植物-微生物联合修复石油烃污染土壤研究进展

石油烃污染引发了严重的土壤污染问题,在各种修复技术当中,植物-微生物联合修复技术以成本低、修复效果好、二次污染少等优点得到广泛重视。文章以植物-微生物联合修复技术为中心,阐述了内生菌-植物联合修复和植物-根际微生物联合修复两种典型的联合修复技术的原理以及最新的应用进展,并总结了当前植物-微生物联合修复技术研究的不足,以期为石油烃污染土壤的生物修复提供参考。

植物-土壤微生物反馈在草地演替过程中的作用机制

植物-土壤反馈影响生态系统结构、功能及过程,推动植物群落组成的变化,对解释植物群落的演替进程和方向、维持植物群落多样性和稳定性有着重要意义,已成为近年生物学和生态学研究热点。植物-土壤微生物反馈是植物-土壤反馈的重要组成部分。重点综述植物-土壤微生物反馈在植物群落演替过程中的作用机制,简要指出目前研究中存在的不足,并对未来研究中值得重点关注的科学问题进行了探讨与展望。

三裂叶豚草对其入侵地植物-土壤微生物反馈作用的影响

三裂叶豚草(Ambrosia trifida L)是入侵我国的重要杂草,目前对其入侵地土壤微生物群落反馈对三裂叶豚草入侵的影响尚不清楚。采用土壤接种的植物-土壤反馈研究方法,通过比较研究三裂叶豚草非入侵区和入侵区土壤接种物对三裂叶豚草和非入侵区由3种本地植物构成的人工群落的影响,分析三裂叶豚草对其入侵地土壤微生物反馈作用的影响,探讨三裂叶豚草入侵的土壤反馈机制。单独种植条件下,三裂叶豚草和本地植物对非入侵区和入侵区土壤接种物的响应不同(轮廓分析:F=76.18,P<0.001),非入侵区土壤接种处理本地植物的生物量较入侵区土壤接种处理高68.12%,而二者对三裂叶豚草生物量影响差异不显著,表明非入侵区土壤接种物调节了有利于本地植物生长的正反馈(Is=8.78,P=0.007)。但三裂叶豚草混种条件下,两种土壤接种处理对本地植物和三裂叶豚草生物量影响的差异均不显著,表明非入侵区土壤接种物在三裂叶豚草混种条件下对本地植物无显著的正反馈作用。无论是单独种植还是与三裂叶豚草混种种植,构成本地群落的3种植物对不同来源土壤接种物反馈作用的响应趋势均与对本地植物群落总生物量的响应趋势一致。可见,三裂叶豚草非入侵区土壤微生物群落能够调节有利于非入侵区植物生长的正反馈作用,但三裂叶豚草入侵能够削弱非入侵区土壤微生物群落对非入侵区植物的正反馈影响,从而促进自身的入侵过程。

荒漠草原典型群落植物叶片-土壤-微生物碳、氮特征及相互关系

以宁夏荒漠草原面积较大的4个典型草本群落(牛枝子群落、短花针茅群落、赖草群落和白草群落)为研究对象,测定植物群落叶片、土壤和微生物的碳、氮含量,探究宁夏荒漠草原植物、土壤和微生物碳氮特征及其相互关系。结果表明:(1)短花针茅群落叶片碳含量最高,显著高于白草群落(P<0.05);短花针茅群落叶片氮含量最低,显著低于其他群落(P<0.05);叶片碳氮比以短花针茅群落最高(P<0.05)。(2)在0~15 cm土层牛枝子群落土壤碳和氮含量显著高于赖草群落和白草群落(P<0.05),在0~5 cm和15~40 cm土层牛枝子群落土壤碳氮比显著高于其他群落(P<0.05)。(3)在0~15 cm土层白草群落微生物生物量碳含量最高,牛枝子群落微生物生物量氮含量最低(P<0.05),在0~5 cm和15~40 cm土层短花针茅群落土壤微生物量碳氮比显著高于赖草群落和牛枝子群落(P<0.05);不同植物群落微生物生物量碳、微生物生物量氮和微生物熵均随土层加深呈下降趋势,具有“聚表效应”。(4)荒漠草原植物群落叶片碳与土壤碳含量显著正相关(P<0.05),土壤碳、氮之间极显著正相关(P<0.01),植物叶片、土壤和微生物在碳氮比率方面相关不显著。综上可得,在宁夏荒漠草原牛枝子群落在土壤碳、氮方面具有一定优势,植物与土壤在碳元素方面存在较强的依存关系,且土壤碳、氮在草原恢复过程中具有较强的相互作用,但植物与微生物间关系尚不明确。

