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土壤的重金属污染已经成为严重的环境和健康问题。目前普遍推崇的治理土壤重金属污染的植物修复技术同理化方法相比具有廉价、二次污染小、操作简单等特点,因此发展前景良好。超富集植物是植物修复的前提和基础。对于植物修复而言,超富集植物的本身的的富集能力非常重要,但有研究报道Zn的超富集植物Thlaspi caerulescens和Ni的超富集植物Alyssum murale根际微生物可以显著促进其地上部对重金属的富集。表明植物修复不仅依赖于超富集植物本身的富集能力,而且其根际的某些微生物在植物修复过程中也扮演着一个重要角色。但是目前关于超富集植物根际微生物的研究并不多。蜈蚣草(Pteris vittata L.)是我国科学家发现的第一种超富集植物,它的发现为砷污染土壤的植物修复提供了可行性,目前关于其根际微生物特征的研究罕有报道。钾、钙都是植物必需的重要元素,对植物的生长和发育发挥着重要作用。在分布特征上,砷主要存在蜈蚣草羽叶表皮细胞和液泡中,钾与砷在羽叶中的分布特征类似,具有显著相关性;钙与砷在羽叶中分布则不同。在含量变化上,是否钾、钙和砷之间存在一定的相关性还不清楚。 本文以中科院地理所环境修复中心在我国建立的第一个砷污染土壤植物修复示范基地为研究地点,进行了相关的研究,同时对基地土壤的钾、钙平衡进行了分析,为合理施肥,提高植物效率提供科学依据。 1 根际微生物数量的分析 分别采集修复基地不同砷污染程度(重度污染区:90~300mg/kg、中度污染区:60~90mg/kg和轻度污染区:9~60mg/kg)的蜈蚣草根际和非根际土壤,通过分析:蜈蚣草根际土壤的细菌数量显著大于放线菌、真菌。3种微生物种群的根土比(根际微生物数量/非根际土壤微生物数量),细菌、放线菌和真菌的分别是4.85、3.47和3.31,表明蜈蚣草对根际土壤细菌的影响最大,放线菌次之,对真菌影响最小。蜈蚣草根际和非根际土壤细菌数量的变化与土壤砷浓度呈显著负相关(p<0.01),其中非根际土壤细菌数量与土壤有效态砷浓度呈显著负相关(p<0.05)。通过统计分析,蜈蚣草根际和非根际土壤放线菌数量的变化与土壤砷浓度没有显著相关性,但放线菌数量具有随土壤砷浓度的增加而降低的变化趋势,非根际土壤的真菌数量也有这种变化化趋势。 在中度污染区采集了4年生蜈蚣草根际土壤,通过分析发现与2年生蜈蚣草根际土壤的微生物数量没有显著差异。表明在植物修复过程中,蜈蚣草根际可能已形成稳定的适应性微生物群落,这些适应种群落不易受一些条件的改变而发生明显变化。在重度污染区采集了耐