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我校湛方栋教授在根部共生真菌对污染土壤-作物系统重金属迁移的影响研究取得新进展
来源:资环学院 时间:2022-09-05浏览次数:

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本站消息 云南有色金属矿产资源丰富,素有“金属王国”之美誉。长期的金属矿产资源开采与冶炼等生产活动,导致矿区周边土壤重金属污染问题突出。我校农田无公害生产省创新团队湛方栋教授研究组针对云南高原矿区周边农田土壤重金属污染问题,研究了根部共生丛枝菌根真菌(AMF)对土壤-作物系统重金属迁移的影响及作用机制,取得新进展。

通过在兰坪铅锌矿区连续2年的大田试验研究,发现颗粒态镉(Cd)、铅(Pb)是土壤地表径流Cd、Pb流失的主要形式,而溶解态(Cd)是20 cm和40 cm深处壤中流Cd淋失的主要形式。施用杀真菌剂(苯菌灵)会特异性抑制农田土著丛枝菌根真菌(AMF)在玉米根部的定殖,降低球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)含量,增加玉米地上部对Cd的吸收;并导致地表径流和壤中流Cd浓度增加,地表径流和20 cm深度壤中流溶解态Cd流失分别增加34.7%和68.0%,颗粒Cd流失分别增加46.4%和19.7%。类似的,颗粒态铅(Pb)是土壤地表径流Pb流失的主要形式,溶解态Pb浓度随着土壤深度增加而增加;施用苯菌灵抑制农田土著AMF会增加玉米叶部对Pb的吸收,导致农田壤中流溶解态Pb浓度和流失降低,而颗粒态Pb浓度和流失增加,农田地表径流和壤中流总Pb的流失增加。

这些结果能间接证明污染农田土著AMF具有减少作物地上部Cd吸收、径流和壤中流Cd流失的生态功能。研究论文“Inhibition of native arbuscular mycorrhizal fungi induced increases in cadmium loss via surface runoff and interflow from farmland” 于2022年7月16日在线发表在International Soil and Water Conservation Research(JCR一区、TOP期刊,IF=7.481),论文“Suppression of arbuscular mycorrhizal fungi increased lead uptake in maize leaves and loss via surface runoff and interflow from polluted farmland”于2022年6月6日发表在Environmental Research(JCR一区、IF=8.431)期刊上。

此外,研究组研究了AMF对砂柱-玉米培养系统中Cd迁移行为的影响,发现Cd离子主要吸附在砂粒上,其次为植株Cd累积量和Cd淋溶流失。接种AMF会改变Cd在砂柱-玉米体系中的分配,导致砂粒Cd吸附量增加6.2%,玉米植株Cd累积量增加68.1%,砂粒Cd淋溶流失降低84.6%。且砂粒Cd吸附量与GRSP含量、根系草酸分泌量呈极显著正相关,根系Cd累积量与Cd淋溶流失量呈极显著负相关。表明AMF通过菌根分泌物介导,会增加砂粒Cd吸附与植株Cd累积,减少Cd淋溶流失,在钝化土壤Cd污染、减少Cd流失方面具有重要的潜在生态功能。研究论文“Arbuscular mycorrhizal fungi reduce cadmium leaching from sand columns by reducing availability and enhancing uptake by maize roots”于2022年8月17日发表在Journal of Fungi(JCR一区、IF=5.724)期刊上。

作者:杨建洪
编辑:潘伟荣


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