叢枝菌根真菌對(duì)玉米和續(xù)斷菊間作鎘吸收和累積的影響①

盧 鑫，胡文友，黃 標(biāo)，李 元，祖艷群，湛方棟，鄺榮禧，何 躍

(1 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，昆明 650201；2 中國(guó)科學(xué)院土壤環(huán)境與污染修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(南京土壤研究所)，南京 210008；3 江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，南京 210018；4 環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所，南京 210042；5 國(guó)家環(huán)境保護(hù)土壤環(huán)境管理與污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210042)

叢枝菌根真菌對(duì)玉米和續(xù)斷菊間作鎘吸收和累積的影響①

盧 鑫1,2，胡文友2*，黃 標(biāo)2，李 元1，祖艷群1，湛方棟1，鄺榮禧3，何 躍4,5*

(1 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，昆明 650201；2 中國(guó)科學(xué)院土壤環(huán)境與污染修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(南京土壤研究所)，南京 210008；3 江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，南京 210018；4 環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所，南京 210042；5 國(guó)家環(huán)境保護(hù)土壤環(huán)境管理與污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210042)

通過盆栽試驗(yàn)，利用分室隔網(wǎng)培養(yǎng)方法，模擬研究接種叢枝菌根真菌(AMF)對(duì)玉米–續(xù)斷菊(Sonchus asper L. Hill)間作體系Cd吸收和累積的影響。結(jié)果表明：①無論Cd添加到A室還是B室，玉米的侵染率都要比續(xù)斷菊高出6.3% ~ 38.35%。接種AMF之后，都不同程度地提高了玉米和續(xù)斷菊的生物量，但對(duì)玉米和續(xù)斷菊吸收Cd的影響有所不同。②Cd添加到A或者B室，AMF均會(huì)促進(jìn)該側(cè)植物對(duì)Cd的吸收，降低另一側(cè)植物對(duì)Cd的吸收。③接種AMF后，續(xù)斷菊對(duì)Cd的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)降低，玉米對(duì)Cd的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)有的升高有的降低?？傊?，AMF改變了間作條件下玉米和續(xù)斷菊對(duì)Cd的吸收，菌絲在兩者之間可能起著非常重要的作用。

叢枝菌根真菌(AMF)；玉米；續(xù)斷菊；間作；重金屬污染；植物修復(fù)

礦區(qū)及冶煉廠周邊農(nóng)田重金屬污染已成為我國(guó)面臨的嚴(yán)重的土壤環(huán)境問題[1–3]。由于礦產(chǎn)資源的過度開采和不合理利用以及冶煉過程中對(duì)有害廢物的排放，使其周邊農(nóng)田土壤重金屬污染日益嚴(yán)重，極大地影響著土壤環(huán)境質(zhì)量、作物生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)并威脅著人類的健康[4]。針對(duì)重金屬污染土壤，研究人員提出并應(yīng)用了許多修復(fù)技術(shù)。目前認(rèn)為，利用重金屬超富集植物提取土壤中重金屬的植物修復(fù)技術(shù)是一項(xiàng)低成本、不造成二次污染的環(huán)境友好技術(shù)[5]。但由于我國(guó)人多地少的國(guó)情，單純利用超富集植物修復(fù)污染農(nóng)田需要較長(zhǎng)時(shí)間[6]，還需中斷農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，不符合我國(guó)的國(guó)情。因此重金屬超富集植物與作物間作的植物修復(fù)方式[7–9]，在確保正常農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的同時(shí)，開展重金屬污染土壤治理，實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬污染土壤的邊生產(chǎn)邊修復(fù)，是目前修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬污染的新途徑。

目前有關(guān)重金屬超富集植物與作物間作的植物修復(fù)方法已有研究報(bào)道。楊暉等[10]將雞眼草分別和番茄、玉米、白菜、卷心菜、蘿卜間作。結(jié)果表明，間作可顯著或極顯著降低番茄、玉米、白菜、卷心菜、蘿卜可食部位對(duì)Pb的積累，并降低番茄、白菜、卷心菜可食部位對(duì)Cd的積累。趙穎等[11]研究3種植物苜蓿、黑麥草和籽粒莧分別與玉米間作，結(jié)果表明苜蓿、黑麥草與玉米間作能顯著提高玉米對(duì)Cd、As的吸收和累積量。秦歡等[12]將玉米和大葉井口邊草間作，顯著提高了大葉井口邊草對(duì)重金屬的吸收。綜上，間作條件下有的提高了超富集植物吸收重金屬的能力，有的提高了作物吸收重金屬的能力，不同超富集植物和不同作物間作結(jié)果不同。但是間作條件下如何影響或者改變不同植物對(duì)重金屬的吸收，植物間的交互作用的機(jī)理還不清楚。而對(duì)此目前較為合理的解釋是根際土壤pH的變化影響了植物對(duì)重金屬的吸收，更多的還是停留在假設(shè)階段。

