全 文 ：64 NORTHERN ENVIRONMENT
北方环境 第 23 卷 第 5 期 2011 年 5 月
前言
土壤重金属污染是当今土壤污染中，污染面积最广、危害最
大的环境问题之一 [1]。自Brooks等 1977年首先提出重金属超累积
植物(hyperaccumulator)以来，超累积植物具有强烈的吸收累积重
金属的能力，能将所吸收的重金属元素大量迁移至植物茎叶等地
上部器官中，所进行的植物修复克服了传统环境污染治理技术许
多方面的弱点，表现了新的可用价值，具有治理效果的永久性、
治理过程的原位性、治理成本的低廉性、环境美学的兼容性、后
期处理的简易性、修复过程的无二次污染性、提高土壤有机质和
培肥地力等优点 [2, 3]，因此，利用超累积植物进行的植物修复已经
成为土壤重金属污染研究和治理的热点 [4]。
尽管植物修复显示了良好的应用前景，但仍然存在许多局
限性，如重金属超积累植物一般生物量较小、生长缓慢，极大
限制了超累积植物的修复效率 [5]。超累积植物根际中的微生物
数量巨大，活性极强，是超累积植物根际微生态系统中最活跃
的组成成分在促进植物生长、提高植物生物量和土壤中重金属
的生物有效性方面有着重要的作用。如从 Ni 污染的土壤上分离
出的耐重金属的植物根圈促生细菌（PGPR） SUD165/26，能很
好的促进植物生长，在促进植物修复效果方面有着巨大的应用
潜力 [6]。因此，日益引起致力于植物修复方面研究和治理的人
员高度关注超累积植物根际中的微生物，开发微生物—超累积
植物联合修复技术，已成为重金属污染土壤的植物修复研究的
重要方向之一 [3, 7]。该技术的关键是寻找合适的、与超累积植物
匹配的根际微生物。
圆叶无心菜（Arenaria orbiculata）是云南农业大学重金属污
染与植物修复研究组在中法合作项目、云南省国际合作项目和国
家自然科学基金的资助下，从云南会泽铅锌矿区首次发现的野生
重金属 Cd 超累积植物 [8, 9]，建立了圆叶无心菜的种子繁殖和组织
培养方法和技术，对圆叶无心菜的累积特征和累积机理进行了初
步的分析，分离、纯 化和保存了一批云南会泽铅锌矿区圆叶无心
菜根际细菌和真菌。在此基础上，筛选圆叶无心菜根际中耐重金
属 Pb 和 Cd、促进圆叶无心菜生长的根际微生物，为构建耐性根
际微生物－超累积植物联合技术提供微生物材料，对于更有效的
去除土壤中 Pb 和 Cd，具有重要的理论和实践意义。
1　材料与方法
1.1　研究材料
圆叶无心菜(Arenaria orbiculata Royle ex Edgew. et Hook. f.)，石
竹科无心菜属，二年生或多年生草本，在我国主要分布于云南、
四川。
根际细菌和真菌 2007 年分离自云南会泽铅锌矿区圆叶无心菜
根际土壤，保存于云南农业大学资源与环境学院环境科学实验室。
1.2　室内盆栽实验
采用校园土，添加Pb和 Cd溶液模拟土壤铅镉污染，灭菌后，
种植上圆叶无心菜幼苗，以接种上能促进植物组培苗生长的耐性
根际微生物为处理，不接种者为对照，进行 Pb、Cd 污灌室内盆栽
实验，培养 60 天后，分别测定处理和对照植物的生长情况，并采
集处理和对照植物的地上与地下部分和相应的土壤样品，进行重
金属含量分析。
1.3　重金属分析
土壤和植物中 Pb、Cd 全量分析采用原子吸收分光光度法。
1.4　数据分析
采用 Excel 记录和处理数据，统计软件 DPS6.55 的 Duncan 新
铅镉胁迫下接种根际细菌和真菌对圆叶
无心菜生长和铅镉累积的影响
宋俊波 , 程永艳 , 李 佳
（云南农业大学资源与环境学院环境科学专业，昆明 650201）
摘要：铅镉胁迫条件下，采用盆栽试验，研究接种云南会泽铅锌矿区 Cd 超累积植物—圆叶无心菜的根际细菌和真菌，对圆
叶无心菜的生长和铅镉累积的影响，结果表明：2 株根际真菌 (YQ2F-5 和 YG2F-6) 显著增加盆栽圆叶无心菜地上部分的生长，
1 株根际真菌 (YQ2F-5) 显著增加盆栽圆叶无心菜的生物量。根际细菌对盆栽圆叶无心菜的生长和生物量没有影响。接种根际
细菌和真菌对盆栽圆叶无心菜 Pb 和 Cd 的吸收累积没有影响。
关键词：圆叶无心菜；根际细菌；真菌；铅镉；生长
中图分类号： X503.23 文献标识码：A 文章编号：1007-0370（2011）05-0064-03
Effect of Rhizosphere Bacteria and Fungi on Growth and Accumulation of Lead and
