沈 甜，王瓊瑤，崔永亮，閆 敏，李雨昕，涂衛(wèi)國(guó)，張 芳，王 娟，余秀梅*

（1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源學(xué)院，成都 611130；2.四川省自然資源科學(xué)研究院，成都 610041）

銅（Cu）是動(dòng)植物必需的微量營(yíng)養(yǎng)元素之一，但也是一種環(huán)境污染元素[1-3]，過(guò)量的Cu會(huì)對(duì)植物、動(dòng)物、人體造成危害。土壤Cu污染不僅會(huì)降低土壤營(yíng)養(yǎng)成分，打破土壤植物和微生物的生態(tài)平衡，還會(huì)通過(guò)食物鏈的富集作用危害人體健康[2，4-5]。近年來(lái)，隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，土壤Cu污染問(wèn)題突出，而有效的土壤Cu污染修復(fù)技術(shù)的研究與應(yīng)用相對(duì)較少。

微生物-植物聯(lián)合修復(fù)既能克服單植物修復(fù)緩慢和單微生物修復(fù)有風(fēng)險(xiǎn)的缺點(diǎn)，還具有修復(fù)成本低、效率高的優(yōu)點(diǎn)，因而成為研究熱點(diǎn)[1，6-7]。其中，植物根際促生菌（Plant growth promoting rhizobacteria，PGPR）[8]與植物聯(lián)合修復(fù)土壤重金屬污染土壤的協(xié)同作用體現(xiàn)在兩方面：第一，PGPR通過(guò)分泌鐵載體、生物表面活性劑、誘導(dǎo)植物系統(tǒng)抗性、激活抗氧化酶活性等作用，直接促進(jìn)植物生長(zhǎng)和增強(qiáng)植物對(duì)重金屬的抗性，強(qiáng)化重金屬污染土壤植物修復(fù)效率；第二，PGPR通過(guò)改變植物所處土壤環(huán)境中重金屬的形態(tài)和遷移率，間接減緩?fù)寥乐亟饘匐x子對(duì)植物的毒害作用[9-13]。

目前，已被發(fā)現(xiàn)且能應(yīng)用于重金屬污染修復(fù)的超富集植物約400多種[14]。蒲兒根（Sinosenecio oldhamianus）是蒲兒根屬兩年生草本植物，具有生命力旺盛、易于存活、生長(zhǎng)繁殖速度較快的優(yōu)點(diǎn)，且其在修復(fù)重金屬污染過(guò)程中具有投入成本低、效率高、無(wú)二次污染等優(yōu)勢(shì)[15-19]。張世熔等[20]研究發(fā)現(xiàn)，蒲兒根由于根系發(fā)達(dá)，可以在礦區(qū)土壤和污泥中存活的同時(shí)富集大量的Cu，并將其轉(zhuǎn)移到地上部分，有效修復(fù)Cu污染土壤。為了進(jìn)一步研究PGPR是否可以強(qiáng)化蒲兒根修復(fù)Cu污染土壤，本研究通過(guò)開展多功能PGPR混合菌劑-蒲兒根聯(lián)合修復(fù)不同Cu含量土壤的盆栽模擬試驗(yàn)，分析多功能PGPR混合菌劑對(duì)蒲兒根生長(zhǎng)、富集Cu效率及土壤性質(zhì)的影響，評(píng)估多功能PGPR混合菌劑在蒲兒根富集土壤中Cu的強(qiáng)化作用，為進(jìn)一步應(yīng)用蒲兒根-PGPR聯(lián)合高效修復(fù)Cu污染土壤提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