間作條件下根際土壤中含有大量的微生物，在改變植物交互作用中起著重要的作用。在這些大量微生物中叢枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)是一類非常重要的真菌，能夠與陸地上80% 以上的植物根系建立共生關(guān)系[13]。在促進(jìn)宿主植物對(duì)氮、磷的吸收，改善根際環(huán)境，增強(qiáng)植物的抗逆性[14]中菌絲發(fā)揮著重要的作用。但是有關(guān)菌絲是如何影響間作體系中不同植物對(duì)重金屬吸收的報(bào)道非常少，相關(guān)過程與機(jī)制尚不清楚，因此有必要進(jìn)行進(jìn)一步研究。

續(xù)斷菊(Sonchus asper L.Hill)，是一種對(duì)Cd具有較強(qiáng)富集能力的超富集植物。Zu等[15]和李元等[16]先后報(bào)道了續(xù)斷菊對(duì)Cd具有很強(qiáng)的富集能力，可作為Cd的超富集植物。本文通過分室隔網(wǎng)培養(yǎng)方法，將培養(yǎng)裝置分為單獨(dú)的兩室，用尼龍網(wǎng)將不同植物的根系分別限制在兩室中，但菌絲可以通過尼龍網(wǎng)并進(jìn)行交互。采用單側(cè)添加Cd的方法，研究菌絲如何影響兩種植物對(duì)Cd的吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)，探究根部共生菌促進(jìn)超富集植物吸收Cd的效果與機(jī)制。研究結(jié)果將豐富重金屬超富集植物與作物間作修復(fù)土壤重金屬污染的理論與方法，并為礦區(qū)農(nóng)田重金屬的污染修復(fù)提供理論和參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試AMF菌劑采用云南會(huì)澤鉛鋅礦區(qū)原狀土壤中的土著菌種。續(xù)斷菊種子采自會(huì)澤鉛鋅礦區(qū)，播種前經(jīng)過10% H2O2消毒30 min，移入28 ℃ 的恒溫箱中，萌發(fā)后移入花盆中，進(jìn)行進(jìn)一步的育苗，待苗成長(zhǎng)到6 ~ 7 cm高時(shí)，選擇長(zhǎng)勢(shì)良好、大小均一的幼苗進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。玉米品種為會(huì)澤縣當(dāng)?shù)貜V泛使用的會(huì)單4號(hào)，并購(gòu)自當(dāng)?shù)?，播種前10% H2O2消毒10 min，然后在培養(yǎng)皿中促芽，發(fā)芽后播種到花盆中繼續(xù)育苗，待苗長(zhǎng)到10 ~ 15 cm高時(shí)，將100 g帶有AMF土著菌種的會(huì)澤礦區(qū)原狀土壤平鋪到供試土壤中并選擇長(zhǎng)勢(shì)良好、大小均一的幼苗移栽到供試土壤中進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。供試土壤采自南京地區(qū)Cd含量較低的山區(qū)黃棕壤與基質(zhì)(植物秸稈、泥炭、蛭石、珍珠巖按一定比例混合而成)按照1︰1混合制成盆栽試驗(yàn)所需的土壤。供試土壤基本理化性質(zhì)為pH 7.01，有機(jī)質(zhì)58.53 g/kg，全氮2.39 g/kg，全磷1.89 g/kg，全鉀27.76 g/kg，有效磷 74.98 mg/kg，速效鉀394.67 mg/kg，總Cd 0.17 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用分室隔網(wǎng)培養(yǎng)裝置模擬間作條件(圖1)。分室隔網(wǎng)培養(yǎng)裝置參照李芳等[17]的方法并根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行改進(jìn)：采用 3 mm有機(jī)玻璃板加工成的培養(yǎng)系統(tǒng)由孔徑300目的尼龍網(wǎng)分隔成2個(gè)分室，包括2個(gè)植物生長(zhǎng)室(A室和B室)、1個(gè)2 mm厚的隔離層，隔離層兩側(cè)的鉆孔規(guī)格是：孔的直徑為5 mm，孔間距為10 mm(考慮到培養(yǎng)箱隔板的穩(wěn)固性以及需要盡可能多孔的試驗(yàn)需要)，擋板的 A、B室側(cè)粘有300目的尼龍網(wǎng)。培養(yǎng)系統(tǒng)長(zhǎng)×寬×高為 (10+ 0.2+10) cm × 20 cm × 20 cm(圖1)。續(xù)斷菊和玉米分別種植于2個(gè)植物生長(zhǎng)室。在該試驗(yàn)裝置中，尼龍網(wǎng)的孔徑可以阻止植物根系的通過，以避免玉米和續(xù)斷菊根系間的交互影響，但不妨礙叢枝菌根真菌菌絲從一側(cè)植物生長(zhǎng)室延伸到另一側(cè)的植物生長(zhǎng)室。

