全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
声 、 , , 一
不同丛枝菌根真菌对万寿菊生长及
柴油降解率的影响 ‘
耿春女
‘ ’
李培军 陈素华 张海荣 韩桂云
中国科学院沈阳应用生态研究所 , 沈阳
【摘要 】 在盆栽条件下 , 用沈抚污灌区非灭菌水稻土 , 研究 了柴油浓度为
· ’‘时接种 种
真菌 劫 , 召玫乃产 , ,
·
和细菌对万寿菊 丑之岁之璐 耐油性的影响 结果
表明 , 在此浓度下 , 菌仍能和万寿菊形成共生体 , 白色万寿菊比黄色万寿菊耐油能力强 , 总生物量增
加 接种 真菌的处理 , 其侵染率比对照高 一 一
‘ 和 弓砍刃勿 是较好的
菌种 , 总生物量分别比对照增加 和 混接 真菌效果一般
,
施人细菌菌剂虽然抑制了
菌对万寿菊的侵染 , 但促进了菌根化植物的营养生长和生殖生长 种接菌处理中 , 以接种 胆州知加
和混接 菌和细菌的处理最好 , 对柴油的降解率分别比对照增加 和
关键词 真菌 万寿菊 生长指标 柴油降解
文章编号 一 一 一 中图分类号 文献标识码
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召孜乃产”视 , 飞
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引 言
随着石油工业的发展 , 石油污染的土壤面积亦
在增加 沈抚污水灌区污灌 年来 , 矿物油尤其是
芳烃已在土壤中累积超过了环境容量 , 稻米中有 甲
苯之类异味物质的累积 , 严重影 响了稻米的品质
灌区地下水已有不同程度的污染 灌区 内患 甲状腺
肿 、 白血球增多 、 肝肿大和 胃病等疾病 的人 数增
加〔“。 因此改变污灌区的种植结构 , 治理污染 , 改
善污灌区居民的健康 , 为其提供新的经济出路 , 已
成为当务之急
丛枝菌根真菌 ,
以下简称 真菌 是一类能与绝大多数植物建立
共生关系的真菌 , 它能促进植物吸收养分 , 加速生
长 , 并提高抗逆能力 人们已开始尝试将菌根真菌
用于修复重金属 、 农药 、 石 油和酞酸醋污染土壤 王
曙光等〔” 将 真菌接种到更豆 , 用于 和
增塑剂 的降解 在先前的实验中 , 我们已成
功地用辽河油 田筛选出的 种 菌与三叶草在原
油胁迫下构建了共生体 但三 叶草的经济价值低 ,
故我们选择了万寿菊的白花和黄花两个品种 , 研究
在柴油污染时接种 菌和细菌对万寿菊营养生
长 、生殖生长和柴油降解的影响 , 为石油污染土壤
的生物治理提供新的途径
材料与方法
供试材料
以万寿菊为供试植物 , 选取沈抚污水灌区 的水稻土 表
, 中国科学院知识创新项 目 一
一 ,
加 和中国
科学院陆地生态过程重点实验室基金资助项 目
, 通讯联系人
加 一 一 收稿 , 一 一 接受
应 用 生 态 学 报 卷
, 采用 井 重柴油和 种 真菌 从辽河油田油污染土
壤中分离出的 一
、 尹州冶 刀 、 , 企 以
及沈抚污水灌区水田中分离出的细菌制成的菌剂 , 进行盆栽
试验
表 供试土壤的理化性质
全 全 全 』〕
有机质 。
· 一 ‘ 速效磷
·
一 ’ 矿物油
· 一
图
泡囊
柴油浓度为 ’ ‘时万寿菊根部的 菌根哑铃形
试验设计
首先进行预备实验 , 确定油浓度为
· 一 时不
同万寿菊品种的耐油性 根据预备实验的结果 , 选择白花万
寿菊作为供试植物 油浓度设为
· ” , 下设不接
菌 , 单接种 、 刃刁知护视 和 沦
, 以及混接 种 菌 以下简称 、 混接 和细菌
个处理 每处理重复 次 , 随机排列
每盆装土 河砂和水稻 田土 以 混合 , 不灭
菌 , 将 重柴油按所需浓度拌人土中 采用花卉土 其中
