山寶琴，屈萌萌，李皎，李超

(延安大學(xué)石油工程與環(huán)境工程學(xué)院，陜西 延安 716000)

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叢枝菌根真菌與植物共生修復(fù)陜北石油污染土壤

山寶琴*，屈萌萌，李皎，李超

(延安大學(xué)石油工程與環(huán)境工程學(xué)院，陜西 延安 716000)

摘要：研究先期篩選了4種陜北鄉(xiāng)土植物黃花蒿、艾蒿、檸條和沙打旺，及植物根圍匹配的叢枝菌根(arbuscular mycorrhiza, AM)真菌菌種，通過(guò)盆栽試驗(yàn)測(cè)定AM真菌孢子密度、宿主植物根系菌絲侵染率、植物株高、干重和土壤總石油烴的降解率。旨在研究接種AM真菌對(duì)污染土壤中總石油烴的降解率以及對(duì)宿主植物生長(zhǎng)的影響， 驗(yàn)證菌根修復(fù)效果并篩選最佳宿主植物和菌種組合。結(jié)果表明，1) AM真菌孢子密度最大值出現(xiàn)在石油濃度0～5000 mg/kg土壤，并隨污染濃度加大而顯著減少，40000 mg/kg 時(shí)達(dá)最小值。植物菌根侵染率在土壤被污染的情況下顯著高于無(wú)污染對(duì)照，同時(shí)接種AM后孢子密度及菌根侵染率均顯著高于未接種；2) 植物株高和干重都隨石油污染濃度加大而顯著降低，接種處理后植物株高平均增加16.77%，植物鮮重平均增加了22.56%； 3) 植物接種AM真菌后對(duì)石油烴降解率明顯提高，比不接種平均增加15.35%。其中，檸條-地球囊霉組合的石油烴降解率最高(平均為73.81%)；4) 相關(guān)分析表明，接種AM真菌后石油烴降解率與石油烴濃度呈極顯著負(fù)相關(guān)，與植物株高、干重和真菌孢子密度呈顯著正相關(guān)。

關(guān)鍵詞：叢枝菌根；石油污染土壤修復(fù)；陜北鄉(xiāng)土植物

陜北地區(qū)石油資源豐富，但在開(kāi)采運(yùn)輸、貯存及煉化過(guò)程均會(huì)帶來(lái)石油污染，尤其是石油泄漏事故頻發(fā)，造成周邊荒坡林地等土壤污染嚴(yán)重，甚至隨雨水淋流造成延河水體污染。陜北屬典型的黃土高原溝壑地貌，水源匱乏，生態(tài)脆弱，石油污染顯著改變?cè)型寥览砘再|(zhì)[1]，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和生物多樣性的危害難以評(píng)估。

諸多石油污染土壤修復(fù)方法中，微生物-植物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)始終是研究熱點(diǎn)[2-3]。叢枝菌根(arbuscular mycorrhiza，AM) 是由真菌與植物根系所建立的一種互惠共生體，植物通過(guò)與AM真菌共生提高對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)和水分的吸收而增強(qiáng)對(duì)逆境的耐受力[4-5]。研究證實(shí)AM真菌具有降解復(fù)雜有機(jī)污染物的能力，叢枝菌根的形成可明顯提高植物對(duì)石油污染土壤的修復(fù)效率[6]。

相比菌根生物技術(shù)在礦山復(fù)墾、退化生態(tài)環(huán)境修復(fù)等領(lǐng)域的運(yùn)用[7-9]，叢枝菌根對(duì)石油污染物的降解研究尚在起步階段，學(xué)者們從叢枝菌根的降解效果[10-11]，單接種和復(fù)合菌種效果對(duì)比[12]，接種AM真菌對(duì)農(nóng)作物中石油污染物含量影響[13]等方面進(jìn)行了積極的探索，但菌種的選取往往缺乏宿主植物的針對(duì)性，尤其未見(jiàn)針對(duì)陜北土壤及鄉(xiāng)土植物的相關(guān)研究。叢枝菌根的功能強(qiáng)弱首先取決于共生體系對(duì)土壤環(huán)境的適應(yīng)性，而且外來(lái)菌種的野外施用存在生態(tài)安全隱患，因此先期篩選特定生態(tài)系統(tǒng)中宿主植物-AM真菌-土壤適宜組合，有利提高污染土壤修復(fù)效果。AM真菌在陜北黃土高原分布具有豐富的多樣性[14]，因此AM真菌-植物聯(lián)合修復(fù)石油污染土壤兼具普適性和實(shí)用性。本研究選取了4種陜北油井旁常見(jiàn)鄉(xiāng)土植物，黃花蒿(Artemisiaannua)、艾蒿(Artemisiaargyi)、檸條(Caraganakorshinskii)和沙打旺(Astragalusadsurgens)，并據(jù)植物根圍AM真菌群落豐度和優(yōu)勢(shì)度選取了3種AM真菌菌種，通過(guò)盆栽試驗(yàn)測(cè)定不同石油烴污染濃度土壤中AM真菌孢子密度和宿主植物根系菌絲侵染率，對(duì)比植物接種AM真菌后土壤中石油烴污染的降解率，分析石油污染條件下接種AM真菌對(duì)植物生長(zhǎng)的作用，旨在選取最佳植物-AM真菌組合，為促進(jìn)菌根生物技術(shù)在陜北石油污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用與發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究材料

