叢枝菌根真菌修復重金屬污染土壤及增強植物耐性研究進展 苗志加 孟祥源 李書緣 馬超 李晴 安賀鑾 趙鑫 趙志瑞 引用本文 苗志加 孟祥源 李書緣 馬超 李晴 安賀鑾 趙鑫 趙志瑞 叢枝菌根真菌修復重金屬污染土壤及增強植物耐性研究進展 J 農業(yè)環(huán)境科學學報 2023 42 2 252 262 在線閱讀 View online https doi org 10 11654 jaes 2022 0731 您可能感興趣的其他文章 Articles you may be interested in 鹽土植物提取修復重金屬污染鹽土研究進展 梁麗琛 劉維濤 張雪 陳晨 霍曉慧 李松 農業(yè)環(huán)境科學學報 2016 35 7 1233 1241 https doi org 10 11654 jaes 2016 07 002 黃河濕地小白河片區(qū)優(yōu)勢植物重金屬的富集特征 高靜湉 杜方圓 李衛(wèi)平 韓劍宏 王曉云 鮑交琦 樊愛萍 農業(yè)環(huán)境科學學報 2016 35 11 2180 2186 https doi org 10 11654 jaes 2016 0335 植物對土壤鉬污染的響應及其耐鉬機制研究進展 李路 胡承孝 譚啟玲 孫學成 農業(yè)環(huán)境科學學報 2022 41 4 700 706 https doi org 10 11654 jaes 2021 0357 不同紅麻品種的土壤重金屬污染修復潛力對比研究 李文略 金關榮 駱霞虹 安霞 李蘋芳 朱關林 陳常理 農業(yè)環(huán)境科學學報 2018 37 10 2150 2158 https doi org 10 11654 jaes 2018 0381 植物修復重金屬和抗生素復合污染 土壤微生物數量和酶活性的變化 周顯勇 劉鴻雁 劉艷萍 劉青棟 涂宇 顧小鳳 吳龍華 農業(yè)環(huán)境科學學報 2019 38 6 1248 1255 https doi org 10 11654 jaes 2019 0029 關注微信公眾號 獲得更多資訊信息苗 志 加 孟 祥 源 李 書 緣 等 叢 枝 菌 根 真 菌 修 復 重 金 屬 污 染 土 壤 及 增 強 植 物 耐 性 研 究 進 展 J 農 業(yè) 環(huán) 境 科 學 學 報 2 0 2 3 4 2 2 2 5 2 2 6 2 M I A O Z J M E N G X Y L I S Y e t a l R e s e a r c h p r o g r e s s o n a r b u s c u l a r m y c o r r h i z a l f u n g i A M F i n r e m e d i a t i o n o f h e a v y m e t a l c o n t a m i n a t e d s o i l a n d e n h a n c e m e n t o f p l a n t t o l e r a n c e J J o u r n a l o f A g r o E n v i r o n m e n t S c i e n c e 2 0 2 3 4 2 2 2 5 2 2 6 2 開 放 科 學 O S I D 叢 枝 菌 根 真 菌 修 復 重 金 屬 污 染 土 壤 及 增 強 植 物 耐 性 研 究 進 展 苗 志 加 1 2 3 4 孟 祥 源 1 李 書 緣 1 馬 超 1 李 晴 1 安 賀 鑾 1 趙 鑫 1 趙 志 瑞 1 2 3 1 河 北 地 質 大 學 水 資 源 與 環(huán) 境 學 院 石 家 莊 0 5 0 0 3 1 2 河 北 省 高 校 生 態(tài) 環(huán) 境 地 質 應 用 技 術 研 發(fā) 中 心 石 家 莊 0 5 0 0 3 1 3 河 北 省 水 資 源 可 持 續(xù) 利 用 與 產 業(yè) 結 構 協(xié) 同 創(chuàng) 新 中 心 石 家 莊 0 5 0 0 3 1 4 河 北 地 質 大 學 自 然 資 源 資 產 資 本 研 究 中 心 石 家 莊 0 5 0 0 3 1 R e s e a r c h p r o g r e s s o n a r b u s c u l a r m y c o r r h i z a l f u n g i A M F i n r e m e d i a t i o n o f h e a v