土壤修复技术：土壤中的“重金属”成为菌根食物

记者问：如何在土壤重金属污染修复中正确选择和使用菌根真菌?是否可以像植物间作套作一样?

陈保冬：要正确选择和使用菌根真菌要考虑两个原则。一是选择的菌根真菌对于污染环境要有强耐受度，二是由于菌根真菌是与植物相结合应用的，因此选择的菌根真菌要与植物相匹配。总体来讲，自然界植物有30多万种，而菌根真菌种类很少，如内生菌根真菌只有一两百种，因此菌根真菌对植物没有严格的宿主专一性和选择性，却有不同的适合性，取决于受污染土壤选择的具体植物材料。对于植物的选择目前已有相对简单的选择标准(如超累积植物)，但如何确定是否为优良菌种和优良菌种的筛选标准还在研究当中。研究表明，菌根真菌对于污染土壤修复最重要的特征是其吸磷效率，即菌根真菌对于植物最主要的作用是帮助植物吸收矿质养分特别是磷，这也是菌根真菌帮助植物修复重金属土壤污染最主要的作用和机制。

记者问：土壤理化性质如PH值会影响菌根真菌的特性，是否有必要再向土壤中添加改良剂等改变土壤特性以期达到更好效果?

陈保冬：这要视具体情况而言。通常来说，菌根真菌要最大限度地发挥其积极作用，需要特定的条件和范围，环境条件和土壤污染种类的不同，菌根真菌所起到的作用也不同。土壤污染严重，菌根真菌成活率低，修复效果就不显著。因此，在污染修复过程中，配合其它一些土壤改良和修复措施，能够达到更好的修复效果。任何单一技术都很难在实际土壤修复和治理中解决所有问题，菌根技术在实际应用中与其它技术相配合，可以达到更好的修复效果。目前形成的一种理念是，菌根真菌作为一种生物材料，与其它的土壤修复改良剂结合，形成一种复合型的环境功能材料，这种复合型材料不是同一成分的固定的物质而是根据具体应用的条件、范围和区域等来设计和应用，更好地进行生态修复。

记者问：菌根技术处理土壤重金属污染相对于现在的物理化学技术有何优缺点?在实际应用上还有哪些缺陷和障碍?

陈保冬：关于菌根的作用，我一再强调它是一个多功能的，它和其它微生物可能不太一样，比如说固氮。菌根真菌除了前面讲的最基本的作用，还可以改善植物的矿营养，帮助植物吸收磷。前面我介绍了，提高植物对重金属污染环境的适应性，其实还可以提高植物的抗旱性，对细菌侵染的抵抗，还有贫瘠、土壤结构的改良等等方方面面都有作用，这些方面我们作为一个课题组都在做，但是我们还是以菌根真菌为核心，整个研究菌根真菌在土壤生态系统里的作用，在调解整个生态系统地上地下的作用，对整个环境变化的响应的作用。

记者问：现阶段土壤主要受到重金属污染，但还有受到有机污染物的土壤，可否也通过添加菌根真菌的方式进行土壤修复?

陈保冬：这是有可能的。目前菌根真菌的修复主要集中于重金属污染，有机污染修复的案例研究相对较少，但国内外有目前有一些结论表明菌根真菌对有机污染的土壤是有一定积极作用的，主要表现为间接作用。菌根真菌作为一种共生真菌，其碳源主要来源于植物，对土壤和环境中的有机物降解和利用能力是有限的，因此它对有机污染物的降解也是有限的。在有机物污染的土壤中菌根真菌主要是与植物修复结合，改变土壤环境条件，影响土壤微生物的活性和数量，从而影响有机污染物的降解。

记者问：菌根真菌技术的应用、现阶段的研究成果、未来的研究方向以及研究过程中存在的困难有哪些?

陈保冬：菌根真菌技术应用于土壤修复方面主要体现在农业领域，在土壤贫瘠地区，菌根真菌可以帮助植物获得水分、磷和铜、锌等微量元素和矿质养分，促进植物生长。随着菌根真菌技术的发展，目前还应用在有机农业、特殊经济作物、园艺作物、药材栽培等方面，例如印度将菌根真菌技术应用于果园大田，提高了香蕉、芦荟等的品质和产量。

目前菌根真菌技术仅从操作层面上难度并不高，但从应用上看，菌剂生产问题已在国外展开，国内却相对落后，这很大程度上限制了菌剂的应用;另外，菌根真菌的应用还缺乏可操作的标准，毕竟它不是一种万能的技术，还需要界定其使用范围和条件。

未来菌根真菌的研究在土壤修复方面，还要继续做深入的机理性探讨，同时，还要再应用研发方面进行技术探索。在菌根真菌研究上，我有一个理想的目标：菌根真菌材料能够与其它功能材料做成复合型功能材料，应用到土壤修复中。

菌根真菌研究方面还存在一些客观困难，公众认识和了解不够，科研群体和研究经费有限。

专家简介：陈保冬，中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室研究员、博士生导师，“土壤生态过程与生态重建”研究组组长。2002年7月获中国农业大学农学博士学位。2006年11月至2008年10月，日本学术振兴会(JSPS)外国特别研究员，在日本畜产草地研究所工作。2009年-2011年，德国洪堡基金会 “洪堡学者”，在柏林自由大学进行合作研究。2009年入选中国科学院“百人计划”。 先后主持或参与数项国家自然科学基金面上项目、科技部973项目、科技攻关项目，以及中科院知识创新工程重要方向项目有关菌根生态生理的研究工作。目前在国内外学术杂志发表学术论文60余篇，其中SCI 收录40余篇。 担任学术杂志Pedobiologia及《生态学报》编委。2009年获国家自然科学奖二等奖。2011年获广东省自然科学奖二等奖。

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