1.1.1AM真菌菌種的確定為確保AM真菌應(yīng)用效果，通過(guò)查閱文獻(xiàn)[5]并系統(tǒng)調(diào)查了野外目標(biāo)植物根圍AM真菌物種多樣性，從延長(zhǎng)油田股份有限公司川口采油廠周邊油污土壤中篩選了球囊霉屬(Glomus) 的地球囊霉(G.geosporum)、縮球囊霉(G.constrictum)，以及無(wú)梗囊霉屬(Acaulospora)的詹氏無(wú)梗囊霉(A.gerdemannii)。按照檸條-地球囊霉、艾蒿-地球囊霉、沙打旺-縮球囊霉和黃花蒿-詹氏無(wú)梗囊霉4種組合進(jìn)行試驗(yàn)研究。

菌劑擴(kuò)繁方法：土樣與干凈的河沙混勻，121 ℃高溫滅菌后置于溫室，孢子篩選后將單孢接種于黑麥草根部，對(duì)AM真菌進(jìn)行加富誘集培養(yǎng)，經(jīng)2個(gè)月擴(kuò)繁后獲得含有AM真菌孢子、菌絲和侵染根段的根際土。接種方法：將菌劑(孢子密度約為21個(gè)/10 g風(fēng)干土)施用到長(zhǎng)勢(shì)良好的植物幼苗根圍土壤中，接種量為每盆150 g菌劑。

1.1.2石油污染濃度的確定本研究前期調(diào)查表明，陜北油區(qū)污染土壤中總石油烴含量為168～22920 mg/kg，因此設(shè)定原油添加濃度為0，5000，10000，20000，40000 mg/kg，實(shí)測(cè)土壤中總石油烴類含量為0，3296，8736，18264，35200 mg/kg，本文總石油烴降解率的計(jì)算均以實(shí)測(cè)值為基準(zhǔn)。

1.2研究方法

原油取自延長(zhǎng)石油集團(tuán)川口采油廠，供試土壤取自采油廠周圍山野黃綿土(N 36°29′51″，E 109°39′34″，海拔1310 m)，供試4種植物黃花蒿、艾蒿、檸條和沙打旺的種子，于2014年秋季在延安大學(xué)植物園采集并低溫保存。

2015年4月盆栽試驗(yàn)，4種陜北鄉(xiāng)土植物均分設(shè)接種AM真菌(PAM)組和無(wú)接種AM真菌(PN)組，每組設(shè)3次重復(fù)。將盆放置在溫度光照基本一致的地方，保持良好的光照和通風(fēng)，花盆隨機(jī)分組排列，并定期調(diào)換，以達(dá)到局部控制的目的。供試花盆的規(guī)格為直徑20 cm，深20 cm，花盆底部有孔口，每盆裝土壤約1 kg。種子先在恒溫培養(yǎng)箱中催芽，每盆播發(fā)芽種子30粒，覆土1 cm左右。經(jīng)間苗處理后保持每盆20株幼苗，每天2次澆灌[15]。接入AM真菌時(shí)測(cè)定初始總石油烴含量，培養(yǎng)2個(gè)月以后測(cè)定土壤中殘余總石油烴含量和植物生物量。

1.3主要測(cè)定方法

1.3.1AM真菌孢子密度用濕篩傾注蔗糖離心法[16]對(duì)10 g風(fēng)干土壤中的AM真菌孢子進(jìn)行分離。在體視鏡下挑取AM真菌孢子對(duì)孢子進(jìn)行計(jì)數(shù)，將每10 g風(fēng)干土中的含孢量計(jì)為孢子密度。