没有 真菌抱子 育万寿菊苗 , 巧 时选取大小一致的万
寿菊苗移栽到盆里 , 每盆 棵 每盆每月浇含 几
· 一 、 认
· 一 ’、 礴 · 一 ‘ 、
一
· 一 、 · 一 的 营养液 一
测定方法
时将万寿菊从盆 中取 出 , 冲洗干净 , 测定其侵染
率 、株高 、 主根长 、 地径 、 侧根数 、 分枝数 、 蕾数 、 花数 、茎和根
干重 根样染色用 , 和 法 川 , 感染率观测用
交叉划线法 , 统计分析用 ’ 新复极差法
了 酬肖 曰 , 以口
毗
· 一
结果与分析
柴油胁迫下植物一 菌根真菌共生体的确认
按 , 和 法〔川 染色植株的幼根 ,
将脱色后的根段在载玻片上轻轻压碎 , 在显微镜下
图 柴油浓度为 ’ 一 时万寿菊根部 菌根的菌丝
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吨
· 一
进行观察 在根部皮层细胞间和细胞内可 以见到被
染成蓝色的菌丝体和大量与菌丝相连的泡囊 图 、
泡囊和丛枝是 菌侵染植物后在根部皮层细
胞间和细胞内形成的结构 , 可扩大与宿主物质交换
的面积 由此可见 , 在柴油浓度为 ’ “ ‘
时 , 菌仍能侵染植物 , 能与植物形成共生体 , 这
是将菌根用于修复石油污染土壤的前提和基础
不同植物品种和 真菌对油胁迫的反应
油胁迫对不同植物品种的影响 评价植物耐
油性有许多指标 , 但对同种植物而言 , 侵染率 、 株
高 、 地径 、 主根长 、 侧根数 、 分支数 、 蕾数 、 花数 、 茎和
根干重是比较直观和可靠的指标
· 一 ’的
油浓度对白花万寿菊和黄花万寿菊生长的影响见表
, 从表 可以看出 , 在此油浓度下 , 不同的万寿菊
品种对油胁迫的反应是不一样的 除侵染率和根干
重外 , 白花万 寿菊的各项指标均高于黄花万寿菊
白花万寿菊的株高 、 地径 、 主根长 、 侧根数等生长指
标分别比黄花万寿菊高 、 、 和
分支数和蕾数等生育指标分别比黄花万寿菊
高 和 茎干重和总重等生物量指
标分别比黄花万寿菊高 和
菌根侵染率不仅是描述植物根系受 真菌
感染程度的指标 , 也是反映丛枝菌根形成 ’和
真菌对植物亲和力的指标〔‘“ 〕对照处理虽然没有接
菌 , 但 菌对白花万寿菊和黄花万寿菊的侵
染率分别达 和 这是因为土壤没
有灭菌 , 水田中本来就有 菌抱子 虽然从与
菌亲和性的角度看 , 白花万寿菊比黄花万寿菊差 ,
但除根干重外 , 白花万寿菊的各项指标均优于黄花
万寿菊 , 故白花万寿菊比黄花万寿菊更能抵抗油污
染的毒性 , 是较好的花卉品种
期 耿春女等 不同丛枝菌根真菌对万寿菊生长及柴油降解率的影响
油胁迫下不同 真菌对万寿菊的影响 接
不同 真菌对万寿菊各生长指标的影响见表
由表 可见 , 接 真菌处理 , 其侵染率均高于 不
表 不同万寿菊品种对柴油的反应
脚璐 份“理口
指标 项目
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植物品种 ,
白花万寿菊 黄花万寿菊
呱沈 “ 侧蹄
增加率
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目刚侵染率王‘
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生长指标
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生育指标
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牛物量
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株高 卜刀 印沙