y m e t a l c o n t a m i n a t e d s o i l a n d e n h a n c e m e n t o f p l a n t t o l e r a n c e M I A O Z h i j i a 1 2 3 4 M E N G X i a n g y u a n 1 L I S h u y u a n 1 M A C h a o 1 L I Q i n g 1 A N H e l u a n 1 Z H A O X i n 1 Z H A O Z h i r u i 1 2 3 1 C o l l e g e o f W a t e r R e s o u r c e s a n d E n v i r o n m e n t H e b e i G E O U n i v e r s i t y S h i j i a z h u a n g 0 5 0 0 3 1 C h i n a 2 H e b e i C e n t e r f o r E c o l o g i c a l a n d E n v i r o n m e n t a l G e o l o g y R e s e a r c h H e b e i G E O U n i v e r s i t y S h i j i a z h u a n g 0 5 0 0 3 1 C h i n a 3 H e b e i P r o v i n c e C o l l a b o r a t i v e I n n o v a t i o n C e n t e r f o r S u s t a i n a b l e U t i l i z a t i o n o f W a t e r R e s o u r c e s a n d O p t i m i z a t i o n o f I n d u s t r i a l S t r u c t u r e H e b e i G E O U n i v e r s i t y S h i j i a z h u a n g 0 5 0 0 3 1 C h i n a 4 N a t u r a l R e s o u r c e A s s e t C a p i t a l R e s e a r c h C e n t e r H e b e i G E O U n i v e r s i t y S h i j i a z h u a n g 0 5 0 0 3 1 C h i n a A b s t r a c t A r b u s c u l a r m y c o r r h i z a l f u n g i A M F i s b e n e f i c i a l s o i l f u n g i t h a t c o e x i s t w i t h m o s t p l a n t s T h e m y c o r r h i z a l s y s t e m f o r m e d b y A M F a n d p l a n t s p l a y s a n i m p o r t a n t r o l e i n i m p r o v i n g p l a n t h e a v y m e t a l t o l e r a n c e a n d s t r e n g t h e n i n g p h y t o r e m e d i a t i o n o f h e a v y m e t a l p o l l u t i o n T o s y s t e m a t i c a l l y e x a m i n e t h e r o l e o f A M F i n h e a v y m e t a l c o n t a m i n a t e d s o i l a n d i t s m e c h a n i s m o f e n h a n c i n g p l a n t t o l e r a n c e t h e 收 稿 日 期 2 0 2 2 0 7 2 0 錄 用 日 期 2 0 2 2 0 9 2 9 作 者 簡 介 苗 志 加 1 9 8 4 男 副 教 授 主 要 研 究 方 向 為 土 壤 重 金 屬 修 復 E m a i l Z h i j i a m i a o 1 6 3 c o m 通 信 作 者 趙 