1.3.2菌根侵染率測(cè)定將收集的根樣切成1 cm的根段，用KOH透明-乳酸甘油酸性品紅染色法測(cè)定根組織內(nèi)菌絲的侵染發(fā)育狀況[17]。將25條約1.0 cm長(zhǎng)的細(xì)根置于Olympus BXSO型顯微鏡下觀測(cè)，采用網(wǎng)格交叉法測(cè)定根系的菌根侵染率。

1.3.3石油烴降解率稱取土壤經(jīng)無(wú)水硫酸鈉充分干燥后，經(jīng)S-316專用提取劑(六氯四氟丁烷)振蕩萃取、硅膠過(guò)濾，用非分散紅外法(OCMA-305測(cè)定儀)測(cè)定[18]。計(jì)算公式如下：

1.4土壤理化性質(zhì)

供試土壤質(zhì)地為輕壤黃綿土，土壤的主要理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1　不同石油污染濃度土壤的理化性質(zhì)Table 1　Soil physical property in different concentrations of petroleum hydrocarbon

1.5數(shù)據(jù)處理

用Excel處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并繪圖，用SPSS 18.0生物統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差(One-way ANOVA)分析和Pearson雙變量相關(guān)分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同試驗(yàn)條件下土壤中AM真菌生長(zhǎng)

由表2分析可知，無(wú)論有無(wú)接種菌劑，4種植物的菌根侵染率在土壤被污染的情況下均顯著高于無(wú)污染對(duì)照，且最大值出現(xiàn)在40000 mg/kg石油濃度，同時(shí)接種情況下菌根侵染率顯著高于未接種。無(wú)論是否接種，有3種植物的孢子密度最大值均出現(xiàn)在石油濃度為5000 mg/kg，后隨污染濃度加大而顯著減少，40000 mg/kg 時(shí)達(dá)最小值。只有沙打旺在5000～20000 mg/kg濃度范圍都有較高的值，40000 mg/kg 時(shí)顯著減少。

表2　不同石油污染濃度土壤中AM真菌孢子密度及菌根侵染率Table 2　Spore density and hyphal rate of arbuscular mycorrhizae fungi in different petroleum hydrocarbon concentration

注：同列數(shù)據(jù)后標(biāo)不同小寫(xiě)字母者表示相同植物在不同石油濃度差異顯著(P<0.05). PAM表示接種，PN表示不接種，下同。

Note: Data with different small letters in the same column indicate statistically significant differences atP<0.05. PAM mean inoculation and PN mean no inoculation. The same below.

2.2接種菌劑對(duì)植物株高和干重的影響

植物株高和生物量是修復(fù)石油污染度的指示指標(biāo)，4種植物無(wú)論接種與否，株高最大值都出現(xiàn)在5000～10000 mg/kg濃度，后隨石油污染濃度加大而顯著降低，表明重度石油烴污染對(duì)植物株高有較強(qiáng)的抑制作用。比較接種與不接種兩種情況的差異性，接種菌劑后植物株高平均增加16.77%，其中沙打旺接種后株高平均增加28.23%，檸條接種后株高平均增加25.09%，增加幅度隨石油污染濃度和植物種類的不同而表現(xiàn)差異(圖1)。

圖2分析表明接種條件下，黃花蒿、艾蒿和檸條的干重都是在5000 mg/kg濃度時(shí)最大，后隨污染濃度的增加而顯著降低，不同濃度間差異明顯。只有沙打旺干重最大值出現(xiàn)在10000 mg/kg，但和5000 mg/kg濃度相比未達(dá)顯著差異。未接種條件下，黃花蒿和艾蒿的干重是在5000 mg/kg最大，檸條和沙打旺的干重最大值出現(xiàn)在10000 mg/kg，后隨污染濃度增加顯著降低。分析接種菌劑后的效果，植物干重比未接種時(shí)平均增加了22.56%，其中艾蒿最顯著，增加了33.75%，其次是檸條28.00%，黃花蒿16.25%，沙打旺12.25%。其中5000 mg/kg時(shí)效果最明顯，40000 mg/kg時(shí)4種植物干重平均只增加了9.25%。

圖1　接種AM真菌對(duì)植物株高的影響Fig.1　The effect of inoculated arbuscular mycorrhizae fungi on individual height of plant　圖中標(biāo)不同小寫(xiě)字母者表示差異顯著(P<0.05)，下同。Sign with different small letters indicate significant differences at P<0.05. The same below.