Cadmium of Arenaria Orbiculata under Lead and Cadmium Stress
Song Junbo, Cheng Yongyan, Li Jia
（Resources and Environmental college of Yunnan Agricultural University, Kunming 650201）
Abstract：Effect of rhizosphere bacteria and fungi isolated from Arenaria Orbiculata, which was a Cd hyperacctmulator, on the growth and
accumulation of lead and cadmium of Arenaria Orbiculata under lead and cadmium stress through pot experiment, the results showed that: the aerial
parts growth of Arenaria Orbiculata in pot was enhanced significantly by two rhizosphere fungi, which were YQ2F-5 and YG2F-6. The biomass of
Arenaria Orbiculata in pot was enhanced significantly by a rhizosphere fungus YQ2F-5. No effects of rhizosphere bacteria on the growth and biomass of
Arenaria Orbiculata were found. There were no effects of rhizosphere bacteria on the accumulation of lead and cadmium of Arenaria Orbiculata.
Key words: Arenaria Orbiculata; rhizosphere bacteria; fungi; Lead and Cadmium; growth
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复极差法分析处理间的差异显著性。
2　结果与分析
2.1　叶无心菜根际微生物对盆栽幼苗生长的影响
2.2.1　铅镉胁迫下接种根际微生物对圆叶无心菜地上部分生长的
影响　2008 年 9 月 5 日，采用播种的方式，将野生圆叶无心菜
种子散播在装有 5 kg 校园土的塑料盆中，种子顺利萌发。9 月
28日，选择相互之间没有显著差异的地上部分长度为2.99~4.04
cm 的幼苗作为重金属溶液灌溉对象，模拟矿区重金属污染，每
14 d 测定地上部分长度。10 月 5 日和 10 月 23 日，处理间没有
差异。11 月 10 日，只有接种菌株 YQ2F-5 和 YG2F-6 的处理地
上部分长度显著大于 CK 和 Cd+Pb 处理，表现出一定的促生效
应（图 1）。
图1 铅镉胁迫下接种根际微生物对圆叶无心菜地上部分生长的影响
2.2.2　铅镉胁迫下接种根际微生物对圆叶无心菜根长的影响　
2008 年 11 月 10 日，测定了圆叶无心菜根长情况，从图 2 可以看
出，接种菌株 YQ10F-1 和 YQ2F-5 的圆叶无心菜的根长最大，分别
为 6.7cm 和 6.6cm。但处理间根长没有差异。
图 2 铅镉胁迫下接种根际微生物对圆叶无心菜根长的影响
2.2.3　铅镉胁迫下接种根际微生物对圆叶无心菜生物量的影响　
2008年11月10日，测定了圆叶无心菜植株生物量情况，结果表明：
接种菌株 YQ2F-5 的生物量显著大于 CK 和 Cd+Pb 处理，表现出一
定的促生效应；接种菌株 YG2F-6 和 YG2F-1 的生物量次之，但与
CK 和 Cd+Pb 处理没有显著差异（图 3）。
图3 Cd和Pb胁迫下接种根际微生物对圆叶无心菜生物量的影响
3.2　圆叶无心菜根际微生物对盆栽幼苗重金属吸收的影响
3.2.1　接种根际微生物对圆叶无心菜地上部分 Cd 和 Pb 含量的影
响　从图 4 可知，模拟重金属污染情况下，土壤 Cd 含量平均为
874.3 mg·kg-1，盆栽圆叶无心菜地上部分Cd含量居于142.0~182.0
mg·kg-1 之间，接种菌株 YQ5F-2 处理地上部分 Cd 含量最大，
YQ2F-5 处理次之，但处理间没有差异。
图 4 接种根际微生物对圆叶无心菜地上部分 Cd 含量的影响