盆栽土壤是將蛭石和泥炭土以1∶2的比例混勻后按土壤質(zhì)量和試驗(yàn)處理濃度加入CuSO4·5H2O，每盆分裝混勻后的土壤5 kg，并澆灌足量的水穩(wěn)定40 d后獲得[21]。盆栽土壤理化性質(zhì)：pH=7.2、有機(jī)質(zhì)含量22.23 g·kg-1、全磷含量13.55%、有效磷含量34.77 mg·kg-1、全氮含量0.67%、水解氮含量401.45 mg·kg-1、全鉀含量1.26%、速效鉀含量905.00 mg·kg-1；蒲兒根幼苗購(gòu)買自溫江花鳥市場(chǎng)；PGPR混合菌劑菌株來(lái)自四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源學(xué)院，由一株解鉀菌WDGJ-11（Gen-Bank序列號(hào)：KJ733990）、一株溶磷菌 WDN-5（Gen-Bank序列號(hào)：KJ733968）、一株蒼白桿菌MGJ11（Gen-Bank序列號(hào)：KX929163）混合組成，已進(jìn)行拮抗實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證三株菌之間不產(chǎn)生拮抗反應(yīng)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 菌株活化及功能驗(yàn)證

采用牛肉膏培養(yǎng)基（牛肉膏：3.0 g；蛋白胨：10.0 g；NaCl：5.0 g；瓊脂：20 g；水：1000 mL；pH：7.4～7.6）活化菌株。采用Salkowski法測(cè)定菌株產(chǎn)吲哚乙酸（indoleacetic acid，IAA）能力[22]，采用硅酸鹽培養(yǎng)法測(cè)定菌株的解鉀能力[23]，采用菌碟法測(cè)定菌株的解磷能力[24]，同時(shí)測(cè)定三株菌對(duì)重金屬Cu的最高耐受濃度[25]。菌劑采用牛肉膏液體培養(yǎng)基制備。

1.2.2 盆栽試驗(yàn)

將植物育苗、移栽。選取CuSO4·5H2O作為供試藥品，設(shè)置6個(gè)處理水平分別為0、200、400、600、800、1000、1200 mg·kg-1，每個(gè)水平分別設(shè)立添加PGPR混合菌劑（PGPR）和不添加PGPR混合菌劑（CK）2個(gè)試驗(yàn)組互為對(duì)照。分別取每株細(xì)菌培養(yǎng)的新鮮菌懸液50 mL（約1011cfu·mL-1）混合均勻后稀釋到2 L，澆灌盆栽蒲兒根，再用無(wú)菌的石英砂覆蓋盆栽土。為排除菌劑中的培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分的影響，CK組施用等量不含菌株的牛肉膏液體培養(yǎng)基150 mL稀釋到2 L。每個(gè)試驗(yàn)組設(shè)置5次重復(fù)。于恒溫25℃、光照12 h·d-1的光照培養(yǎng)室培養(yǎng)3個(gè)月后采集植物樣品和土壤樣品進(jìn)行理化性質(zhì)和重金屬等指標(biāo)測(cè)試。

1.2.3 測(cè)試指標(biāo)

蒲兒根生長(zhǎng)狀況測(cè)定：采集植物樣品洗凈后置于干凈平臺(tái)上，用卷尺測(cè)量每一株蒲兒根的株高以及根長(zhǎng)；植物樣品氮磷鉀測(cè)定：105℃殺青2 h后80℃烘干，磨細(xì)混勻保存。植物樣品采用H2SO4-H2O2消煮法消解，植物全氮采用靛酚藍(lán)比色法、全磷采用釩鉬黃比色法、全鉀采用火焰光度法進(jìn)行測(cè)定[22]；土壤理化性質(zhì)的測(cè)定：采集盆栽土壤，自然風(fēng)干，磨細(xì)混勻保存。土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法、pH值采用電位法測(cè)定、全氮采用凱氏定氮法、全磷采用酸溶-鉬銻抗比色法、全鉀采用NaOH-火焰光度法、堿解氮采用堿解擴(kuò)散法、有效磷采用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法、速效鉀采用1 mol·L-1中性NH4OAc浸提-火焰光度法進(jìn)行測(cè)定[26]；土壤酶活的測(cè)定：采集盆栽新鮮土樣測(cè)定土壤酶活性，脲酶采用靛酚比色法、蔗糖酶采用3，5-二硝基水楊酸比色法、過(guò)氧化氫酶采用鄰苯三酚比色法、磷酸酶采用磷酸苯二鈉法[27]；植物重金屬含量測(cè)定：植物樣經(jīng)混酸（V HNO3∶V HClO4=4∶1）消解后ICP-OES上機(jī)測(cè)定重金屬含量，以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)重金屬溶液作參比。