圖2　接種AM真菌對(duì)植物干重的影響Fig.2　The effect of inoculated arbuscular mycorrhizae fungi on plant dry weight

2.3接種AM真菌對(duì)土壤總石油烴降解的影響

植物根圍接種AM真菌菌劑明顯有助于提高土壤石油烴降解率，試驗(yàn)表明接種AM菌群(PAM)比不接種(PN)平均高出15.35%，其中石油烴濃度5000 mg/kg時(shí)最顯著，平均高出17.62%。濃度為40000 mg/kg時(shí)差異最小為10.52%。

由圖3分析，接種AM真菌后的降解率變化隨物種本身和石油烴污染濃度不同而呈現(xiàn)差異。黃花蒿、艾蒿和檸條的最大石油烴降解率都出現(xiàn)在5000 mg/kg濃度，而后降解率隨污染濃度加大而顯著降低。沙打旺最大石油烴降解率則出現(xiàn)在10000 mg/kg濃度，顯著高于5000 和20000 mg/kg，40000 mg/kg時(shí)達(dá)最小值。4種植物與AM菌種組合中降解率從高到低依次為：檸條-地球囊霉組合平均為73.81%，單值最高為83.69%；艾蒿-地球囊霉組合平均為67.85%，單值最高為81.63%；沙打旺-縮球囊霉組合平均為67.82%，單值最高為76.90%；黃花蒿-詹氏無(wú)梗囊霉組合65.56%，單值最高為73.90%。

圖3　植物接種AM真菌對(duì)土壤中石油烴降解率的影響Fig.3　The effect of inoculated arbuscular mycorrhizae fungi on petroleum hydrocarbon degradation rate in soil

2.4相關(guān)性分析

相關(guān)分析表明，接種AM真菌后石油烴降解率與土壤石油烴濃度呈極顯著負(fù)相關(guān)，與植物株高、干重和真菌孢子密度呈顯著正相關(guān)；未接種石油烴降解率與土壤石油烴濃度呈顯著負(fù)相關(guān)，與植物干重呈顯著正相關(guān)。

表3　相關(guān)性分析Table 3　Correlation analysis between plant growth and soil factors

注：*表示兩者之間在P<0.05水平上有顯著相關(guān)性，**表示兩者之間在P<0.01水平上有極顯著相關(guān)性。

Note: * mean correlation coefficients significant atP<0.05, ** mean correlation coefficients significant atP<0.01.

3結(jié)論與討論

自然界AM真菌資源豐富[19]，AM真菌是靠宿主植物的碳水化合物來(lái)完成生命周期的專性活體微生物。耿春女等[10]研究證明AM真菌可以存活在石油污染土壤中，本研究表明石油污染土壤中AM真菌不僅能存活，且能夠被較輕濃度的石油烴刺激生長(zhǎng)，借助宿主植物的共生支持，真菌活性增強(qiáng)，但高濃度石油污染明顯有抑制作用。接種篩選菌種后AM真菌和植物的兼容性好，AM真菌有更高繁殖率，4種植物接種后平均孢子密度均明顯高于未接種。可見(jiàn)在石油污染土壤修復(fù)過(guò)程中，AM真菌菌群是重要生物因素。

石油滲透污染易造成土壤黏結(jié)而降低其透水性，石油污染使土壤總有機(jī)碳的含量顯著增加，抑制土壤脲酶活性，土壤C/N/P的比率被改變[20]，植物生長(zhǎng)受到抑制。但AM真菌土壤菌絲網(wǎng)絡(luò)通過(guò)養(yǎng)分傳遞及再分配[21]能促進(jìn)植物生長(zhǎng)，本研究接種AM菌劑明顯促進(jìn)了宿主植物的生物量，接種后植物株高平均增加16.77%，植物干重平均增加了22.56%，王麗萍等[12]研究也證明接種AM真菌能促進(jìn)植物生長(zhǎng)和根系發(fā)育，因此 AM真菌菌劑對(duì)污染土壤的修復(fù)有積極作用。