志 瑞 E m a i l Z h i r u i z h 1 6 3 c o m 基 金 項 目 國 家 自 然 科 學 基 金 聯(lián) 合 基 金 項 目 U 2 1 A 2 0 2 3 河 北 省 創(chuàng) 新 能 力 提 升 計 劃 項 目 2 1 5 5 3 6 0 1 D 河 北 省 引 進 國 外 智 力 項 目 2 2 2 0 5 0 1 8 河 北 地 質 大 學 科 技 創(chuàng) 新 團 隊 項 目 K J C X T D 2 0 2 1 0 9 河 北 省 自 然 科 學 基 金 面 上 項 目 C 2 0 2 1 4 0 3 0 0 2 P r o j e c t s u p p o r t e d T h e J o i n t F u n d s o f t h e N a t i o n a l N a t u r a l S c i e n c e F o u n d a t i o n o f C h i n a U 2 1 A 2 0 2 3 H e b e i P r o v i n c i a l I n n o v a t i o n A b i l i t y P r o m o t i o n P r o j e c t 2 1 5 5 3 6 0 1 D T h e I n t r o d u c i n g F o r e i g n I n t e l l i g e n c e P r o g r a m o f H e b e i P r o v i n c e 2 2 2 0 5 0 1 8 T h e F u n d i n g f o r t h e S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y I n n o v a t i o n T e a m P r o j e c t o f H e b e i G E O U n i v e r s i t y K J C X T D 2 0 2 1 0 9 T h e N a t u r a l S c i e n c e F o u n d a t i o n o f H e b e i P r o v i n c e C h i n a C 2 0 2 1 4 0 3 0 0 2 摘 要 叢 枝 菌 根 真 菌 A M F 作 為 一 種 能 與 大 多 數 植 物 共 生 的 土 壤 有 益 菌 其 與 植 物 共 生 形 成 的 菌 根 體 系 在 提 高 植 物 重 金 屬 耐 性 強 化 植 物 修 復 重 金 屬 污 染 方 面 發(fā) 揮 著 重 要 作 用 為 系 統(tǒng) 闡 述 A M F 在 重 金 屬 污 染 土 壤 中 的 作 用 及 其 增 強 植 物 耐 性 的 機 制 本 文 綜 述 了 A M F 在 植 物 生 長 及 環(huán) 境 治 理 方 面 的 應 用 著 重 對 其 在 重 金 屬 修 復 方 面 的 效 果 進 行 討 論 并 總 結 了 其 增 強 植 物 重 金 屬 耐 性 的 機 制 生 長 稀 釋 及 限 制 吸 收 作 用 抗 氧 化 機 制 螯 合 重 金 屬 機 制 吸 附 固 持 重 金 屬 機 制 以 期 為 A M F 在 重 金 屬 污 染 環(huán) 境 中 的 應 用 提 供 科 學 和 理 論 支 撐 關 鍵 詞 土 壤 重 金 屬 植 物 修 復 叢 枝 菌 根 真 菌 耐 性 機 制 中 圖 分 類 號 X 1 7 3 X 5 3 文 獻 標 志 碼 A 文 章 編 號 1 6 7 2 2 0 4 3 2 0 2 3 0 2 0 2 5 2 1 1 d o i 1 0 1 1 6 5 4 j a e s 2 0 2 2 0 7 3 1 農 業(yè) 環(huán) 境 科 學 學 報 J o u r n a l o f A g r o E n v i r o n m e n t S c i e n c e 2 0 2 3 4 2 2 2 5 2 2 6 2 2 0 2 3 年 2 月苗 志 加 等 叢 枝 菌 根 真 菌 修 復 重 金 屬 污 染 土 壤 及 增 強 植 物 耐 性 研 究 進 展 2 0 2 3 年 2 月 w w w a e s o r g c n 土 壤 重 金 屬 污 染 是 關 乎 人 類 健 康 和 糧 食 安 全 的 重 大 問 題 采 礦 冶 煉 電 子 工 業(yè) 