1.3 數(shù)據(jù)處理

本試驗(yàn)的數(shù)據(jù)采用Excel 2010、SPSS22.0進(jìn)行分析處理。

圖1 不同處理的蒲兒根生長(zhǎng)狀況Figure 1 Plant growth condition of Sinosenecio oldhamianus of different treatments

2 結(jié)果與分析

2.1 PGPR的促生活性驗(yàn)證和耐Cu測(cè)試

對(duì)三株菌進(jìn)行促生活性驗(yàn)證，在產(chǎn)IAA能力檢測(cè)中，培養(yǎng)3 d后蒼白桿菌MGJ11、解鉀菌WDGJ-11、溶磷菌WDN-5產(chǎn)IAA的量分別為83.05、44.13、38.50 mg·mL-1。另外，解鉀菌WDGJ-11培養(yǎng)6 d后分泌產(chǎn)生的有效鉀濃度為31.32μg·mL-1，溶磷菌WDN-5培養(yǎng)7 d后分泌產(chǎn)生的有效磷濃度為64.89μg·mL-1。

對(duì)三株菌進(jìn)行耐Cu測(cè)試，確保菌株能在后續(xù)試驗(yàn)條件下存活。不同濃度含Cu培養(yǎng)基培養(yǎng)3 d后檢測(cè)菌株存活狀況，蒼白桿菌MGJ11、解鉀菌WDGJ-11、溶磷菌WDN-5對(duì)重金屬Cu的最小抑制濃度（Minimal inhibit concentration，MIC）分別為100、200、200 mg·kg-1，最小致死濃度（Minimum lethal concentration，MLC）分別為1350、1300、1400 mg·kg-1。

2.2 蒲兒根植株生長(zhǎng)生物指標(biāo)及金屬富集特征

由圖1可知在Cu脅迫下隨著土壤Cu含量上升蒲兒根根長(zhǎng)、株高都大致呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，且可以明顯觀察到施加PGPR混合菌劑的植株長(zhǎng)勢(shì)均優(yōu)于未加PGPR混合菌劑的植株，加入PGPR混合菌劑的植株比CK組的植株株高平均高7.45 cm，根長(zhǎng)平均長(zhǎng)2.72 cm。與土壤Cu含量為0 mg·kg-1的處理相比，其余處理下的蒲兒根長(zhǎng)勢(shì)皆比其優(yōu)，這是因?yàn)镃u作為植物生長(zhǎng)必需元素之一，能促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，促生作用在土壤Cu含量為600 mg·kg-1時(shí)達(dá)到最佳。由此可知，蒲兒根對(duì)于土壤Cu具有較高的耐受性，PGPR混合菌劑的加入可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)并增強(qiáng)其對(duì)土壤Cu的耐受性。

由表1可見，與不加入PGPR混合菌劑的處理相比，加入PGPR混合菌劑處理的植株各部分磷、鉀含量均升高，且大部分顯著提高（P＜0.05），但PGPR組植株地上部分氮含量?jī)H在土壤Cu含量為0～600 mg·kg-1時(shí)顯著提高，植株地下部分氮含量在土壤Cu含量為 0、200、600 mg·kg-1時(shí)顯著（P＜0.05）高于 CK組。結(jié)合蒲兒根生長(zhǎng)狀況，植物營(yíng)養(yǎng)元素含量均在土壤Cu含量為600 mg·kg-1時(shí)達(dá)到最高值。在土壤Cu含量低于800 mg·kg-1時(shí)，PGPR混合菌劑的促生作用明顯，在土壤Cu含量大于800 mg·kg-1的高濃度脅迫下，微生物和植物的生長(zhǎng)均受到了一定程度的限制，所以PGPR混合菌劑對(duì)植物生長(zhǎng)的促進(jìn)作用有所降低。