圖1 分室隔網(wǎng)培養(yǎng)系統(tǒng)示意圖Fig. 1 Diagram of compartmentation cultivation system

盆栽試驗(yàn)在溫室中進(jìn)行，試驗(yàn)處理設(shè)置如表 1所示。玉米與續(xù)斷菊共同種在分室培養(yǎng)裝置中，試驗(yàn)設(shè)接種AMF和不接種處理，Cd單側(cè)添加，每個(gè)處理重復(fù) 3次。根據(jù)前期對(duì)云南會(huì)澤鉛鋅礦區(qū)周邊農(nóng)田Cd等重金屬污染狀況的調(diào)查結(jié)果，選取當(dāng)?shù)剞r(nóng)田Cd含量的平均值(25 mg/kg)作為供試土壤中 Cd的濃度[9]。試驗(yàn)所用的土壤經(jīng)自然風(fēng)干并過2 mm篩后與培養(yǎng)基質(zhì)1︰1混勻，在121℃ 下高壓蒸汽滅菌2 h。每室中土壤為2.5 kg，加入的Cd以CdCl2的形式添加，按照試驗(yàn)方案稱取一定量后溶入蒸餾水，添加進(jìn)盆栽中后混勻，等干燥后再加入蒸餾水，重復(fù)幾次并穩(wěn)定3周后進(jìn)行續(xù)斷菊移苗和玉米種植。移苗過程中，采用 1.25 g/L的苯菌靈溶液洗凈續(xù)斷菊根部后移入盆栽中。在盆栽周期達(dá)到90 d時(shí)，進(jìn)行植物樣品采集(此時(shí)玉米還未結(jié)籽，地上部分不包括籽粒含量)。

表1 分室隔網(wǎng)培養(yǎng)試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Design of pot experiment of compartmentation cultivation

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

AMF侵染率的測(cè)定：取洗凈后的根段剪成長(zhǎng)0.5 ~ 1.0 cm，采用酸性品紅染色劑的方法制片，在顯微鏡(Nikon ECLIPSE TS100)下觀察。AMF菌根感染率的計(jì)算采用 McGonigle等[18]改進(jìn)的十字交叉法進(jìn)行，計(jì)算公式為：AMF菌根感染率(%) = 有AMF菌根段數(shù)/觀察總根段數(shù)。

植物中Cd含量的測(cè)定：稱取0.1 g (精確到0.000 1 g)過 100目篩的植物樣于聚四氟乙烯消解罐中，加入5 ml HNO3、1 ml HF、1 ml H2O2，靜置，預(yù)消解30 min。蓋上后將消解罐裝入外罐，擰緊蓋子使樣品密封良好。放入微波消解儀中，按照優(yōu)化后的消解程序進(jìn)行消解。消解結(jié)束后，在室溫情況下冷卻至50℃以下，打開密閉消解罐，移液至預(yù)先裝有6 ml飽和H3BO3(絡(luò)合劑) 的100 ml PET容量瓶中，用于絡(luò)合過量的HF，保護(hù)ICP-MS，用超純水定容后，充分混勻。按照同樣的程序，設(shè)置平行的空白樣品，前處理完畢后靜置取上清液采用電感耦合等離子體–質(zhì)譜法(ICPMS)測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù) = 植物地上部分Cd含量/植物地下部分Cd含量

有效轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù) =(植物地上部 Cd含量×植物地上部生物量)/(植物地下部Cd含量×植物地下部生物量)

試驗(yàn)數(shù)據(jù)為3次重復(fù)平均值，數(shù)據(jù)采用Origin8.0進(jìn)行常規(guī)分析，其他數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析在SPSS19.0中完成。