化 石 燃 料 燃 燒 農 業(yè) 生 產 等 人 類 活 動 所 產 生 的 重 金 屬 是 土 壤 重 金 屬 的 主 要 來 源 1 2 重 金 屬 污 染 具 有 隱 蔽 性 難 降 解 易 積 累 等 特 點 土 壤 中 過 量 的 重 金 屬 可 以 通 過 生 物 鏈 在 人 體 內 富 集 對 人 體 產 生 三 致 毒 害 作 用 3 4 因 此 土 壤 重 金 屬 污 染 修 復 是 目 前 亟 需 開 展 的 工 作 目 前 常 用 的 土 壤 重 金 屬 修 復 方 法 有 物 理 法 化 學 法 生 物 法 5 植 物 修 復 作 為 生 物 法 中 的 一 種 其 與 物 理 化 學 方 法 相 比 具 有 成 本 低 對 土 壤 沒 有 二 次 污 染 及 損 傷 簡 單 易 行 等 優(yōu) 點 6 同 時 也 存 在 植 株 矮 小 生 長 緩 慢 修 復 效 率 低 修 復 時 間 長 等 缺 點 7 但 是 微 生 物 和 植 物 的 聯(lián) 合 作 用 可 以 彌 補 單 一 修 復 技 術 的 缺 陷 叢 枝 菌 根 真 菌 A r b u s c u l a r m y c o r r h i z a l f u n g i A M F 是 一 種 能 與 大 多 數 陸 地 植 物 建 立 互 惠 共 生 關 系 的 土 壤 有 益 菌 8 可 以 幫 助 宿 主 植 物 擴 大 根 系 促 進 植 物 吸 收 營 養(yǎng) 元 素 及 礦 物 質 刺 激 菌 根 分 泌 抗 氧 化 物 質 抵 御 重 金 屬 污 染 脅 迫 從 而 達 到 提 高 植 物 修 復 效 果 的 目 的 9 目 前 關 于 接 種 A M F 對 重 金 屬 脅 迫 下 植 物 生 長發(fā)育 重金屬吸收 分布規(guī)律及富集特征方面的影響 研 究 較 多 但 是 關 于 A M F 增 強 植 物 修 復 重 金 屬 污 染 的 機 理 研 究 并 不 深 入 基 于 此 本 文 概 述 了 A M F 對 土 壤 重金屬修復的作用效果 并分別從植物 土壤及真菌自 身 3 個角度闡述了 A M F 對重金屬的解毒機制 1 A M F 概 述 1 8 8 5 年 F r a n k 定 義 了 菌 根 這 一 名 詞 1 0 它 是 一 種 高 等 植 物 和 真 菌 的 特 殊 共 生 體 與 植 物 共 生 的 真 菌 為 菌 根 真 菌 其 菌 絲 可 延 伸 到 根 際 周 圍 和 土 壤 中 1 1 按 照 真 菌 在 植 物 根 系 的 寄 生 位 置 可 以 將 菌 根 分 為 內 生 菌 根 E n d o m y c o r r h i z a 外 生 菌 根 E c t o m y c o r r h i z a 以 及 內 外 生 菌 根 E c t o e n d o m y c o r r h i z a 1 2 A M F 是 一 種 內 生 菌 根 真 菌 其 與 植 物 形 成 的 菌 根 主 要 包 括 菌 絲 體 泡 囊 和 孢 子 等 結 構 因 在 宿 主 植 物 根 皮 層 細 胞 內 的 叢 枝 結 構 而 得 名 1 3 目 前 研 究 和 應 用 較 多 的 A M F 有 根 孢 囊 霉 屬 R h i z o p h a g u s 中 的 異 形 根 孢 囊 霉 R h i z o p h a g u s i r r e g u l a r i s 根 內 根 孢 囊 霉 R h i z o p h a g u s i n t r a r a d i c e s 球 囊 霉 屬 中 的 摩 西 球 囊 霉 菌 G l o m u s m o s s e a e 斗 管 囊 霉 屬 F u n n e l i f o r m i s 中 的 摩 西 斗 管 囊 霉 F u n n e l i f o r m i s m o s s e a e 地 斗 管 囊 霉 F u n n e l i f o r m i s g e o s p o r u m 多 樣 孢 囊 霉 屬 D i v e r s i s p o r a 中 的 地 表 多 樣 孢 囊 霉 D i v e r s i s p o r a e p i g a e a 1 4 1 8 等 A M F 廣 泛 分 布 于 各 陸 地 生 態(tài) 系 統(tǒng) 中 其 能 與 8 0 9 0 的 陸 生 植 物 共 生 形 成 