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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 叢枝菌根對(duì)修復(fù)礦山白車軸草Zn污染的研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 本研究主要針對(duì)礦區(qū)土壤貧瘠，生態(tài)環(huán)境脆弱，植被難以建植等特點(diǎn)，以礦區(qū)脆弱地區(qū)生長(zhǎng)良好的植物白車軸草為研究對(duì)象，評(píng)價(jià)Zn污染的土壤對(duì)植物生理特性的影響以及Zn在植物組織中的積累部位。用以探討菌根真菌在礦區(qū)環(huán)境修復(fù)和植被恢復(fù)建植的菌根效應(yīng)，為礦區(qū)破壞土地的生態(tài)恢復(fù)提供一種微生物綜合推廣應(yīng)用的模式，也為礦區(qū)建立持續(xù)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
- 詳細(xì)介紹：
- 在自然污染中，重金屬污染已經(jīng)成為一個(gè)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，2002年全球廢鋅量為1，350，000噸?；诃h(huán)境和人類健康安全方面的原因，解決有毒金屬（重金屬）對(duì)自然造成的威脅成為當(dāng)務(wù)之急。由于常規(guī)的清除技術(shù)成本高，人們?cè)絹?lái)越傾向于使用生物環(huán)保型技術(shù)修復(fù)受污染土壤。比如，植物修復(fù)技術(shù)——利用植株祛除、降低、富集污染物。據(jù)報(bào)道的超富集植物有400余種，積累了陸地土壤31%以上的污染物。但這些物種存在一些問(wèn)題：生物產(chǎn)量低和生長(zhǎng)緩慢,為了解決這些缺點(diǎn)，選取生長(zhǎng)快、產(chǎn)量高，生長(zhǎng)于高污染土壤中的植物可以實(shí)現(xiàn)修復(fù)對(duì)策。 白車軸草是一種在邯鄲峰峰礦區(qū)污染土地上生長(zhǎng)良好的植物。植物根系吸收積累重金屬可能是在根表面而不是根組織中。到目前為止，有關(guān)富含重金屬植物修復(fù)的報(bào)道很少，尤其是在礦區(qū)環(huán)境中的污染?；诖耍狙芯恐饕槍?duì)礦區(qū)土壤貧瘠，生態(tài)環(huán)境脆弱，植被難以建植等特點(diǎn)，以礦區(qū)脆弱地區(qū)生長(zhǎng)良好的植物白車軸草為研究對(duì)象，評(píng)價(jià)Zn污染的土壤對(duì)植物生理特性的影響以及Zn在植物組織中的積累部位。用以探討菌根真菌在礦區(qū)環(huán)境修復(fù)和植被恢復(fù)建植的菌根效應(yīng)，為礦區(qū)破壞土地的生態(tài)恢復(fù)提供一種微生物綜合推廣應(yīng)用的模式，也為礦區(qū)建立持續(xù)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
作品專業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 本項(xiàng)目主要針對(duì)礦區(qū)土壤貧瘠，生態(tài)環(huán)境脆弱，植被難以建植等特點(diǎn)，對(duì)礦區(qū)脆弱地區(qū)的白車軸草進(jìn)行根菌真菌資源的研究，探討菌根真菌在礦區(qū)環(huán)境修復(fù)和植被恢復(fù)建植的菌根效應(yīng)，為礦區(qū)破壞土地上Zn超標(biāo)供一種微生物綜合推廣應(yīng)用的方法，也為礦區(qū)建立持續(xù)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 將礦區(qū)生境下的植物和叢枝菌根真菌共生聯(lián)系起來(lái)作為研究對(duì)象，并闡述兩者之間的互作機(jī)制。在礦區(qū)生境條件下，深入分析植物根系叢枝菌根真菌對(duì)植物侵染狀況，探討叢枝菌根真菌與礦區(qū)植物生長(zhǎng)狀況的關(guān)系。依據(jù)叢枝菌根真菌對(duì)礦區(qū)植物侵染和植物生長(zhǎng)狀況的研究，提出叢枝菌根真菌對(duì)礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)、植被恢復(fù)與構(gòu)建的微觀指標(biāo)。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本文探討菌根真菌在礦區(qū)環(huán)境修復(fù)和植被恢復(fù)建植的菌根效應(yīng)，為礦區(qū)破壞土地上Zn超標(biāo)供一種微生物綜合推廣應(yīng)用的方法，也為礦區(qū)建立持續(xù)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 以邯鄲峰峰礦區(qū)鋅污染的土壤和未污染的土壤為生長(zhǎng)基質(zhì)，在接種不同叢枝菌根真菌的條件下，對(duì)白車軸草的生長(zhǎng)及植株Zn的積累吸收進(jìn)行研究。結(jié)果表明，不同種類的叢枝菌根真菌提高了白車軸草對(duì)鋅的吸收和積累率（58%和23%）。這表明白車軸草生長(zhǎng)在重金屬污染的自然環(huán)境中，叢枝菌根真菌在其根中能夠有效阻止Zn從根運(yùn)輸?shù)角o中。從而使植株接種了真菌后，具有了金屬承載能力，使金屬富集于一定區(qū)域，抑制了金屬對(duì)植株的毒害作用，這為修復(fù)Zn污染的土壤提供了一個(gè)良好的修復(fù)方法。
獲獎(jiǎng)情況
- 該作品獲得“挑戰(zhàn)杯”河北工程大學(xué)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽學(xué)術(shù)論文類一等獎(jiǎng) 。