2 結(jié)果與討論

2.1 AMF對(duì)玉米和續(xù)斷菊根系侵染率的影響

如表2所示，不接種AMF的處理，玉米和續(xù)斷菊根系均沒有被AMF侵染，接種AMF時(shí)玉米和續(xù)斷菊根系均被AMF侵染，且玉米根系A(chǔ)MF侵染率均高于續(xù)斷菊。當(dāng)Cd添加到玉米一側(cè)時(shí)，AMF對(duì)玉米根系的侵染率為66.7%，高于沒有Cd脅迫情況下46.7% 的侵染率。與玉米相比，續(xù)斷菊的侵染率略低，但當(dāng) Cd添加到續(xù)斷菊側(cè)時(shí)續(xù)斷菊的侵染率為40.4%，比 Cd添加到玉米側(cè)續(xù)斷菊的侵染率提高了29.8%。

表2 不同處理?xiàng)l件下玉米和續(xù)斷菊的AMF侵染率Table 2 Infection rates of maize and Sonchus asper L. Hill under different experiment treatments

2.2 AMF對(duì)玉米和續(xù)斷菊植株生物量的影響

本試驗(yàn)中，研究了在AMF的作用下，對(duì)玉米和續(xù)斷菊生物量的影響。結(jié)果表明，與對(duì)照相比(不接種)，接種AMF處理玉米和續(xù)斷菊生物量都有不同程度的提高(表3)。當(dāng)Cd添加到玉米側(cè)時(shí)，接種AMF的玉米根、葉的干重分別提高了 13.1% 和 14.3%，但莖干重降低了 7.5%；續(xù)斷菊地上部分增加了18.3%，地下部分降低了19.9%。Cd添加到續(xù)斷菊側(cè)時(shí)，接種AMF的玉米根、莖、葉的干重分別提高了10.06%、22.9% 和15.05%；續(xù)斷菊地上部分提高了36.7%，地下部分提高了19.9%。

表3 AMF對(duì)玉米和續(xù)斷菊生物量的影響Table 3 Effects of AMF on maize and Sonchus asper L.Hill biomasses

重金屬富集植物和普通作物種植在一起，有的可以提高富集植物的生物量，有的對(duì)富集植物的生物量無影響，但有時(shí)也可以降低富集植物的生物量。已有研究表明，東南景天和玉米間作，顯著提高了東南景天的生物量[19–20]。伴礦景天與小麥間作，對(duì)伴礦景天的生物量沒有影響[21]。而秦歡等[12]將大葉井口邊草與玉米間作在一起，抑制了大葉井口邊草的生長(zhǎng)，使其生物量有不同程度的降低。本研究結(jié)果與上述的研究略有不符，主要是AMF的作用，使得玉米和續(xù)斷菊的生物量都有所提高?？赡艿脑蚴蔷z的作用，使得接種之后的玉米和續(xù)斷菊增加了對(duì)氮磷營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，改善了植物生長(zhǎng)的環(huán)境，提高了植物生物量[22–23]。本試驗(yàn)同時(shí)表明玉米和續(xù)斷菊總生物量提高的幅度是不一樣的，玉米是10.8% ~ 14.3%，續(xù)斷菊是10.2% ~ 30.8%?？赡艿脑蚴怯衩缀屠m(xù)斷菊在生長(zhǎng)過程中根系爭(zhēng)奪養(yǎng)分，致使兩者出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系[24]。

2.3 AMF對(duì)玉米和續(xù)斷菊Cd吸收的影響

圖2和圖3顯示不同處理玉米和續(xù)斷菊地上、地下部分 Cd含量分布狀況，兩者均表現(xiàn)為地下部分>地上部分。并且當(dāng)Cd添加到玉米側(cè)時(shí)，玉米的地上和地下部分Cd含量最高；當(dāng)Cd添加到續(xù)斷菊側(cè)時(shí)，續(xù)斷菊的地上部分和地下部分的Cd含量也是最高。

圖2 不同試驗(yàn)處理下玉米地上和地下部位Cd含量Fig. 2 Cd contents in different parts of maize under different experiment treatments

圖3 不同試驗(yàn)處理下續(xù)斷菊地上和地下部位Cd含量Fig. 3 Cd contents in different parts of Sonchus asper L. Hill under different experiment treatments