高浓度多环芳烃污染土壤的微生物-植物联合修复技术研究

[目的]本文旨在研究多环芳烃(PAHs)污染场地微生物-植物联合修复PAHs污染土壤的效果。[方法]利用紫花苜蓿与PAHs降解菌株Rhizobium petrolearium SL-1联合修复土壤中PAHs,设置4个处理:不种苜蓿,不接根瘤菌(CK);不种苜蓿,接根瘤菌(菌);种苜蓿,不接根瘤菌(苜蓿);种苜蓿,接根瘤菌(苜蓿+菌),每个处理设3个重复。盆栽试验土壤取自山东新泰某焦化厂PAHs实地污染土壤,分别于处理20和60 d定期取样;大田试验农田位于河北省唐山市某发电厂附近,分别于处理60和90 d定期取样。测定苜蓿的株高和干质量等生理指标,并利用GC/MS分析土样中的16种PAHs组分降解规律。[结果]盆栽试验中,"苜蓿+菌"处理20和60 d时的苜蓿株高和干质量指标均优于仅种植苜蓿处理;"苜蓿+菌"联合降解PAHs效果明显优于只种植苜蓿或只接菌处理;PAHs不同组分间的降解效果从大到小依次为3环、2环、4环、6环、5环。在大田试验中,60和90 d修复效果同样呈现"苜蓿+菌"联合降解PAHs效果大于只种植苜蓿或只接菌的处理。修复60 d后土壤中低环PAHs的降解率明显高于高环PAHs,PAHs降解效果从大到小依次为2环、3环、4环、5环、6环,但修复90 d后土壤中低环PAHs和高环PAHs的降解率无明显差异。[结论]在PAHs污染土壤或大田试验条件下接种菌株SL-1对紫花苜蓿具有明显的促生作用,并且微生物-植物联合修复比单独微生物或植物修复能更有效地降解PAHs。

植物-微生物联合修复污染土壤的研究

目的 探讨植物-微生物联合修复污染土壤的效果。方法 土培盆栽试验。结果 与供试微生物菌群较适合的植物是玉米,其次是芥菜;适合玉米的最适微生物菌的浓度是10 0mg/kg ,适合芥菜的最适微生物菌的浓度是5 0mg/kg。结论 植物-微生物联合修复是生物修复的一种有效的形式,其关键是寻找较适合的植物-微生物匹配组合。

农田重金属对“土壤-植物-微生物”系统的生态效应

以农田"土壤-植物-微生物"系统为对象,综述了重金属在农田生态系统中的生态效应。认为重金属对"土壤-植物-微生物"系统的影响表现在以下3个方面:影响土壤的生化特性,抑制土壤有机质的分解及矿化过程;被农作物吸收富集,并影响农作物的生长发育;影响微生物种群结构及生物活性,从而影响有机质矿化过程。

植物-微生物联合修复重金属铬污染土壤研究

在铬污染土壤中加入活性污泥,并种植万寿菊,进行植物和微生物联合修复重金属铬污染土壤的实验。实验表明:添加污泥增加了铬污染土壤中微生物的丰度,同时降低了六价铬的含量,并且土壤中六价铬的含量随着活性污泥比例的增加而下降,说明微生物对土壤修复起到了积极的作用。土壤中铬的含量一定程度上会影响植物的生长,但微生物对重金属的的转化作用,使植物的耐受性增加,促进了植物对土壤中铬的吸收,提高了对污染土壤的修复能力。植物生长过程中对土壤中的铬进行了富集,万寿菊对铬的转运能力随着土壤中的铬浓度增加而增加。