菌 根 結 構 這 對 于 維 持 植 物 的 多 樣 性 和 生 態(tài) 系 統(tǒng) 的 穩(wěn) 定 性 有 著 重 要 意 義 1 9 目 前 研 究 表 明 A M F 在 促 進 植 物 生 長 增 強 植 物 在 逆 境 脅 迫 下 耐 性 提 高 植 物 修 復 重 金 屬 及 有 機 物 污 染 能 力 方 面 都 有 十 分 重 要 的 作 用 在 植 物 真 菌 土 壤 體 系 中 A M F 菌 絲 的 存 在 增 大 了 植 物 根 系 與 土 壤 的 接 觸 面 積 從 而 可 以 幫 助 植 物 根 系 吸 收 水 分 以 及 營 養(yǎng) 物 質 促 進 植 物 生 長 很 多 研 究 表 明 接 種 A M F 可 以 活 化 根 系 土 壤 中 氮 磷 元 素 從 而 提 高 玉 米 Z e a m a y s 小 麥 T r i t i c u m a e s t i v u m 大 豆 G l y c i n e m a x 等 主 要 糧 食 作 物 的 產 量 2 0 2 1 增 加 苜 蓿 M e d i c a g o s a t i v a 白 三 葉 草 T r i f o l i u m r e p e n s 黑 麥 草 L o l i u m p e r e n n e 等 草 本 植 物 植 株 高 度 生 物 量 以 及 根 系 長 度 2 2 2 3 A M F 促 進 植 物 生 長 的 同 時 能 幫 助 植 物 抵 抗 生 物 和 非 生 物 脅 迫 提 高 植 物 對 不 良 環(huán) 境 的 接 受 程 度 生 物 脅 迫 包 括 害 蟲 雜 草 及 病 原 菌 其 中 真 菌 導 致 的 病 害 占 所 有 統(tǒng) 計 的 8 5 以 上 2 4 目 前 已 被 報 道 的 具 有 抗 病 蟲 害 能 力 的 A M F 有 摩 西 管 柄 囊 霉 地 斗 管 囊 霉 摩 西 球 囊 霉 地 表 球 囊 霉 縮 球 囊 霉 幼 套 球 囊 霉 根 內 根 孢 囊 霉 等 其 中 9 0 以 上 集 中 在 球 囊 霉 科 的 球 囊 霉 屬 和 斗 管 囊 霉 屬 2 4 非 生 物 脅 迫 主 要 有 干 旱 鹽 堿 重 金 屬 等 干 旱 環(huán) 境 下 A M F 可 以 顯 著 提 高 植 物 的 生 長 指 標 和 光 合 參 數 2 5 菌 絲 可 直 接 吸 收 部 分 水 分 改 善 植 物 水 分 狀 況 2 6 還 可 誘 導 相 關 基 因 表 達 間 接 提 高 植 物 的 抗 旱 性 2 7 徐 瑤 等 2 8 發(fā) 現(xiàn) 在 N a C l 脅 迫 下 接 種 摩 西 球 囊 霉 能 減 緩 紅 花 的 鹽 脅 迫 主 要 通 過 以 下 途 徑 提 高 紅 花 滲 透 調 節(jié) 物 質 的 含 量 增 強 礦 質 元 素 的 吸 收 減 少 紅 花 對 N a 的 吸 收 減 少 鹽 對 葉 綠 素 合 成 的 干 擾 及 減 少 膜 脂 過 氧 化 的 程 度 等 面 對 重 金 屬 的 毒 害 D e r a m 等 2 9 研 究 了 C d P b 和 Z n 復 合 污 染 土 壤 中 A M F 的 定 殖 情 況 發(fā) 現(xiàn) 菌 根 侵 染 幾 a p p l i c a t i o n o f A M F i n p l a n t g r o w t h a n d e n v i r o n m e n t a l m a n a g e m e n t w a s r e v i e w e d a n d d i s c u s s e d w i t h e m p h a s i s o n t h e e f f e c t s o f A M F o n h e a v y m e t a l r e m e d i a t i o n T h e m e c h a n i s m s o f e n h a n c e d p l a n t t o l e r a n c e t o h e a v y m e t a l s g r o w t h d i l u t i o n a n d l i m i t e d a b s o r p t i o n a n t i o x i d a n t m e c h a n i s m c h e l a t i n g h e