Cd添加到玉米側(cè)時(shí)接種和不接種 AMF處理間玉米地上部分Cd含量差異不顯著；Cd添加到續(xù)斷菊側(cè)，玉米地上部分Cd含量也沒有顯著差異。但是地下部分Cd含量卻有所不同：Cd添加到玉米側(cè)地下部分Cd含量接種AMF處理比不接種高出了21.1%，差異顯著；Cd添加到續(xù)斷菊側(cè)則不接種AMF比接種處理Cd含量高了26.2%，差異顯著。Cd添加到玉米側(cè)時(shí)，續(xù)斷菊地上部分Cd含量沒有顯著差異，但添加到續(xù)斷菊側(cè)，接種AMF比不接種高出42.2%，差異顯著。續(xù)斷菊地下部分Cd含量在Cd添加到玉米側(cè)時(shí)，接種AMF處理顯著低于不接種對(duì)照；Cd添加到續(xù)斷菊側(cè)則沒有顯著差異。

上述結(jié)果表明，在分室隔網(wǎng)條件下，Cd添加到哪一側(cè)，AMF就會(huì)促進(jìn)該側(cè)植物對(duì)Cd的吸收，降低另一側(cè)植物對(duì) Cd的吸收。當(dāng) Cd添加到玉米側(cè)時(shí)(YH)，AMF顯著促進(jìn)了玉米地下部分對(duì)Cd的吸收，顯著降低了續(xù)斷菊地下部分對(duì)Cd的吸收；當(dāng)Cd添加到續(xù)斷菊側(cè)時(shí)(XH)，AMF顯著降低了玉米地下部分Cd的吸收，顯著增加了續(xù)斷菊地上部分對(duì)Cd的吸收。這與Hu等[25]的研究有所不同，他們的研究結(jié)果均表明在間作條件下接種 AMF，蕹菜和東南景天對(duì)Cd的吸收量增加。而本研究采用了分室隔網(wǎng)培養(yǎng)的方法，切斷了兩種植物根系間的交互作用，在接種的條件下只有菌絲可以通過。在兩者之間通過形成的菌絲橋傳遞交換營(yíng)養(yǎng)元素，進(jìn)而改變植物的生物量，影響植物對(duì)Cd的吸收[17]。同時(shí)菌絲侵染也增強(qiáng)了根系及菌絲本身對(duì)Cd的固持作用[26]。在分室隔網(wǎng)條件下，由于菌絲的作用，可能會(huì)出現(xiàn)兩種植物競(jìng)爭(zhēng)土壤中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素[27]。由表 2可知，玉米的侵染率要高于續(xù)斷菊，說明玉米與AMF的共生關(guān)系要優(yōu)于續(xù)斷菊，可能會(huì)增強(qiáng)植物的抗重金屬離子作用，提高對(duì)Cd的吸收。Hu等[25]認(rèn)為接種AMF改變了土壤的pH；黃藝等[28]認(rèn)為接種AMF改變了土壤中重金屬的形態(tài)，從而影響了重金屬由土壤向植物體的轉(zhuǎn)移。這說明接種AMF更好地抑制了重金屬?gòu)牡叵孪虻厣系霓D(zhuǎn)運(yùn)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有積極意義。

圖4 不同試驗(yàn)處理下Cd添加一側(cè)對(duì)應(yīng)另一側(cè)Cd含量Fig. 4 Cd contents in one side when Cd was added in another side under different experiment treatments

由圖4可知，當(dāng)Cd添加到玉米或者續(xù)斷菊側(cè)，對(duì)應(yīng)另一側(cè)續(xù)斷菊或者玉米對(duì)Cd的吸收量都是接種AMF之后有所降低。可能的原因是菌絲吸收了一部分Cd，減少了植物體內(nèi)Cd含量。研究表明，一些金屬元素如 Ca、Mn等在菌絲內(nèi)向寄主植物根的運(yùn)輸,主要以吸附在聚磷酸鹽大分子上的形式進(jìn)行的[29]。Cd的運(yùn)輸是否與聚磷酸鹽有關(guān)還不清楚,但菌絲直接吸Cd的研究早已有報(bào)道，并且菌絲吸收Cd的數(shù)量可占植物吸收總量的相當(dāng)一部分[30]。

2.4 AMF對(duì)玉米和續(xù)斷菊Cd吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

由表4所示，間作條件下接種AMF使Cd添加到玉米側(cè)處理的玉米的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)降低了 3.5%，續(xù)斷菊的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)降低了12.5%。Cd添加到續(xù)斷菊側(cè)，使接種AMF后的續(xù)斷菊轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)降低了59.3%。玉米的有效轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)的規(guī)律類似，續(xù)斷菊的有效轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)是當(dāng) Cd添加到玉米側(cè)時(shí)接種比不接種AMF要高，Cd添加到續(xù)斷菊側(cè)接種AMF低于不接種。