植物根圍接種AM真菌后，石油烴降解率平均增加15.35%，說(shuō)明接種AM真菌強(qiáng)化了植物修復(fù)作用。4種植物的降解率最高值與孢子密度最大值均出現(xiàn)在5000～10000 mg/kg范圍，說(shuō)明AM真菌-植物修復(fù)更適宜小于10000 mg/kg石油烴濃度。植物根系接種AM真菌促進(jìn)了土壤中石油類污染物的降解， Jussi等[22]的假說(shuō)認(rèn)為：石油烴污染的土壤中易利用的富碳基質(zhì)，促進(jìn)了菌群利用碳源的能力，從而驅(qū)動(dòng)污染土壤中礦物油的降解。再者AM真菌可以分泌一些氧化酶類物質(zhì)，提高土壤中多酚氧化酶、過(guò)氧化酶等的活性，進(jìn)而促進(jìn)土壤中有機(jī)污染物的降解[23]。另外，菌根的形成可以改善根際微環(huán)境，促進(jìn)根圍微生物的活性而加速土壤污染物降解[24]。

不同植物本身生物學(xué)差異明顯，綜合比較接種后4種研究植物，檸條的石油烴降解率在各濃度中均為最佳，艾蒿的降解率不顯著突出，但生長(zhǎng)良好有較強(qiáng)耐受力，即使在40000 mg/kg的濃度中也無(wú)枯萎死苗現(xiàn)象。因此陜北輕壤黃綿土中檸條-地球囊霉和艾蒿-地球囊霉是值得深入研究的材料組合。

References：

[1]Li Q, Huang T L, Shang X Q,etal. Distribution and sources of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAils) pollutants in soils of Yanhe River basin, north of Shaanxi province. Journal of Shaanxi Normal University, 2011, 39(2): 76-80.

[2]Volante A, Lingua G, Cesaro P,etal. Influence of three species of arbuscular mycorrhizal fungi on the persistence of aromatic hydrocarbons in contaminated substrates. Mycorrhiza, 2005, 16: 43-50.

[3]Chen L, Zhang F W, Liu S Y,etal. Experimental study on in-situ contaminated soil in bioremediation technique for oil Zhongyuan Oil Field. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2011, 5(10): 2385-2389.

[4]Wu Q S, Yuan F Y, Fei Y J,etal. Effects of arbuscular mycorrhizal fungi on aggregate stability, GRSP, and carbohydrates of white clover．Acta Prataculturae Sinica, 2014, 23(4): 269-275.

[5]Liu R J, Chen Y L. Mycorrhizology[M]. Beijing: Science Press, 2007.

[6]Smith M R, Charvat I, Jacobson R L. Arbuscular mycorrhizae promote establishment of prairie species in a tallgrass prairie restoration. Canadian Journal of Botany, 1998, 76: 1947-1954.

[7]Noyd R K, Pflegar F L, Norland M R. Field response to added organic matter, arbuscular mycorrhizal fungi and fertilizer in reclamation of taconite iron ore tailing. Plant and Soil, 1996, 179: 89-97.

[8]Luo Q Y, Wang X J, Lin S S,etal. Mechanism and application of bioremediation to heavy metal polluted soil using arbuscular mycorrhizal fungi. Acta Ecologica Sinica, 2013, 33(13): 3898-3906.

[9]Bi Y L, Wu F Y, Wu Y K. Application of arbuscular mycorrhizas in ecological restoration of areas affected by coal mining. Acta Ecologica Sinica, 2005, 25(8): 2068-2073.

[10]Geng C N, Li P J, Chen S H,etal. Effects of different arbuscular mycorrhizal fungi on oil tolerance ofTrifoliumsubterraneumL. Chinese Journal of Applied & Environmental Biology, 2002, 8(6): 648-652.

[11]Geng C N, Li P J, Chen S H,etal. Effects of different arbuscular mycorrhizal fungi onTageteserectagrowth and diesel degradation. Chinese Journal of Applied Ecology, 2003, 14(10): 1775-1779.

[12]Wang L P, Guo G X, Hua S L,etal. Bioremediation of petroleum-contaminated soil with arbuscular mycorrhizal fungi and plant. Journal of China University of Mining & Technology, 2009, 38(1): 90-95

[13]He X, Wei W, Wu H. Microbe and mycorrhizal bioremediation of oil-contaminated soil. Soil, 2004, 36(6): 675-677.

[14]Fang F, He X L. Ecological research on arbuscular mycorrhizal fungi from the rhizospere ofCaraganakorshinskiiin Northwest arid region. Agricultural Research in the Arid Areas, 2007, 25(2): 201-206.

