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微生物强化重金属污染土壤的植物修复技术因其高效、成本低和不破坏土壤结构等优点受到广泛关注。本研究以具有重金属抗性的植物促生内生细菌菌株N6和JN27为接种剂,Cd超累积植物茄科茄属龙葵、十字花科芸苔属植物菜心和能源植物禾本科玉米属玉米为实验植物,通过盆栽试验研究JN6和JN27对植物生长和吸收土壤Cd的影响,筛选用于修复重金属污染土壤的植物-微生物组合。主要研究结果如下:
内生细菌JN6和JN27具有很强的重金属溶解能力。实验结果表明,与对照相比,JN6和JN27增加Cd溶解量分别为20.0％和45.9％,同时,JN6和JN27降低了溶液pH。
JN6和JN27能有效地促进植株的生长。在Cd25、50和100 mg/kg浓度处理下,接种JN6和JN27的龙葵株高、地上干重和地下干重分别比对照提高25.8％～34.0％、10.7％～43.2％、3.0％～15.4％和27.3％～43.9％、20.5％～85.7％、1.0～5.0％。接种JN6和JN27的玉米株高、地上干重、地下干重分别比对照提高1.5％～50.2％、4.63％～40.7％、7.10％～30.8％和1.45％～74.9％、3.54％～79.7％、2.50％～100.0％。在Cd100 mg/kg处理下,接种JN6的菜心株高、叶绿素含量、地上干重和地下干重分别比对照分别提高了101.3％、17.0％、14.0％和13.6％。其中,JN6和JN27对龙葵的促生作用最显著。
JN6和JN27能有效地促进植株吸收土壤Cd。在Cd25、50和100 mg/kg浓度处理下,接种JN6和JN27的龙葵地上Cd浓度、地下Cd浓度、地上Cd总吸收量和地下Cd总吸收量分别比对照提高了1.0％～75.2％、2.0～145.5％、25.1％～109.3％、1.0％～153.8％和0.45～108.7％、0.30～175.2％、30.0％～189.2％、0.15％～241.5％。接种JN6和JN27的玉米地上Cd浓度、地下Cd浓度、地上Cd总吸收量和地下Cd总吸收量比对照提高了4.0％～52.0％、0.15％～37.8％、6.5％～101.4％、27.9％～43.0％和5.0～16.0％、0.15％～123.0％、15.5％～88.6％、11.5％～128.2％。在Cd100 mg/kg浓度处理下,接种JN6的菜心地上Cd浓度、地下Cd浓度、地上Cd总吸收量和地下Cd总吸收量分别比对照提高了43.0％、0.9％、63.0％和0.8％。其中,JN6和JN27强化龙葵吸收土壤Cd的作用最显著。
总之,内生细菌JN6和JN27具有较强的重金属溶解作用,能够促进龙葵、玉米和菜心生长及其吸收土壤Cd。其中JN6和JN27与龙葵是较好的微生物-植物组合,可优先用于Cd污染土壤的修复。