论文摘要
随着我国工业的发展，含有Cd的污染物通过不合理的排放进入土壤，加剧了土壤的Cd污染。据不完全统计，我国受Cd污染的农田面积已超过20万hm2(总耕地面积的1/6)，并有不断增加的趋势。由于Cd在土壤中的长期滞留性和难降解性，因此有极高的环境安全风险。而水稻是我国最主要的粮食作物，同时也是一种极易富集Cd的植物，因此对人类健康产生了严重的威胁。针对以上问题，本实验根据我国典型污灌区中土壤Cd含量以及土壤环境质量标准，拟设置五个Cd浓度梯度（0，0.5，1，2，5mg·kg-1）的培养基质。在一定的Cd含量条件下，分别施加摩西球囊霉（Glomus mosseae）和根内球囊霉（Glomusintraradices）两种丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi，AMF）。考察一定的Cd浓度梯度下，菌剂对水稻生长、光资源利用效率、水资源利用效率的改善作用以及对Cd在植株-土壤中迁移转化的影响。并对AMF强化条件下，水稻根系对Cd的固定功能进行探究，为开展有关AMF在Cd污染下水稻安全生产方面的实际应用研究提供理论依据。实验表明，AMF均能有效地侵染水稻。在不同浓度Cd处理下，接种摩西球囊霉对水稻的平均侵染率为48.53%，高于根内球囊霉的42.61%。并且，随着土壤中Cd含量的增加，不同菌剂处理下的侵染率均略有下降，但在五个浓度条件下，均可形成良好的共生关系。此外，接种AMF有助于水稻的生长，其中在高浓度的Cd(5mg·kg-1)胁迫下，菌剂可有效地缓解Cd胁迫对株高的抑制作用，GM组与GI组较空白组相比，水稻株高分别提高了13.8%、10.3%，生物量分别提高14.69%、13.38%。AMF的接种可以显著地改善Cd胁迫下水稻对强光的利用效率，提高水稻的光合作用能力，土壤中Cd浓度达到5mg·kg-1时，GM与GI处理条件下的植物最大光合速率分别较空白提高48.9%和24.0%。此外，在不同Cd胁迫条件下，水稻的水分利用效率得到显著提高，GM、GI处理平均比CK组提高6.90%、4.43%。菌剂的接种使得与胁迫有关的生理指标趋于正常，在一定Cd浓度范围内，波动显著小于未接种处理。表明AMF有效地促进了水稻对Cd的耐性，保证了污染条件下，水稻的正常生长生理过程。接种AMF处理影响Cd在水稻植株以及根系的转运及分布。从效果上来看，两种AMF处理均有将Cd固定在根系并减少其向上转移的作用，有效的降低了Cd在水稻植株中过度富集的可能性，并促进了水稻的根际固定化过程。对于不同浓度的Cd污染，各处理对中、高浓度的转运系数要高于低浓度。对于同一Cd浓度，接种根内球囊霉处理对Cd的根系固定效果最好。