模拟重金属污染情况下，盆栽土壤 Pb 含量为 8202.7 mg·
kg-1，盆栽圆叶无心菜地上部分 Pb 含量居于 1321.0~1580.0 mg·
kg-1 之间，其中，接种菌株 YQ5F-3 处理地上部分 Pb 含量最大，
YQ2F-5 处理次之，但处理间没有差异（图 5）。
图 5 接种根际微生物对圆叶无心菜地上部分 Pb 含量的影响
3.2.2　接种根际微生物对圆叶无心菜地下部分 Cd 和 Pb 含量的影
响　模拟重金属污染情况下，盆栽圆叶无心菜地下部分 Cd 含量居
于 148.0~182.0 mg·kg-1 之间，其中，Cd+Pb 处理地下部分 Cd 含
量最大，接种菌株 YG2F-6 处理地下部分 Cd 含量次之，但处理间
没有差异（图 6）。
图 6 接种根际微生物对圆叶无心菜地下部分 Cd 含量的影响
模拟重金属污染情况下，盆栽圆叶无心菜地下部分 Pb 含量
居于 1420.0~1755.0 mg·kg-1 之间，其中，接种菌株 YG2F-6 处
理地下部分 Pb 含量最大，YQ5F-2 处理次之，但处理间没有差
异（图 7）。
图 7 接种根际微生物对圆叶无心菜地下部分 Pb 含量的影响
铅镉胁迫下接种根际细菌和真菌对圆叶无心菜生长和铅镉累积的影响　宋俊波　程永艳　李　佳
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北方环境 第 23 卷 第 5 期 2011 年 5 月
4　讨论
通过超积累植物（hyperaccumulator)从被污染环境中吸收、富
集和转移重金属的植物修复(Phytoremediation) 技术是近年发展起
来的一种绿色的、低成本的土壤生物修复技术。然而目前筛选到
的绝大多数重金属超累积植物的生长较缓慢，生物量小，以及重
金属在土壤中生物有效性较低，因而很大程度的限制了植物修复
的效率。根际微生物在促进植物生长、提高植物生物量和土壤中
重金属的生物有效性方面有着重要的作用。
因此，我们筛选促进 Cd 超累积植物圆叶无心菜生长的云南
会泽铅锌矿区根际细菌和真菌，铅镉胁迫条件下，接种圆叶无心
菜组培苗，测定圆叶无心菜组培苗生长情况，初筛促进其生长的
圆叶无心菜根际细菌和真菌；进而利用筛选的菌株接种圆叶无心
菜盆栽幼苗，测定圆叶无心菜幼苗生长，筛选促进其生长的圆叶
无心菜根际细菌和真菌。
研究表明：前期分离保存的云南会泽铅锌矿区圆叶无心菜的
27 株根际细菌和 21 株根际真菌中，3 株根际细菌和 10 株根际真
菌显著提高了圆叶无心菜组培苗的根长和芽长。2 株根际真菌显
著增加盆栽圆叶无心菜地上部分生长，1 株根际真菌显著增加盆
栽圆叶无心菜的生物量。接种根际细菌和根际真菌对盆栽圆叶无
心菜 Pb 和 Cd 的吸收累积没有影响。
测定根际微生物对组培苗和盆栽幼苗生长的影响，是筛选圆
叶无心菜根际促生微生物的有效手段之一，对于更好的利用云南
本土 Cd 超累积植物修复云南土壤铅镉污染，保障农业生产和食品
安全，具有重要的理论与实践意义。
5　结论
（1）接种菌株 YQ2F-5 和 YG2F-6 的处理地上部分长度显著
大于 CK 和 Cd+Pb 处理，但对根长无显著影响。接种菌株 YQ2F-5
的生物量显著大于 CK 和 Cd+Pb 处理，表现出一定的促生效应。
（2）接种根际细菌和真菌对圆叶无心菜地上部分和地下部分
Cd 和 Pb 含量没有显著影响。
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of Pb, Zn and Cd in herbaceous grown on lead-zinc mining area in
Yunnan, China. Environment International, 2005, 31(5):755-762.
收稿日期：2011-03-28
作者简介：宋俊波(1988-), 男 ,工程师， 研究方向：环境科学.
（上接第50页）
目前由于化石资料的缺乏，鹤类的辐射进化及迁徙机制的形成问
题还很难进一步做出明确的解释（李筑眉，2001）。
4　结论
第四纪冰期对世界气候变化的影响，造成了鹤类的灭绝和分
化，但由于时间较短，鹤类分化程度不大，并系群间的形态学差
异不明显。第四纪冰期同时改变了世界鹤类的分布格局，并有可
能决定了鹤类的迁徙路径。
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收稿日期：2011-03-29
作者简介：吕芳（1978-），女，研究方向：环境保护 .