【摘 要】
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土壤镉（Cd）污染已成为近年来十分严峻的全球性环境问题,对生物个体乃至整个生态环境都产生了诸多危害。对比传统的物理和化学修复,生物修复具有经济简便、无二次污染、绿色高效等优势。其中,植物内生菌因其占据有利的生态位,在促进宿主生长,提高宿主抗逆性,改变重金属赋存形态等方面有着独特优势,植物内生菌与其宿主植物联合修复重金属得到了越来越多的关注。生物炭具有比表面积高、孔隙结构发达及环境稳定性好等特点,是
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土壤镉（Cd）污染已成为近年来十分严峻的全球性环境问题,对生物个体乃至整个生态环境都产生了诸多危害。对比传统的物理和化学修复,生物修复具有经济简便、无二次污染、绿色高效等优势。其中,植物内生菌因其占据有利的生态位,在促进宿主生长,提高宿主抗逆性,改变重金属赋存形态等方面有着独特优势,植物内生菌与其宿主植物联合修复重金属得到了越来越多的关注。生物炭具有比表面积高、孔隙结构发达及环境稳定性好等特点,是功能微生物菌剂在土壤改良应用中的高性能载体。然而,微生物复配生物炭辅助植物复重金属的研究还很少,作用机制仍不明确。本论文以矿区重金属污染场地常见先锋树种刺槐为模式植物,选用实验室前期从铅锌矿区杨树根部分离出的一株高耐Cd肠杆菌Enterobacter sp.YG-14和污泥生物炭为实验材料,探究植物内生菌复配生物炭强化刺槐镉修复的作用机制,主要得出了以下实验结果:（1）YG-14对刺槐的促生长作用:YG-14能产生多种促进植物生长的物质。盆栽实验发现YG-14可成功定殖到刺槐植株体内,尤其是根部的重分离率高达80.0%,优于地上部（14.3%）。与对照组相比,接种YG-14组的刺槐植株的株高、根长、地上部分及地下部分干重、总叶绿素含量以及氮含量等指标均得到显著提高,尤其是根部,其干重提高了78.85%,根分枝数、交叉数、表面积及体积提高了84.45%-147.97%,可见,YG-14促进了刺槐生长和根系发育。（2）在Cd胁迫下,YG-14与生物炭对刺槐生长和Cd积累的协同促进作用:较对照组、单独接种YG-14组及施加生物炭组,YG-14复配生物炭组最大程度改善了刺槐的生长状况和光合作用能力。同时,YG-14复配生物炭组的刺槐单株Cd积累量达到最大,为5.50μg/plant。（3）YG-14复配生物炭对土壤中Cd含量及微生物群落结构的影响:与对照组相比,单独接种YG-14及施加生物炭、YG-14复配生物炭均能提高刺槐根际土壤的pH值,降低土壤中总Cd及可提取态Cd含量,并改变刺槐根际微生物群落结构,将YG-14与生物炭进行复配后,土壤中固氮菌种类及丰度明显增多。总之,内生细菌YG-14和污泥生物炭联合使用后,降低了土壤Cd含量及生物毒性,增加了植物Cd积累量的同时有效阻控Cd向地上部分迁移,改善了刺槐在Cd胁迫下的各项生长指标。此外,联合修复增加了细菌群落多样性,改善了固氮菌群结构。本研究构建了“植物-微生物-生物炭”联合修复体系,并阐明了其作用机理,为该体系在Cd污染场地修复中的应用提供了理论依据。
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