[15]Han H L, Tang J, Jiang H,etal. Synergy between fungi and bacteria in fungi-bacteria augmented remediation of petroleum-contaminated soil. Environment Science, 2008, 29(1): 189-196.

[16]Ianson D C, Allen M F. The effects of soil texture on extraction of vesicular arbuscular mycorrhizal spores from arid soils. Mycologia, 1986, 78: 164-168.

[17]Phillips J M, Hayman D S. Improved procedures for clearing roots and staining parasitic and vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi for rapid assessment of infection. Transactions of the British Mycological Society, 1970, 55: 158-161.

[18]Shan B Q, Zhang Y T, Cao Q L,etal. Content and distribution characteristics of heavy metals in different soil layers of petroleum polluted soil in Northern Shaanxi. Environment Pollution and Control, 2014, 36(3): 20-25.

[19]Zhang Y F, Bi Q, Yang Y F,etal. Arbuscular mycorrhizal fungi diversity in saline-alkalineLeymuschinensisgrasslands on the Songnen Plain. Acta Prataculturae Sinica, 2015, 24(9): 80-88.

[20]Shan B Q, Zhang Y T, Cao Q L,etal. Growth responses of sixLeguminousplants adaptable in Northern Shaanxi to petroleum contaminated soil. Environment Science, 2014, 35(3): 1125-1130.

[21]Chen Y L, Chen B D, Liu L,etal. The role of arbuscular mycorrhizal fungi in soil nitrogen cycling. Acta Ecologica Sinica, 2014, 34(17): 4807-4815.

[22]Jussi H, Kirsten S J, Kielo H,etal. Effect of pinus syluestris root growth and mycorrhizosphere development on bacterial carbon source utilization and hydrocarbon oxidation in forest and petroleum-contaminated soils. Canadian Journal of Microbiology, 1998, 46: 451-464.

[23]Xiao M, Gao Y Z, Ling W T,etal. Effects of arbuscular mycorrhizal fungi on enzymes activity in soils contaminated by phenanthrene and pyrene. China Environmental Science, 2009, 29(6): 668-672.

[24]Siciliano S D, Germida J J, Banks K,etal. Changes in microbial community composition and function during a polyaromatic hydrocarbon phytoremediation field trial. Applied and Environmental Microbiology, 2003, 69: 483-489.

參考文獻(xiàn)：

[1]李琦, 黃廷林, 尚曉青, 等. 陜北延河流域土壤多環(huán)芳烴分布特征及來(lái)源. 陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 39(2): 76-80.

[3]陳立, 張發(fā)旺, 劉少玉, 等. 中原油田石油污染土壤原位生物修復(fù)技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究. 環(huán)境工程學(xué)報(bào), 2011, 5(10): 2385-2389.

[4]吳強(qiáng)盛, 袁芳英, 費(fèi)永俊, 等. 菌根真菌對(duì)白三葉根際團(tuán)聚體穩(wěn)定性、球囊霉素相關(guān)土壤蛋白和糖類物質(zhì)的影響. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2014, 23(4): 269-275.

[5]劉潤(rùn)進(jìn), 陳應(yīng)龍. 菌根學(xué)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2007.

[8]羅巧玉, 王曉娟, 李雙雙, 等. AM真菌對(duì)重金屬污染土壤生物修復(fù)的應(yīng)用與機(jī)理. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2013, 33(13): 3898-3906.

[9]畢銀麗, 吳福勇, 武玉坤. 叢枝菌根在煤礦區(qū)生態(tài)重建中的應(yīng)用. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2005, 25(8): 2068-2073.

[10]耿春女, 李培軍, 陳素華, 等. 不同AM真菌對(duì)三葉草耐油性的影響. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào), 2002, 8(6): 648-652.

[11]耿春女, 李培軍, 陳素華, 等. 不同叢枝菌根真菌對(duì)萬(wàn)壽菊生長(zhǎng)及柴油降解率的影響. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2003, 14(10): 1775-1779.

[12]王麗萍, 郭光霞, 華素蘭, 等. 菌根真菌-植物對(duì)石油污染土壤修復(fù)實(shí)驗(yàn)研究. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 38(1): 90-95.

[13]何翊, 魏薇, 吳海. 菌劑-菌根聯(lián)合修復(fù)石油污染土壤的實(shí)驗(yàn)研究. 土壤, 2004, 36(6): 675-677.