植物-微生物联合修复重金属污染底泥/土壤的研究进展

重金属作为一种持久性污染毒物,近年来在中国由其引起的环境污染已引起了高度的关注。植物-微生物联合修复作为一种绿色环保技术,在石油污染土壤治理中的应用研究日益成熟,将该技术应用于重金属污染底泥/土壤的修复已逐渐开展。该文对中国底泥/土壤重金属污染的现状、处理方法等进行了概括,对植物-微生物联合修复的定义、原理进行了阐述,并从微生物类别的角度叙述了目前能用于重金属污染底泥/土壤处理的植物-微生物联合修复技术的几类不同形式,最后对植物-微生物联合修复法在底泥/土壤重金属污染修复中的应用前景进行了展望。

荒漠草原不同雨量带土壤-植物-微生物C、N、P及其化学计量特征

降水作为关键性驱动因子深刻影响着荒漠草原生态系统养分循环过程。采用生态化学计量学方法,调查了荒漠草原不同雨量带土壤-植物-微生物C、N、P及其生态化学计量特征对降水格局的适应性规律。研究区不同雨量带土壤C、N、P随降水梯度的递减亦呈现递减趋势。平均土壤C∶N∶P比例为28.9∶2.7∶1,主要受到P元素控制。不同雨量带平均土壤MBC∶MBN∶MBP比例为108.6∶5.6∶1,表现出明显的C富集现象。不同雨量带平均植物C∶N∶P比例为117.4∶6.7∶1,表现为明显的C、N缺乏或P富集。降水为主的气候原因造成了研究区环境中P含量相对较高,并直接反映在了植物化学计量特征上。研究区土壤C和N之间具有极显著的正相关关系(P<0.01),相关系数高达0.98。植物N和P之间具有显著的正相关关系(P<0.05),相关系数为0.90。土壤N与植物C、P分别呈显著正相关和显著负相关(P<0.05),相关系数分别为0.84和-0.82。降水在塑造荒漠草原生态格局以及驱动生态系统养分循环过程中发挥了关键性作用。

植物根际分泌物与土壤微生物互作关系的机制研究进展

为揭示植物与土壤微生物之间互作关系的途径与机制,综述了根际有益微生物对植物生长发育的促进作用以及植物根际分泌物对土壤微生物的影响这2个方面的研究进展,主要分述了根际促生微生物PGPM对植物生长发育的促进作用;生防微生物BCA对植物生长发育的促进作用;根系分泌物的组成;根系分泌物的功能;根系分泌物影响土壤微生物的途径等方面的内容。指出植物与土壤微生物之间互作关系机理的研究还不够深入,对PGPM菌株的筛选和适应能力的研究,生防微生物的生态适应性及对靶标病原菌的作用机制研究,对根系分泌的分离鉴定方法的优化及化感作用途径等需要更深入探究。今后应加大现代分子生物学技术在相关研究中的应用,将分子生物学技术与传统培养方法相结合,进一步揭示植物与土壤微生物之间的互作关系。

土壤环境下的根际微生物和植物互作关系研究进展

植物根系、土壤、根际微生物以及根际范围内其他因子等组成了根际微生态系统,在根际微生态系统中的不同组分之间存在着广泛的相互作用,其中以根系-土壤-微生物之间的相互作用网络最为复杂,同时也对整个根际系统的稳定和发展有着至关重要的影响。综述了近年来国内外对于土壤环境中根际互作关系研究的进展,探讨了土壤环境对植物和根际微生物群落的影响,植物如何调控根际微生物群落的组装和稳定过程,以及根际微生物对植物生长发育、病原菌防卫和抗逆性的调控作用等,分别从土壤环境、宿主植物和根际微生物三个层面,分析了它们在根际互作关系中的角色和作用机制,以期为农业生产和环境保护提供一定指导意义和借鉴作用。

驯化对谷子-根际微生物互作机制影响的进展与展望

根际微生物可赋予植物新的抗逆性,其群落结构及生态功能的变化也体现了作物对环境变化的适应能力。驯化影响作物的遗传多样性、生理性状及其代谢产物,进而会对根际微生物群落组成与功能产生作用。目前,对于作物驯化的研究多关注植物遗传多样性与植物表型和生理特性之间的相互关联及影响机制,微生物在作物驯化过程中的作用及其与植物互作机制的探索还处于起步阶段。为此,本文首先对驯化过程在禾本科作物根际微生物群落构建中的作用进行了回顾,针对起源于中国的重要旱作C4模式作物谷子,系统总结了谷子的驯化过程及其对谷子生长、生理性状和根际微生物的影响,以及驯化对谷子根际微生物间互作和谷子与微生物互作的作用机制,以期为恢复农田生态系统中的作物-微生物有益关系提供科学依据。

