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4.根际微生物之间相互作用
根际微生物在重金属污染土壤中相互作用的关系主要包括消极作用、积极作用( 互利共生、偏利共 生) 、中立作用( 既无利又无害)。在实际的重金属污染修复中多利用根际微生物的积极作用探讨在植物根际起修复作用的微生物群落辅助植物修复重金属污染的过程。
当前,根际菌群的研究多于内生菌群的研究,因为根际微生物产生的根系分泌物对植物修复重金属污染土壤有重要作用。
根际分泌的有机酸、铁载体、ACC 脱氨酶、生长素等与重金属结合减少重金属对植物的毒害,增加植物的抗氧化防御系统,促进植物的生长。关于根际微生物种类的研究中,单独研究根际细菌的较多,研究根际细菌与真菌结合的较少,但根际真菌在植物修复重金属污染过程中能调节重金属在根际的分布情况,促进寄主植物对重金属元素的吸收 、转运 ,减少重金属对植物的毒害 ,促进植物在重金属污染土壤中的生长,使植物生物量增加等作用。
今后研究应多关注根际细菌与真菌结合的研究,综合利用细菌与真菌互利共生的关系,增加植物根际的重金属耐性,促进根际植物的生长,辅助根际植物修复重金属污染土壤,加强对根际古菌与其它根际微生物群落关系的研究。
不同污染场地中根际微生物群落多样性差异
及其对重金属修复效果的影响
根际微生物的活性受土壤温度、营养状况、水的可利用性及其它一些能引发群落耐性的环境污染因素的影响。此外,根际微生物也会受到土壤污染类型( 单一或复合污染) 、是否添加改良剂和改良剂种类以及根际植物种类等的影响。如污染土壤的理化性质会影响根际微生物的分离和纯化,土壤污染程度及土壤特性会影响根际微生物群落结构的分布,植物的种类会影响根际微生物在根际的定殖等。
THION 等研究发现子囊菌亚门、担子菌亚门和接合菌亚门 3 种 AMF,它们在不同的植物种类、土壤 pH、含 N 量和含水量条件下物种组成和功能都各不相同,且根际土中 AMF 的多样性显著高于非根际土。这表明在植物修复重金属污染过程中根际微生物的结构与功能受多种因素的影响。
土壤污染的类型主要分为单一或者复合重金属污染以及重金属与有机物的复合污染。研究发现重金属种类和浓度会影响植物修复重金属过程中根际微生物的种类、丰富度及其群落结构。重金属种类能影响根际微生物的多样性,在不同种类重金属污染土壤中优势植物的种类不同,根际微生物的多样性及优势种也会有差异。
表 2 显示,单一重金属污染条件下,植物种类不同,根际微生物的多样性和 优势种有显著差异。
不同种类重金属污染条件下,同种植物的根际微生物的多样性和优势种不相同。几种相同重金属污染条件下,不同植物和不同重金属浓度下的根际微生物的多样性和优势种也有所差异。 不同浓度 Pb 污染条件,水稻根际微生物的多样性不相同。不同浓度 As 污染下,荆( Wattle) 和发草( Deschampsia caespitosa) 的根际微生物多样性和优势种均有所差异。
相同重金属元素的复合污染下,各重金属浓度不同,植物根际微生物多样性及优势种类也不同。在同一重金属污染的土壤中重金属 浓度的差异使得根际微生物的多样性发生改变,产生的根际微生物的优势种也不同,可见重金属浓度对土壤中根际微生物群落结构具有重要影响。
受重金属污染的土壤一般酸性高且贫瘠,常添加改良剂调节土壤 pH、改善土壤基本理化性质。
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