a v y m e t a l s m e c h a n i s m a d s o r p t i o n a n d i m m o b i l i z a t i o n o f h e a v y m e t a l s w e r e s u m m a r i z e d t o p r o v i d e s c i e n t i f i c a n d t h e o r e t i c a l s u p p o r t f o r t h e a p p l i c a t i o n o f A M F i n h e a v y m e t a l c o n t a m i n a t e d e n v i r o n m e n t K e y w o r d s s o i l h e a v y m e t a l p h y t o r e m e d i a t i o n a r b u s c u l a r m y c o r r h i z a l f u n g i t o l e r a n c e m e c h a n i s m 2 5 3農 業(yè) 環(huán) 境 科 學 學 報 第 4 2 卷 第 2 期 乎 完 全 不 受 土 壤 污 染 的 影 響 這 說 明 A M F 可 以 抵 抗 重 金 屬 的 脅 迫 將 A M F 與 重 金 屬 修 復 相 關 聯(lián) 最 早 是 在 2 0 0 2 年 J a m a l 等 3 0 首 次 發(fā) 現(xiàn) 在 Z n 和 N i 污 染 土 壤 中 接 種 A M F 可 以 提 高 大 豆 和 小 扁 豆 對 重 金 屬 的 吸 收 效 率 從 而 引 發(fā) 了 科 研 人 員 對 于 A M F 緩 解 土 壤 重 金 屬 污 染 方面的關注 2 A M F 對 重 金 屬 污 染 土 壤 的 修 復 A M F 緩 解 土 壤 重 金 屬 污 染 的 方 式 主 要 是 通 過 影 響 植 物 對 重 金 屬 的 吸 收 但 A M F 種 類 繁 多 其 功 能 呈 現(xiàn) 多 樣 化 因 此 對 于 不 同 宿 主 植 物 以 及 不 同 重 金 屬 的 作 用 效 果 也 不 一 致 表 1 總 結 了 近 年 來 關 于 A M F 對 重 金 屬 修 復 的 相 關 研 究 及 修 復 效 果 一 般 來 說 接 種 A M F 可 促 進 重 金 屬 固 定 在 植 物 根 系 部 分 減 少 其 向 地 上 部 分 的 遷 移 在 C d 濃 度 為 4 0 0 m g L 1 條 件 下 分 別 接 種 5 種 A M F 各 處 理 均 明 顯 促 進 了 芹 菜 對 C d 的 吸 收 根 部 C d 含 量 C d 滯 留 率 及 富 集 系 數 顯 著 提 升 P 0 0 5 莖 葉 部 C d 含 量 遷 移 率 顯 著 降 低 P 0 0 5 9 H u a n g 等 3 9 在 4 種 P b 水 平 下 0 9 0 9 0 0 3 0 0 0 m g k g 1 對 刺 槐 接 種 摩 西 管 柄 囊 霉 進 行 對 比 實 驗 結 果 表 明 接 種 菌 劑 植 株 的 根 和 莖 的 P b 積 累 和 轉 運 能 力 更 強 但 葉 片 中 的 P b 積 累 和 轉 運 能 力 更 低 然 而 并 不 是 所 有 的 A M F 都 可 以 將 重 金 屬 螯 合 固 定 在 根 部 如 沾 屑 多 樣 孢 囊 霉 可 以 增 加 紫 花 苜 蓿 地 上 部 分 C d Z n 兩 種 重 金 屬 的 累 積 量 減 少 根 部 Z n 含 量 4 0 這 表 明 部 分 A M F 也 可 能 促 進 重 金 屬 向 地 上 部 分 的 轉 移 此 外 也 有 研 究 表 明 A M F 在 植 物 根 部 定 殖 對 植 物 吸 收 重 金 屬 幾 乎 沒 有 影 響 4 1 C i t t e r i o 等 4 2 在 1 0 0 g g 1 C d 和 N i 及 3 0 0 g g 1 C r 污 染 的 土 壤 中 接 種 摩 西 球 囊 霉 菌 發(fā) 現(xiàn) 與 不 接 種 菌 劑 的 植 物 相 比 兩 者 植 物 器 官 中 的 C d 和 C r 含 量 沒 有 統(tǒng) 計 學 差 異 并 認 為 植 物 體 內 吸 收 的 重 金 屬 的 分 布 與 