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- [1] 劉潤(rùn)進(jìn)，陳應(yīng)龍.菌根學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2007. [2]李培軍，周啟新等.土壤污染形成機(jī)理與修復(fù)技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2005. [3]PHILLIPS J M,HAYMAN D S.Improved procdures for clearing roots and staining parasitic and vesicular arbuscular mycorrhizal fungi for rapid assessment of infection [J].Transactions of the British Mycological Societ ,1970,55:158-161 [4]王槐蔭.土壤肥料學(xué)[M]北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1999. [5]Wallinga I. Plant Analysis Procedures[J]. Department of Soil Science and Plant Nutrition. 1989 [6]申鴻, 陳保東, 馮固, 等. 鋅污染土壤接種叢枝菌根真菌對(duì)玉米苗期生長(zhǎng)的影響. 農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù), 2002. [7]Macfarlane,G.R,Burchett,M.D.Toxicity,growth and accumulation relationships of copper ,lead and Zn in the grey mangrove,Avicemia marima Vierh..Marine Enviromental Research.2002,54:65-84 [8]Faucheur.s,Behra.Thiol and metal comtents in periphyton exposed to elevated copper and Zn concertrations:a field and microcosm study Enviromental Science and Technology.2005.39:8099-8107
同類課題研究水平概述
- 菌根是生物界最廣泛最重要的一類共生體，陸地90%以上的有花植物都具有菌根真菌，它對(duì)促進(jìn)各生態(tài)系統(tǒng)中生物之間的物質(zhì)交換,能量、信息的傳遞,生物的演化與分布,保持生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展,保護(hù)生物多樣性,穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng),促進(jìn)農(nóng)林牧業(yè)生產(chǎn),具有深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)意義。 菌根真菌在土壤中分布著龐大的菌絲系統(tǒng),并且該菌絲系統(tǒng)與植物根系緊密聯(lián)結(jié)成一體,這些龐大菌絲體系是菌根的主要吸收器官,能很大程度上擴(kuò)大植物水分、養(yǎng)分的吸收范圍。菌根真菌能活化土壤中礦質(zhì)養(yǎng)分,促進(jìn)植物根系對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素尤其是移動(dòng)性較差的磷、鋅、銅等礦質(zhì)元素的吸收。根外菌絲的延伸和擴(kuò)展、菌根侵染可能增加根長(zhǎng)密度或者改變根系形態(tài),增大了植物根系的吸收范圍和吸收能力；降低永久凋萎點(diǎn),提高植物抗旱性和水分利用效率。另外,絕大多數(shù)蘭科植物種子萌發(fā)和萌發(fā)后形成原球莖階段都需要有相應(yīng)的菌根真菌與之共生并為其提供養(yǎng)分,否則蘭科植物就不能生長(zhǎng)。 生態(tài)系統(tǒng)中分布著大量鹽漬化土壤,菌根真菌同樣也存在于這類土壤。鹽脅迫條件下接種菌根真菌能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng),提高其適應(yīng)鹽脅迫的能力。如叢枝菌根(AM)真菌能夠通過(guò)增加植物對(duì)P、Cu、Mg的吸收而減少植物對(duì)Na和Cl吸收,提高植物耐鹽能力。 菌根真菌在改善土壤與植物健康狀況中發(fā)揮著重要作用。菌根真菌與寄主植物形成良好的共生關(guān)系后,能誘導(dǎo)植物對(duì)土傳病原物產(chǎn)生抗病性。AM真菌能夠減輕一些土傳病原真菌和胞囊線蟲(chóng)、根結(jié)線蟲(chóng)等對(duì)植物造成的危害。AM真菌根外菌絲能產(chǎn)生一種細(xì)胞外糖蛋白,與菌絲網(wǎng)一起有利于土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,提高土壤穩(wěn)定性,保持土壤孔隙度,保證良好的耕作條件和通氣狀況,從而更好地抵抗風(fēng)和水的侵蝕。 菌根真菌能夠減輕由重金屬、有機(jī)污染物、放射性元素等對(duì)土壤環(huán)境造成的污染及其對(duì)植物造成的不利影響。Kaldorf等發(fā)現(xiàn)Zn、Ni等金屬元素在菌絲和含有叢枝結(jié)構(gòu)的根皮層細(xì)胞區(qū)含量較高。接種菌根真菌的植物能比不接種的吸收更多的重金屬而不受毒害,這可能是菌根真菌分泌的粘液和真菌組織中的聚磷酸、有機(jī)酸等能絡(luò)合重金屬,從而減弱重金屬的毒性,并減少重金屬?gòu)母肯虻厣喜康倪\(yùn)輸。黃藝等也認(rèn)為形成外生菌根菌套的菌絲間有大量空隙,存在于此空間的大量菌絲分泌物可能是固定重金屬的重要儲(chǔ)藏庫(kù)。另外,菌根真菌也能夠參與有機(jī)污染物的降解,它們可能在植物降解有機(jī)污染物中具有潛在價(jià)值。
