盐结合态以及铁锰氧化物结合态Pb含量,却显著增加了土壤中有机质结合态Pb含量(P<0.05)。[结论]这说明接种丛枝菌根真菌可以改变旱稻根际土壤中Pb的形态分布。     

The Removal and Remediation of Phenanthrene and Pyrene in Soil by Mixed Cropping of Alfalfa and Rape

The mechanisms and efficiencies of the removal and remediation of polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） in soils by different planting patterns with rape （Brassica campestris） and alfalfa （Medicago sativa） were studied by pot experiments in a greenhouse. Results showed that the remediation efficiencies under mixed cropping of alfalfa and rape significantly exceeded those under single cropping when the initial concentrations of phenanthrene and pyrene were at 20.05-322.06 mg kg^-1 and 20.24-321.42 mg kg^-1, respectively. After 70 days plantation of crops, the contents of extractable PAHs in soils under mixed cropping were much lower than those under single cropping. About 65.17-83.52% of phenanthrene and 60.09%- 75.34% ofpyrene was removed from the soils under mixed cropping, respectively, which were averagely 43.26 and 40.38% for phenanthrene, and 11.03 and 16.29% for pyren higher than those under single cropping. Alfalfa or rape did absorb and accumulate PAHs from the soils apparently; the PAHs concentrations in plants monotonically increased with the increase of initial PAHs concentrations in soil; the accumulations of PAHs in plants showed following sequence as roots 〉 above parts, phenanthrene 〉 pyrene and single cropping 〉 mixed cropping at same contamination level. Despite the presence of vegetation significantly enhanced the remediation of PAHs in soils, contributions of abiotic loss, plant uptake, accumulation and microbial degradation was much lower than those of plant-microbial interactions in the process of phytoremediation. Thus plant-microbial interactions are the main mechanisms for the remediation enhancement of soil PAHs pollution under mixed cropping models. Results suggested a feasibility of the establishment of multi-species phytoremediation for the improvement of remediation efficiencies of PAHs, which may decrease accumulations of PAHs in crops and thus reduce their risks.     

白腐真菌对PAHs的吸附和降解特征及Tween 80和Cu2+的强化作用

为揭示白腐真菌对多环芳烃(PAHs)的去除特性,采用间歇培养方式考察了白腐真菌对萘、菲、芘的吸附和降解特征,以及Tween80和Cu2+对白腐真菌去除萘、菲、芘的影响。吸附试验结果表明,当萘、菲、芘的初始浓度分别为30.0、1.0、0.1mg L-1时,白腐真菌灭活菌对它们的吸附作用显著高于活菌,其最大吸附率分别为29.3%、38.2%、70.6%。降解试验结果表明,在培养前期,白腐真菌对萘和菲的降解能力很弱,而培养后期降解作用占总去除率的59.6%~77.3%。然而,白腐真菌对芘的累计降解率仅为28.8%。在吸附和降解的共同作用下,萘、菲、芘的去除率最终达到了46.9%、53.5%和73.7%。另外,发现Tween80和Cu2+可以促进白腐真菌对PAHs的去除。当Tween80浓度介于0.1~1.0g L-1时,萘和菲的去除率随Tween80浓度的增加而增加,而芘的去除率随Tween80浓度的增加而呈现先增加后降低的变化趋势。Tween80不仅可以促进白腐真菌的生长,同时能提高漆酶活性。低浓度Cu2(≤+1.25mmol L-1)可以提高白腐真菌的漆酶活性,从而提高萘、菲、芘的去除率,且在Cu2+为0.25mmol L-1条件下的强化作用最为显著,分别比对照(无Cu2+)提高了77.3%、60.9%和23.2%。     

风化煤用量下覆膜和AM真菌对玉米生长和土壤微环境的影响

为缓解我国东部贫瘠土壤,以风化煤与覆膜为切入点,通过室内盆栽试验,研究两种覆膜方式(无覆膜和覆薄膜)和两个供试土壤基质(砂土基质和砂煤混合基质)下接种AM真菌对干旱胁迫时玉米生长特性、水分利用效率与土壤性状的影响。结果表明:两个覆膜方式下,砂煤混合基质相比砂土基质提高了接种AM真菌处理的玉米根系侵染率和土壤根外菌丝密度,但无明显差异;同时土壤总球囊霉素和易提取球囊霉素含量分别显著提高了80.0%~106.5%和55.0%~73.3%(P0.05)。同一覆膜方式下,砂煤混合基质接种AM真菌和CK处理的土壤有机碳、全氮与速效磷含量分别显著高于砂土基质下相应处理,但降低了土壤速效钾含量。砂煤混合基质下覆薄膜与接种AM真菌联合对玉米株高、生物量、叶片SPAD值及水分利用效率的促进效果最好;同时砂煤混合基质接种AM真菌处理提高了无覆膜下土壤蔗糖酶和全覆膜下过氧化氢酶和碱性磷酸酶含量,分别比砂土基质下处理显著提高了46.8%~59.8%、37.9%~70.0%与57.8%~87.5%(P0.05)。研究表明施加一定量风化煤时,接种AM真菌和覆薄膜能够促进水分胁迫下的植物生长发育,改善水分利用效率和提高土壤肥力。