由圖2可知，兩個(gè)處理下蒲兒根對(duì)Cu的富集量均隨土壤Cu含量的升高呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，對(duì)Cu的富集作用主要集中在根系，只有約18%轉(zhuǎn)移到地上部分，地上部分差異不明顯，表明PGPR菌劑的加入對(duì)植物根部吸收土壤Cu有很大的促進(jìn)作用，對(duì)地上部分影響不大。CK組地下部分Cu含量在土壤Cu含量200～1200 mg·kg-1都沒(méi)有太大區(qū)別，穩(wěn)定在60 mg·kg-1左右。施加混合菌劑處理的地下部分Cu含量均高于CK組，在土壤Cu含量為800 mg·kg-1的時(shí)候蒲兒根地下部分重金屬含量達(dá)到了176.17 mg·kg-1，表明PGPR混合菌劑的加入不僅對(duì)蒲兒根生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，且使得植株地下部分吸收土壤Cu的能力有很大提高，在0～800 mg·kg-1范圍內(nèi)土壤Cu含量越高，促進(jìn)作用越明顯。在土壤Cu含量為800～1200 mg·kg-1時(shí)，植物體內(nèi)重金屬含量由于高濃度Cu脅迫呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

進(jìn)一步計(jì)算蒲兒根對(duì)土壤重金屬的富集系數(shù)。富集系數(shù)表示植物累積Cu的能力，計(jì)算植物體內(nèi)Cu富集系數(shù)來(lái)評(píng)估不同處理下蒲兒根的富集能力，計(jì)算公式如下：

表1 不同處理的蒲兒根氮、磷、鉀含量Table 1 The nitrogen，phosphorus and potassiumcontent of Sinosenecio oldhamianus of different treatments

圖2 不同處理的蒲兒根Cu富集量Figure 2 Copper accumulation of Sinosenecio oldhamianus of different treatments

圖3顯示了蒲兒根在不同Cu含量處理下的富集系數(shù)，總體而言，PGPR組的蒲兒根對(duì)Cu的富集系數(shù)皆高于CK組，可見，PGPR混合菌劑的加入可以明顯提高蒲兒根對(duì)土壤中Cu的富集能力。土壤Cu含量為200 mg·kg-1時(shí)，蒲兒根的富集系數(shù)達(dá)到了44.36%，比未加菌劑的處理提高了12.93%，其后有一個(gè)降低的趨勢(shì)，而在800 mg·kg-1的時(shí)候達(dá)到了22.72%，是整個(gè)試驗(yàn)中的第二個(gè)高點(diǎn)，比未加菌劑處理的富集系數(shù)提高14.01%。結(jié)合蒲兒根的生長(zhǎng)趨勢(shì)，土壤中的Cu含量在低濃度時(shí)可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育，在高濃度脅迫下，PGPR混合菌劑不但促進(jìn)了植物的生長(zhǎng)和對(duì)重金屬Cu的耐受性，還提高了植物對(duì)重金屬Cu的吸收量。

2.3 土壤理化性質(zhì)的變化

測(cè)定不同Cu濃度處理下的土壤pH值，均在7.1～7.4，變化不明顯。

圖3 不同處理的蒲兒根銅富集系數(shù)Figure 3 Copper concentration factor of Sinosenecio oldhamianus of different treatments

表2 不同處理的土壤氮含量Table 2 Soil nitrogen content of different treatments

由圖4可知，加入PGPR混合菌劑后土壤有機(jī)質(zhì)顯著提高，在土壤Cu含量0、600、800、1000 mg·kg-1的時(shí)候有機(jī)質(zhì)含量顯著（P＜0.05）高于同濃度不加菌劑的處理，且在整個(gè)試驗(yàn)濃度中呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，這與植物生長(zhǎng)狀況變化有一定相似性。