土 壤 重 金 屬 含 量 有 關 接 種 A M F 后 不 同 植 物 對 重 金 屬 脅 迫 產 生 的 響 應 差 異 較 大 甚 至 同 種 A M F 對 于 不 同 品 種 的 同 類 植 物 的 重 金 屬 累 積 效 應 也 有 差 距 C h e n 等 4 3 觀 察 到 外 來 A M F 能 促 進 雌 性 植 物 根 系 對 P b 的 吸 收 和 積 累 但 對 雄 性 植 物 根 系 沒 有 促 進 作 用 宿 主 植 物 類 型 對 菌 根 依 賴 強 度 以 及 基 因 型 的 差 異 會 對 A M F 的 作 用 效 果 產 生 影 響 4 4 A M F 對 植 物 吸 收 和 轉 運 重 金 屬 的 效 應 可 以 是 促 進 抑 制 或 不 產 生 影 響 但 目 前 A M F 與 哪 些 特 定 的 植 物 聯(lián) 合 表現(xiàn)出促進或是抑制作用 尚無一致的結論 A M F 的 作 用 效 果 還 與 重 金 屬 含 量 重 金 屬 種 類 菌 根 真 菌 種 類 土 壤 理 化 特 性 金 屬 之 間 的 競 爭 植 物 微 生 物 關 聯(lián) 類 型 植 物 生 長 條 件 和 根 系 密 度 4 5 植 物 對 污 染 物 的 耐 受 性 和 重 金 屬 的 生 物 有 效 性 4 6 等 諸 多 因 素 有 關 目 前 人 們 關 注 較 多 的 因 素 為 重 金 屬 含 量 與 土 壤 理 化 特 性 的 影 響 隨 著 土 壤 重 金 屬 污 染 程 度 的 增 加 可 能 存 在 一 個 臨 界 含 量 低 于 該 含 量 時 A M F 促 進 植 物 對 重 金 屬 的 吸 收 而 高 于 該 水 平 時 重 金 屬 向 寄 主 植 物 地 上 部 分 的 轉 移 受 到 抑 制 4 7 如 Z n 元 素 在 植 物 生 長 過 程 中 發(fā) 揮 著 重 要 作 用 是 植 物 體 必 需 的 營 養(yǎng) 元 素 但 當 含 量 過 高 時 其 也 是 一 種 潛 在 的 重 金 屬 H e a v y m e t a l S e C d C d P b Z n C d C d P b C u A s H g C r C d P b C d A s 宿 主 植 物 H o s t p l a n t 玉 米 水 稻 玉 米 B 7 3 黑 麥 草 金 盞 花 滇 重 樓 玉 米 豌 豆 菌 種 C u l t u r e F u n n e l i f o r m i s m o s s e a C l a r o i d e o g l o m u s e t u n i c a t u m R h i z o p h a g u s i n t r a r a d i c e s F u n n e l i f o r m i s m o s s e a e G l o m u s e t u n i c a t u m G l o m u s m o s s e a e G l o m u s v e r s i f o r m e G i g a s p o r a m a r g a r i t a G i g a s p o r a g i g a n t e a S c u t e l l o s p o r a c a l o s p o r a S c u t e l l o s p o r a p e l l u c i d a S e p t o g l o m u s d e s e r t i c o l a C l a r o i d e o g l o m u s c l a r o i d e u m 混 合 菌 劑 F u n n e l i f o r m i s m o s s e a e G l o m u s m o s s e a e 修 復 效 果 R e m e d i a t i o n e f f e c t 接 種 組 土 壤 有 效 S e 分 別 降 低 1 2 0 1 和 1 1 3 0 S e 從 土 壤 根 向 地 上 部 分 的 轉 移 受 到 抑 制 根 細 胞 壁 中 果 膠 和 木 質 素 的 C d 含 量 分 別 增 加 1 3 1 倍 和 1 2 4 倍 地 上 部 分 C d 含 量 降 低 促 進 葉 片 累 積 重 金 屬 根 部 C d 含 量 增 加 2 9 3 0 枝 條 C d 含 量 增 加 3 5 接 種 