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矿区周边农田土壤重金属污染问题日益严重,微生物—植物联合修复被认为是成本低廉、操作简单、环境友好型的重金属污染土壤生物修复技术。因此,筛选具有良好修复效果的微生物—植物联合修复体系迫在眉睫,研究其相互作用方式及其修复重金属污染土壤的机理意义重大。以黑麦草(Lolium perenne L.)、杂交狼尾草(Pennisetum americanum×P. purpureum CV.23A×N51)、高羊茅(Festuca elata Keng ex E.Alexeev)、紫花苜蓿(Medicogo sativa L.)、圆叶猪屎豆(Crotalaria mucronats Desv.)、油菜(Brassica campestris L.)和印度芥菜(Brassica juncea)等为植物材料,通过土壤盆栽试验研究Rhizobium sp.W33对不同种属的七种植物生物量和吸收Cu的影响。与对照相比较,接菌组紫花苜蓿根部生物量降低1.4%,而其余六种植物根部生物量增加9.3%～71.4%,其中黑麦草、高羊茅和狼尾草根部生物量显著增加(p<0.05)；接菌组高羊茅和黑麦草的地上部生物量显著增加31.3%和27.9%(p<0.05)。黑麦草、狼尾草、高羊茅、猪屎豆根内Cu含量远远大于地上部Cu含量,接近或超过1000 mg/kg,Cu大量积累在植物根部。与对照组相比,接菌组油菜、黑麦草、紫花苜蓿根内Cu含量分别显著增加45.6%、25.5%和14.4%(p<0.05)；接菌组黑麦草地上部Cu含量显著增加70.1%(p<0.05)。其中,Rhizobium sp.W33能够显著促进黑麦草吸收Cu并提高其对Cu的富集系数。接种Rhizobium sp.W33对7种植物根际土壤中有机酸的种类和含量的影响不同,其中苹果酸是主要的有机酸种类,其次是草酸、柠檬酸。与对照相比较,接菌组黑麦草、印度芥菜、高羊茅等植物根际土壤中的苹果酸含量下降42.6%～85.6%,降幅明显。接菌组黑麦草、高羊茅、印度芥菜根际土壤中草酸含量分别下降21.4%、52.3%、61.7%。柠檬酸、丁二酸在所检测到的有机酸中所占比重较小。其中,黑麦草根部和地上部Cu含量与草酸、苹果酸含量均呈现显著负相关。接种Rhizobium sp.W33后,对7种植物根际土壤理化性质分析发现,与对照组相比较,接菌组油菜、狼尾草、高羊茅、紫花苜蓿根际土壤中总酚酸的含量增加25%以上,均达到显著差异水平(p<0.05)；接菌组的猪屎豆、黑麦草、印度芥菜和狼尾草根际土壤中水溶性糖类含量显著增加17.7%-43.8%(p<0.05)；接菌组黑麦草、狼尾草、油菜根际土壤中过氧化氢酶的活性增幅达到显著性差异水平(p<0.05)；接菌组各植物根际土壤中转化酶的活性变化复杂。黑麦草根部和地上部Cu含量与水溶性糖含量、过氧化氢酶活性显著正相关。通过砂培试验发现,在铜浓度为0mg/L、4 mg/L、8 mg/L的条件下Rhizobium sp.W33-gfp都可以在黑麦草根表稳定定殖。随着时间的延长,Rhizobium sp. W33-gfp(?)量下降趋向稳定。在铜浓度为0mg/L.4 mg/L.8 mg/L的条件下,与对照相比较,接菌组黑麦草根部和地上部生物量均显著增加(p<0.05)；在重金属Cu浓度为4 mg/L、8 mg/L的条件下,与对照相比较,接种Rhizobium sp. W33-gfp后,黑麦草根部Cu的含量显著增加(p<0.05),其中黑麦草根部Cu含量均超过1000mg/kg。在重金属Cu浓度为0mg/L、4mg/L、8mg/L的条件下,接种Rhizobium sp. W33-gfp后发现黑麦草根系分泌的有机酸种类主要有一种未知酸和苹果酸,与对照相比较,黑麦草根系分泌的苹果酸显著下降(p<0.05)；接种Rhizobium sp. W33-gfp黑麦草单位时间内总酚酸和水溶性糖的含量均显著增加(p<0.05)。在铜离子浓度为4 mg/L的条件下,黑麦草根部Cu含量与水溶性糖含量显著正相关(p<0.05),与苹果酸含量显著负相关(p<0.01)因此,本论文研究建立了Rhizobium sp.W33—黑麦草为修复铜污染土壤的最佳组合体系,具有应用于修复重金属铜污染土壤的潜力。通过激光共聚焦显微镜结合绿色荧光蛋白技术发现Rhizobium sp. W33可以在黑麦草根表定殖,草酸、苹果酸、水溶性糖类含量和过氧化氢酶活性与黑麦草富集铜显著相关,说明它们在Rhizobium sp.W33与黑麦草联合修复重金属Cu污染土壤中发挥重要作用。