主根长 叩卜词
地径以 。
侧根数盈 二 们朋
分枝数仪因灯 祀
蕾数 几 斑
花数 叻
茎干重 腼 电卜
报干重肠 ,
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接菌处 理 , 种 接菌 处 理 比 对 照 增 加 一
·
, 以接种 均久〕 处理最好 就株高 、 主
根长和地径而 言 , 接 真菌处理并不都 比
高 , 如接种 耐。 处理
, 其株高 、 主根长和
地径分别 比 低 、 和 , 但还未
达到差异显著水平 单接 菌的侧根数均 比
表 不同菌种对万寿菊各项指标的影响
介 宜 代 奋 韶 肠那姗 曰 ”“口
低 一 从 个生育指标来看 , 接菌处理
的部分指标高于 , 如接种 的分枝
数 、接种 召即沙 〕 的蕾数和花数 、 接种
’ 的 蕾 数分 别 比对 照 高 、 、
和 从 个生物量指标来看 , 除接种
耐 处 理 外
, 接种 和
召进于“户〕 处理 , 其各项指标均 高于 , 如接
召记尹哪户 , 的茎 干重 、 根干重 和 总 重分别 比对照高
、 和 , 接种 。 的茎干
重 、 根干重和总重分别 比对照高 , 和
此外 , 接种 混合菌的处理 , 其侵染率
为 , 比对照高 株高 、 主根长 、 侧根数
等生 长 指 标 分 别 比 对 照 高 、
,
和
根干重比对照高 , 而地径 、 分枝数 、
花 数 、 茎 干 重 和 总 重 分 别 比 对 照 低 、
、 、 和
从菌种筛选的角度看 , 株高 、 主根长 、 侧根数和
地径等生长指标并不很重要 , 而侵染率和生物量 比
较重要 由上面的分析可 以得出 , 当土壤 中油浓度
为
· 一 ‘ 、 供 试 植 物 为 万 寿 菊 时 ,
指标 严目 增加率, 暇
增加率 增加率 增加率
侵染率 」印
生长指标
生育指标
生物量
株高
主根长 〕
地径
侧根数
分枝数 佗
蕾数
花数
茎干重
根干重
总重
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二才 刀 , 混合菌
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些泪姗
。 和 名叹矽。 为较好的菌种 , 混合接
菌效果不明显
菌根根际细菌效应
施入细菌菌剂对 菌根化万 寿菊各项指标
的影响见表 从表 可以看出 , 施人细菌菌剂的处
理 , 其各项指标除侵染率外 , 均高于不施细菌菌剂
的处理 株高 、 主根长 、 地径 、 侧根数等生长指标分
别比对照高 、 、 和 茎干
重 、 根 干 重 和 总 重 等生 物量 指标分 别 比对 照 高
、巧 和 分枝数 、蕾数和花数等生育
指标分别比对照高 、 和 由此可见 ,
施人细菌菌剂虽然抑制了 菌对万寿菊的侵染 ,
表 施入细菌菌剂对 菌根化万寿菊各项指标的影响
谊 三
了 岁￡“ 少日 , 口
侵染率侧二以 ,
生长指标 田 诫 株高腼 俪沙 。
主根长
接细菌】咖 咤 喊
应 用 生 态 学 报 卷
但是促进了菌根化植物的营养生长和生殖生长
接 菌和细菌对柴油降解率的影响
不同接菌处理对柴油降解的影响见表 对照
降解率为 接种 菌和细菌均能提高柴
油的降解 , 其中接种 习知 ’ 处理降解率最高 ,
为 , 比不接菌的对照高 接种
。 和 处理 降解率分别 比不接
菌的对照高 和 接种 混合菌处
理降解率为 , 比不接菌 的对照高 ,
分别 比 单 接 。 、 ‘ 和
·
刃刁知 高
、 、 和 接种 混
合菌和细菌处理 , 其降解率为 , 比不接菌
的对照高 , 比混接 菌高 , 比单
接 。 和
,
高 犯 和