組 地 上 部 分 富 集 系 數 增 加 1 3 1 根 部 富 集 系 數 增 加 1 8 7 根 內 重 金 屬 含 量 增 高 根 際 土 壤 中 P b C u A s H g C r 的 殘 留 量 平 均 減 少 1 1 3 2 1 6 7 3 5 4 5 3 5 2 3 3 3 0 4 4 玉 米 地 上 部 分 和 地 下 部 分 C d 含 量 分 別 降 低 4 0 和 4 5 土 壤 有 效 態(tài) C d 含 量 降 低 2 6 4 3 P b 和 C d 在 根 中 積 累 量 最 大 A s 在 莖 組 織 中 積 累 量 最 大 A M F 對 P b C d 和 A s 的 修 復 效 率 分 別 為 2 0 7 3 2 6 4 1 和 2 6 4 參 考 文 獻 R e f e r e n c e 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 表 1 A M F 修 復 重 金 屬 污 染 的 作 用 效 果 T a b l e 1 E f f e c t s o f A M F o n r e m e d i a t i o n o f h e a v y m e t a l p o l l u t i o n 2 5 4苗 志 加 等 叢 枝 菌 根 真 菌 修 復 重 金 屬 污 染 土 壤 及 增 強 植 物 耐 性 研 究 進 展 2 0 2 3 年 2 月 w w w a e s o r g c n 有 毒 金 屬 C h e n 等 4 8 在 石 灰 性 土 壤 中 添 加 不 同 比 例 的 Z n Z n S O 4 溶 液 來 研 究 A M F 在 紅 三 葉 草 Z n 吸 收 中 的 作 用 結 果 均 顯 示 對 應 臨 界 施 Z n 量 為 5 0 m g k g 1 這 一 結 果 并 不 是 對 所 有 土 壤 及 植 物 都 適 用 對 于 不 同 土 壤 類 型 和 植 物 物 種 的 臨 界 值 還 需 要 更 準 確 地 確 定 一 般 來 說 沙 土 輕 壤 土 中 孢 子 密 度 較 大 黏 土 中 較 小 4 9 有 機 質 速 效 氮 速 效 鉀 含 量 較 高 的 土 壤 A M F 豐 度 及 侵 染 率 較 大 而 p H 較 大 速 效 磷 含 量 較 高 的 土 壤 A M F 存 活 會 受 到 抑 制 5 0 因 此 土 壤 的 理 化 性 質 會 影 響 菌 根 侵 染 程 度 從 而 間 接 影 響 A M F 對 土 壤 重 金 屬 的 修 復 效 果 A M F 耐 重 金 屬 脅 迫 的 規(guī) 律 及 上 述 影 響 因 子 發(fā) 揮 的 作用機理目前尚不明確 仍需進一步研究 目 前 A M F 增 強 植 物 修 復 土 壤 重 金 屬 污 染 能 力 這 一 技 術 尚 未 得 到 廣 泛 應 用 其 限 制 因 素 除 A M F 作 用 效 果 不 一 對 土 壤 及 植 物 的 限 制 條 件 較 高 外 還 與 A M F 很 難 進 行 離 體 純 培 養(yǎng) 有 關 A M F 菌 劑 擴 繁 常 用 的 方 法 有 盆 栽 培 養(yǎng) 無 土 培 養(yǎng) 大 田 培 養(yǎng) 離 體 純 培 養(yǎng) 和 離 體 雙 重 培 養(yǎng) 5 1 其 中 盆 栽 培 養(yǎng) 成 本 低 廉 操 作 簡 單 是 目 前 應 用 最 為 廣 泛 的 菌 劑 培 養(yǎng) 方 法 但 是 其 缺 點 是 培 養(yǎng) 周 期 長 培 養(yǎng) 效 率 較 低 無 土 培 養(yǎng) 對 配 置 要 求 較 高 需 要 專 業(yè) 設 備 和 技 術 人 員 成 本 較 為 昂 貴 并 不 能 作 為 主 要 的 菌 劑 生 產 手 段 大 田 培 養(yǎng) 成 本 最 低 可 快 速 獲 得 大 量 菌 劑 但 得 到 的 真 菌 孢 子 不 易 收 集 且 不 夠 純 凈 A M F 的 離 體 純 培 養(yǎng) 方 法 還 處 于 探 索 階 段 目 前 沒 有 取 得 突 破 性 進 展 因 此 限 制 了 其 在 各 領 域 的 深 入 研 究 及 其 在 生 產 中 的 大 規(guī) 模 應 用 5 2 5 3 我 國 也 已 經 分 離 獲 得 了 多 個 高 效 菌 株 但 由 于 市 場 需 求 有