本实验对美洲商陆(Phytolacca americana L.)施用两种微生物菌剂PGP5(Bacillus.sp)和PGP41(Arthrobacter.sp)，发现这两种菌剂能强化其对污染土壤中重金属镉的促积累作用，同时也发现PGP41对美洲商陆积累重金属和吸收矿质元素的作用效果更强，而PGP5更能加强对植物的促生作用。这两种菌株的促生作用主要表现在降低植株体内H2O2含量、MDA含量和脯氨酸含量以及提高了植株根系活力等方面，在株高、根长方面影响不大，其主要作用是让植株根系更加发达粗壮，利于在重金属污染的土壤上生长。对美洲商陆的促重金属积累作用主要表现在提高了植物体内积累重金属元素的总含量。两种菌株对美洲商陆的促生作用效果大于促重金属积累作用。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1 材料与方法 4
1.1 实验材料 4
1.2 实验方法 4
1.2.1 供试细菌培养及细胞悬浮液的制备4
1.2.2 培养美洲商陆幼苗5
1.2.3 美洲商陆形态指标的测定5
1.2.4 美洲商陆生理指标的测定5
1.2.5 美洲商陆体内重金属含量及矿质元素含量的测定6
1.2.6 土壤重金属有效态的测定（乙酸铵法）6
1.2.7 土壤理化性质测定6
2 结果与分析6
2.1 菌株对美洲商陆形态指标的影响6
2.2 菌株对美洲商陆生理指标的影响7
2.3 土壤理化性质10
2.4 菌株对美洲商陆体内重金属含量及矿质元素含量的影响10
2.5 菌株对重金属土壤有效态的影响12
3 讨论13
3.1 接种菌株对美洲商陆的促生作用13
3.2 接种菌株对美洲商陆的促重金属积累作用13
4 展望 13
致谢13
参考文献14
两种微生物菌剂对美洲商陆的促生及促重金属积累作用
引言
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金属污染是全球性的环境问题之一，主要是由采矿、冶炼、电镀、化工等工业产生的“三废”以及在农业中使用污水灌溉、滥用农药化肥等不合理行为导致的[1]，加之现如今汽车数量日益上升，尾气排放问题也成了重金属污染的一大重要原因。重金属污染不仅对环境有着严重危害，而且它还能通过食物链危害人体健康，所以治理土壤重金属污染问题一直是相关研究的重中之重[2]。
传统治理土壤重金属污染的方法有物理修复法和化学修复法，虽然这些方法稳定且效果好，但需要的投资多且耗费的工程量大，同时这些修复方法容易造成二次污染，不便控制[3]。近期比较热门的研究方向是通过植物来修复重金属污染的土壤，这是一种新兴的、高效的生物修复途径，最早是由Brooks[4]在1977年提出了超积累植物的概念，Chaney[5]在1983年也提出了利用超积累植物清除土壤重金属的想法，之后越来越多的人开始研究有关耐重金属植物与超积累植物，植物修复也被广泛应用于治理重金属污染的土壤。单一的植物修复对重金属的治理效果有限，所以现在研究的主要方向是植物微生物联合修复方式，这是一种成本低、污染小、易被大众接受的新型生物修复技术[6]，其主要是利用植物本身耐重金属的生理机制加以施用某些微生物菌剂，这些根际细菌能够通过自身代谢活动改变重金属污染条件下植物的生长状况，影响植物对重金属的吸收，从而影响植物对污染土壤重金属的修复效率。
本实验主要探究的土壤污染重金属元素为镉（Cd），镉是重金属污染土壤中的主要重金属元素，其自身具有很高的毒害作用，能够对植物、动物和微生物造成很大的威胁[7]。镉的生物迁移性很强，水溶性的离子态和络合态氯化镉（CdCl2）很容易渗透到根系中通过质外体和共质体途径到达植物组织的地上部分[8]，农作物再积累吸收，就会对人体健康有一定危害 [9]，而Cd在人体内有长达1030年的半衰期，并在人体肝脏和肾脏中持续存在[10]。土壤中的Cd主要通过改变土壤中矿质元素的存在形式而改变植物对矿质营养的吸收，还会使土壤中微生物群落结构发生不可逆转的变化影响周围植物的正常生长发育[11]，因此修复镉污染土壤己经成为当前最严峻的环境问题[12]。
本实验选用的超积累植物是美洲商陆（Phytolacca americana L.），属商陆科商陆属，多年生草本植物，在Peng等[13]在研究不同矿区植物对镉的积累能力时，发现美洲商陆叶片中积累的镉含量高达70.5mg/kg，证明了美洲商陆是镉的超积累植物[14]。
与此同时，某些高效菌株能对植物产生促生效应以增强植物吸收土壤中重金属的能力。部分微生物不仅利于植物根系生长，而且在增强植物对生物胁迫和非生物胁迫的抗性方面表现突出。世界范围内的研究发现，影响植物生长的非生物胁迫的发生率正在不断上升，正因为存在这些非生物胁迫胁迫，植物在这些条件下的生长情况比未受胁迫下的差，因此人们越来越关注对正确的环保技术的需求，以达到减少植物压力等不利影响的目的。在这种压力条件下，植物与有益微生物相互作用具有重要意义，植物体内的内生细菌代谢有机酸可以增加土壤矿质养分和植物对重金属的吸收，增强重金属的植物修复能力[15]。土壤微生物种类众多，其中存在大量的植物根系促生菌（PGPR），PGPR可以缓解重金属对植物的胁迫，也可以通过植被覆盖而对土壤修复产生促进的作用，对植物的健康和生长产生积极的作用。与此同时，PGPR通过内在的诱导机制产生了对重金属的耐性和抗性，使植物能够在高浓度的重金属胁迫下存活和生长。
本文主要探究对超积累植物——美洲商陆施用两种微生物菌剂：PGP5和PGP41（在之前的实验中已初步筛选出有耐镉能力的61株菌株，后通过一系列的产酸、产IAA和固氮性质进行初步定性筛选，最终挑选出这两株产酸性、产生长素、固氮和耐镉等方面性质均优良的菌株PGP5和PGP41）后，植物对重金属土壤的修复作用，研究其强化对污染土壤中重金属镉的促积累作用效果，同时也探究这两种菌剂的具体促生作用机制。
1 材料与方法
1．1 实验材料
供试菌株：PGP5、PGP41

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