, 比单接 召玫林户, 低 由此可见 ,
单接 召即刁知 和 己 , 以及混接 菌和
细菌能显著提高柴油的降解率
植物能改变土壤的外部环境 , 显著增加对污
染物的降解量 在污染土壤 中种上适宜植物 , 甚 至
能对深层土壤污染达到有效去除的 目的 在植物存
在的条件下 , 土壤微生物降解的功能增强 ‘“ 〕 自然
界中植物绝大部分是菌根化的 , 菌根化植物能够改
变其根际的微环境 , 使之有利于微生物的活动 , 从而
加速微生物的降解
裹 接 菌和细菌对柴油降解率的影响
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接菌妊踵 一一 降解率一一一一一一褚而事一一一
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境 , 水生植物也能菌根化 等 发现 , 在排水
不 良的土壤中菌根抱子数量更多 等〔’ 发
现 , 与每千克干土 中 个 真菌抱子相 比 ,
每千克湿地土壤中抱子数高达 个 我们的实
验也证明 , 水田 中存在大量的 菌抱子 有的研
究发现 , 在盆栽条件下 , 用非从水 田分离的 真
菌接种湿地稻 , 能促进植株生长和其对 和 的
吸收〔’ 〕 等 ‘, 〕发现 , 基于谷物产量和总生物
量 , 和 价 〕 用于接种水稻
苗圃是高效和合适的 基于上面的分析 , 应该继续研
究不同 菌对水稻等水生植物的侵染及对有机
污染物的降解 , 使有机污染土壤的修复有更广阔的
应用前景
菌根根际微生物是降解有机污染物的主导力
量 菌根的形成扩大了根系的吸收范围 , 增强 了对
营养元素 , 特别是 素的吸收 , 促进 了植物的生
长 植物的生理特性和细胞膜透性亦因此而发生一
些改变 , 使根系分泌物的数量和质量亦随之发生变
化 从而影响根区微生物的数量和组成〔“
, , ’
等 首次发现 , 马铃薯植株感染 菌根真
菌并形成菌根后 , 根 际细菌和放线菌的数量均增
加 沈抚灌区水 田中有相应的降解微生物群落 , 降
解微生物 以细 菌为主 , 而细菌 中以芽抱杆菌 占优
势 , 其次是假单胞菌 、 黄单胞菌 、邻单胞菌 、 不动杆
菌及短杆菌属 真菌和放线菌较少 , 真菌多系青霉
和曲霉 , 放线菌 以链霉菌为主 在有机物污染的
土壤中施人菌根真菌菌剂 , 就能在菌根根际富集土
壤微生物 , 能使土壤形成一个稳定的土壤结构 , 矿
化释放无机营养成分 , 产生生长调节物质 , 从而降
解土壤中的污染物
参考文献
讨 论
过去的研究认为 , 水生植物是非菌根化的仁
, ” ,
但在某些环境条件下 , 典型的非菌根化植物也能被
菌侵染 在水生生态系统中 , 土壤的吸附表面
积与水柱 的合适 比例能影 响菌根共生 的依赖性
等〔‘, 〕发现 , 水生 植物 的侵染率很低 , 并且
或 在干季发生 而 等〔‘, 〕发现 , 菌对野
生欧亚甘草的侵染率高达 , 几个湿地植物均能
形成菌根 , 尤其在相对干旱的环境下
,
等「’ 发现 , 他们所收集的 个湖区作物中 个是菌
根化的 , 也就是说如能控制好水生植物生长的水环
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以 乙丫 生态学杂志 , 一 ,
期 耿春女等 不同丛枝菌根真菌对万寿菊生长及柴油降解率的影响
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作者简介 耿春女 , 年生 , 博士 生 , 主要从事有机污染
土壤的植物修复研究 , 已经发表论文 篇
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