土壤重金属污染的微生物-植物联合修复技术研究进展

微生物-植物联合修复技术具有环境友好、成本低、强化植物修复效果、原位修复,美化环境等优势,其在修复土壤重金属污染领域中具有巨大潜力,成为该领域的研究热点.土壤中菌根真菌、根瘤菌、植物内生菌、根际微生物可与植物建立良好的共生关系,在重金属胁迫下,促进植物生长,增强植物对重金属的抗性,提高植物对重金属的提取或固定率,进而强化植物的修复效果.笔者系统阐述微生物-植物联合修复技术的形式种类、作用机制、问题及展望,旨在为治理土壤重金属污染提供新思路.

微生物营养物质代谢与微生物-肠-脑轴互作研究进展

微生物在人和动物胃肠道内含量极为丰富,其在肠道与脑之间的交流通信过程中发挥着重要影响。微生物、肠道和脑之间存在神经、体液和免疫途径双向通信的系统,即微生物-肠-脑轴,其参与调控胃肠道微生物稳态和大脑功能及机体行为。本文通过总结与微生物-肠-脑轴相关的微生物营养物质代谢、能量稳态、作用途径和宿主健康的研究成果,旨在为动物营养物质代谢调控提供一定的参考。

石油污染土壤的植物-微生物联合修复研究

由于土壤石油污染的日益严重,其治理技术受到了世界各国的普遍关注,而生物修复技术具有无二次污染、高效、费用较低等特点,是最具应用前景的土壤修复技术之一。本文着重介绍植物-微生物联合修复技术的研究进展,并对该领域今后的研究重点进行了展望。

植物-微生物联合修复重金属污染土壤现状研究

土壤中重金属在食物链中的积累对生态和人类健康产生不利影响,因此重金属污染土壤的问题一直备受关注。基于重金属污染土壤修复现状,依据植物-微生物联合修复重金属污染土壤的机理,分析了植物-微生物联合修复技术的作用形式,并总结了外界环境及植物自身特性等对修复效果产生影响的各项因素。结果表明,重金属污染修复方法一直在不断完善,但仍未达到预期的处理效果。因此,对植物-微生物联合修复存在的问题进行了归纳和瞻望,以期为中国重金属污染土壤修复领域提供更多理论依据。

Ca^(2+)对植物——微生物互作反应的调控

植物对微生物信号接收、传递及应答的研究是当前植物———微生物互作的分子生物学领域中最具吸引力的课题之一 ,Ca2 +是迄今为止唯一被证实的植物细胞内信号。大量研究表明 ,Ca2 +也参与了植物———微生物互作的信号传递。近 15年来 ,随着细胞生物学、生物化学、分子生物学研究技术的飞速发展 ,人们对Ca2 +在植物———微生物互作中生理意义的认识大为加深。从Ca2 +信号的研究方法、Ca2 +在植物抗病防卫反应中的作用、Ca2 +在植物———微生物共生关系中的作用及Ca2

微生物强化植物修复铅污染土壤研究

微生物—植物联合修复是一种修复效果好、应用前景广阔的重金属污染土壤修复技术。本论文旨在通过盆栽试验来研究耐铅乳酸菌与黑麦草联合修复铅污染土壤的能力。结果表明,投加E. faec iumDUTYH_16120012后,黑麦草的生长量显著增加,富集转运铅的能力显著提高,表明该菌株显著提升了黑麦草对铅污染土壤的修复效率。

植物-微生物协同修复土壤重金属污染研究进展

土壤重金属污染危害日益严重,在土壤修复技术中,植物与微生物协同修复技术具有显著的优越性。本文介绍了重金属污染土壤修复技术中,植物-微生物协同修复的概念、机理与类型,以及植物-细菌协同修复、植物-菌根真菌协同修复的研究进展,并对该技术未来的研究方向进行了展望,以期为植物-微生物协同修复重金属污染土壤的理论及应用提供依据参考。