接種AMF條件下玉米和續(xù)斷菊間作，玉米的侵染率更高，生物量增加的幅度更大，使得玉米能吸收更多的 Cd，改變了只有間作條件下續(xù)斷菊能更多地吸收重金屬的格局[8–9]，豐富了重金屬間作修復(fù)理論的發(fā)展。

表4 AMF對(duì)玉米和續(xù)斷菊轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)的影響Table 4 Effects of AMF on transfer coefficient of maize and Sonchus asper L. Hill

雖然 AMF在促進(jìn)植物農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，但如果盲目地利用，可能會(huì)適得其反，還需根據(jù)實(shí)際情況篩選與培育出合適的植物–微生物聯(lián)合體，針對(duì)不同的重金屬選育出最佳的修復(fù)組合模式。另外，本研究結(jié)果主要是基于室內(nèi)盆栽及模擬間作試驗(yàn)，結(jié)果并不一定能夠完全代表和反映野外田間自然條件下的實(shí)際效果。因此，在室內(nèi)模擬試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將來還需要結(jié)合田間試驗(yàn)的驗(yàn)證和檢驗(yàn)，以進(jìn)一步明確AMF對(duì)玉米–續(xù)斷菊間作體系Cd吸收和累積的影響。

3 結(jié)論

在分室隔網(wǎng)條件下，當(dāng)Cd添加到A或者B室，AMF便會(huì)促進(jìn)該側(cè)植物對(duì)Cd的吸收，而降低另一側(cè)植物對(duì)Cd的吸收。同時(shí)接種AMF降低了續(xù)斷菊的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，限制了Cd從地下到地上的轉(zhuǎn)運(yùn)。菌絲可能對(duì)續(xù)斷菊和玉米間作體系植物對(duì)Cd的吸收發(fā)揮著重要的作用。在選用接種 AMF條件下玉米–續(xù)斷菊間作體系修復(fù)農(nóng)田Cd等重金屬污染的過程中，需要慎重考慮和評(píng)估間作體系對(duì)重金屬超富集植物和作物重金屬吸收的影響。

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Effects of Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMF) on Cd Absorption and Accumulation in Maize and Sonchus asper L. Hill Using Intercropping System

LU Xin1,2, HU Wenyou2*, HUANG Biao2, LI Yuan1, ZU Yanqun1, ZHAN Fangdong1, KUANG Rongxi3, HE Yue4,5*
(1 College of Resources and Environment, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China; 2 Key Laboratory of Soil Environment and Pollution Remediation, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China; 3 Geological Survey of Jiangsu Province, Nanjing 210018, China; 4 Nanjing Institute of Environmental Sciences, Ministry of Environmental Protection, Nanjing 210042; 5 State Environmental Protection Key Laboratory of Soil Environmental Management and Pollution Control, Nanjing 210042)

Pot experiment was carried out to simulate the effects of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) on Cd absorption by maize and Sonchus asper L. Hill through compartmentation cultivation system. The results indicated that: 1) In both situations (Room A or Room B) after Cd addition higher infection rate was occurred by maize (6.3% – 38.35%) comparing to those of S. asper. Furthermore, AMF inoculation led to an increase in both maize and S. asper biomass. Unlike, both plants behaved differently in terms of Cd absorption followed by AMF inoculation. 2) In both Room A and B Cd addition caused either higher or lesser Cd absorption as influenced by AMF. 3) Transfer coefficient of S. asper was lower after inoculation with AMF, while it was different in maize. In conclusion, AMF impacted Cd absorption by maize and S. asper through intercropping system as hyphae was assumed to be an important role in both plants in relation to Cd absorption.

Arbuscular mycorrhizal fungi; Maize; Sonchus asper L. Hill; Intercropping; Heavy metal pollution; Phytoremediation

X53

A

10.13758/j.cnki.tr.2017.01.017

國(guó)家自然科學(xué)基金云南聯(lián)合基金項(xiàng)目(U1202236)和國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015BAD05B04)資助。

* 通訊作者(wyhu@issas.ac.cn；heyue@nies.org)

盧鑫(1990—)，男，山東日照人，碩士研究生，主要從事土壤重金屬污染評(píng)估與修復(fù)研究。E-mail: 18906338994@189.cn