白三叶-作物-根瘤菌互轮系统对不同重金属污染农田土壤的生态修复效果

为了深入探究白三叶-作物-根瘤菌共生互轮系统对不同重金属污染农田土壤的生态修复与作物轮作效应,通过2017年盆栽预备试验,在获得理想效果的基础上,又于2018—2019年多点对比盆栽进行+正式试验,比较不同土壤铅添加量(0、50、100、200、400 mg/kg)下,白三叶在是否接种根瘤菌的情况下,对其叶绿素含量与地下部和地上部的鲜质量、氮含量、铅含量以及作物(小麦)生长的影响,进而同步移植到江苏省张家港市进行大田不同对比区域验证试验。结果表明,在不同程度铅胁迫下,接菌组较不接菌组的白三叶地下部和地上部鲜质量分别增加15.2%~54.1%、15.1%~44.6%,表明铅胁迫对白三叶生物量的抑制作用在接种根瘤菌后能有效降低。在不同程度铅胁迫下,接菌组较不接菌组的白三叶叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量分别增加0.6%~20.3%、7.2%~35.4%、0.8%~27.6%,表明接种根瘤菌能够促进白三叶光合作用过程,提高代谢效率,增加叶绿素的合成。在不同程度铅胁迫下,接菌组白三叶的地下部氮含量普遍高于不接菌组,表明接种根瘤菌能够促进白三叶的地下部固氮增加。随着铅胁迫的增加,2组白三叶铅含量的富集均呈现上升趋势,其中最佳接菌组较不接菌组的白三叶地下部和地上部铅含量分别增加29.1%~45.7%、11.5%~48.9%,表明接种理想根瘤菌对白三叶铅含量的富集特性显著高于不接种根瘤菌组。结果还表明,接种根瘤菌不仅能够促进白三叶根茎生长,还能够促进白三叶对农田土壤铅的大量吸收,迁移积累观测,从而降低土壤中的铅含量,并在下一个试验促进小麦的生长,该白三叶-作物-根瘤菌互轮系统初步获得对重度铅污染农田土壤的生态修复效果。因此,该生态互轮设计模式对土壤重金属污染农田具有良好的生态修复作用,具有进一步验证和研究的价值。