[14]方菲, 賀學(xué)禮. 旱生條件下檸條錦雞兒AM真菌生態(tài)學(xué)研究. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2007, 25(2): 201-206.

[15]韓慧龍, 湯晶, 江皓, 等. 真菌-細(xì)菌修復(fù)石油污染土壤的協(xié)同作用機(jī)制研究. 環(huán)境科學(xué), 2008, 29(1): 189-196.

[18]山寶琴, 張永濤, 曹巧玲, 等. 陜北原油污染土壤重金屬含量及分布特性分析. 環(huán)境污染與防治, 2014, 36(3): 20-25.

[19]張義飛, 畢琪, 楊允菲, 等. 松嫩平原鹽堿化羊草群落中AM真菌物種資源及侵染率研究. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2015,24(9): 80-88.

[20]山寶琴, 張永濤, 曹巧玲, 等. 6種陜北適生豆科植物生長(zhǎng)對(duì)原油污染土壤的響應(yīng). 環(huán)境科學(xué), 2014, 35(3): 1125-1130.

[21]陳永亮, 陳保冬, 劉蕾, 等. 叢枝菌根真菌在土壤氮素循環(huán)中的作用. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2014, 34(17): 4807-4815.

[23]肖敏, 高彥征, 凌婉婷, 等. 菲、芘污染土壤中叢枝菌根真菌對(duì)土壤酶活性的影響. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2009, 29(6): 668-672.

DOI：10.11686/cyxb2015446

*收稿日期：2015-09-23；改回日期：2015-12-10

基金項(xiàng)目：陜西省高水平大學(xué)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(No.2013SXTS03)，延安市科技項(xiàng)目(No.2014KS-03)，延安大學(xué)引導(dǎo)項(xiàng)目(No.YD2015-14)和國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目(No.201410719009)資助。

作者簡(jiǎn)介：山寶琴(1970-)，女，新疆烏魯木齊人，副教授，博士。E-mail：xiaoshanbao@163.com

*通信作者

Corresponding author.

* 1Bioremediation of petroleum contaminated soil by plants and arbuscular mycorrhizal fungi in Northern Shaanxi

SHAN Bao-Qin*, QU Meng-Meng, LI Jiao, LI Chao

SchoolofPetroleumEngineeringandEnvironmentalEngineering,Yan’anUniversity,Yan’an716000,China

Abstract:A new bioremediation technique utilizing the symbiotic function between host plant and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) for petroleum contaminated soil was investigated in Northern Shaanxi in 2015. Four species of native plants in Northern Shaanxi studied were Artemisia annu, Artemisia argyi, Caragana korshinskii and Astragalus adsurgens, and AMF species were isolated from the rhizosphere of each species and used to inoculate field grown plants in contaminated soil to test effects of AMF on the degradation of petroleum hydrocarbon in soil and to select the best plant-AMF match. It was found that AMF spore densities were highest in soil with 0-5000 mg petroleum/kg soil, and significantly decreased with increasing petroleum concentration. AMF hyphal densities were higher in petroleum contaminated soil than in uncontaminated soil. The inoculation with AMF increased spore density and the percentage of AM colonization. Plant height and dry weight were decreased with increasing petroleum concentration, but both were significantly promoted by AMF inoculation AMF, with plant height increased by 16.77% and dry weight by 22.56%. Degradation efficiency of petroleum hydrocarbon in soil was enhanced by AMF inoculation, and was 15.35% higher than that of uninoculated soil. Among the plant-AMF combinations, Caragana korshinskii and Glomus geosporum was the best for petroleum degradation, and the degradation rate was 73.81% after 2 months. After inoculation with the selected AMF species, degradation rates of petroleum hydrocarbon and petroleum concentration in soil showed an obvious negative correlation, but degradation rates were significantly positively correlated with spore density, plant height and plant dry weight.

Key words:arbuscular mycorrhiza; petroleum contaminated soil; native plants in Northern Shaanxi

http://cyxb.lzu.edu.cn

山寶琴, 屈萌萌, 李皎, 李超. 叢枝菌根真菌與植物共生修復(fù)陜北石油污染土壤. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2016, 25(7): 87-94.

SHAN Bao-Qin, QU Meng-Meng, LI Jiao, LI Chao. Bioremediation of petroleum contaminated soil by plants and arbuscular mycorrhizal fungi in Northern Shaanxi. Acta Prataculturae Sinica, 2016, 25(7): 87-94.