由表2可知，施加PGPR混合菌劑的土壤全氮、堿解氮的含量均高于未施加菌劑的處理，且土壤全氮含量在土壤Cu含量為0、200、400、1200 mg·kg-1的時(shí)候顯著（P＜0.05）高于對(duì)照組，土壤堿解氮含量在土壤Cu含量為200、400、600、1200 mg·kg-1時(shí)達(dá)到顯著（P＜0.05），在土壤Cu含量為800、1000 mg·kg-1的時(shí)候，施加PGPR混合菌劑的土壤全氮、堿解氮含量高于未施加的處理但未達(dá)到顯著水平（P＜0.05）?？梢奝GPR混合菌劑的加入一定程度上提高了土壤全氮和堿解氮的含量，且在土壤高含量Cu處理下依舊發(fā)揮作用。

如表3所示，除了土壤Cu含量0 mg·kg-1的處理，其余條件下施加PGPR混合菌劑處理土壤的全磷、有效磷含量均高于CK組，且在土壤Cu含量為200 mg·kg-1的時(shí)候達(dá)到顯著（P＜0.05）。在土壤Cu含量為0 mg·kg-1的處理中，施加PGPR混合菌劑處理的全磷含量顯著低于（P＜0.05）CK組，但是有效磷的含量顯著高于未接菌的處理（P＜0.05），可能是因?yàn)橹参锔H促生菌在土壤Cu含量為0 mg·kg-1的時(shí)候活性最高，將土壤中的全磷大量轉(zhuǎn)為植物可吸收利用的有效磷導(dǎo)致。

圖4 不同處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量Figure 4 Organic matter content of different treatments

表3 不同處理的土壤磷含量Table 3 Soil phosphorus content of different treatments

如表4所示，施加PGPR混合菌劑處理的土壤速效鉀含量均高于CK組，且在土壤Cu含量為200、400 mg·kg-1的時(shí)候達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。與土壤磷含量變化趨勢(shì)相近，土壤全鉀含量在土壤Cu含量為0、200 mg·kg-1時(shí)，施加PGPR混合菌劑的土壤全鉀含量顯著低于（P＜0.05）CK組，但是速效鉀的含量高于未接菌的處理，表明在土壤Cu含量較低條件下PGPR活性很高，將大量的難溶性鉀鹽轉(zhuǎn)化為可被植物吸收的速效鉀，土壤中的鉀被植物吸收轉(zhuǎn)移，故全鉀含量有所變化。在土壤Cu含量大于400 mg·kg-1的時(shí)候，PGPR組的土壤速效鉀含量大于CK組，推測(cè)原因?yàn)槲⑸锘旌暇鷦┑募尤虢档土送寥乐锈浰氐牧魇?，使原本容易隨水分流失的鉀離子被固定。

圖5 不同處理的土壤酶活性Figure 5 Soil enzyme activities of different treatments

表4 不同處理的土壤鉀含量Table 4 Soil potassium content of different treatments

不同土壤Cu含量處理下土壤的各種功能性酶活性如圖5所示。土壤過(guò)氧化氫酶活性在不同處理下不存在顯著性差異，均在0.55～0.57 g·kg-1；在土壤Cu含量為0、200、400、1000 mg·kg-1的時(shí)候，施加PGPR混合菌劑的土壤脲酶活性顯著高于CK組，而在其他濃度條件處理下（600、800、1200 mg·kg-1）施加混合菌劑的盆栽土壤脲酶活性高于CK組但未達(dá)到顯著水平；施加PGPR混合菌劑的土壤蛋白酶活性均高于同濃度的不施加菌劑的處理，且在Cu含量為0、1200 mg·kg-1時(shí)差異顯著；在各個(gè)土壤Cu含量濃度處理下，施加PGPR混合菌劑處理的土壤蔗糖酶活性皆高于同濃度不施加菌劑的處理，且在土壤Cu濃度為0、400、800 mg·kg-1的時(shí)候達(dá)到顯著；施加PGPR混合菌劑處理的土壤磷酸酶活性皆高于不施肥加菌劑的處理，且在土壤Cu含量為0、400 mg·kg-1的時(shí)候達(dá)到顯著。

總體而言，PGPR混合菌劑的加入，提升了土壤中的各種功能性酶的活性，使得土壤中部分原本不能夠被植物吸收利用的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為對(duì)植物生長(zhǎng)有利的養(yǎng)分，從而促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)一步提升植物富集土壤中Cu的能力。

3 討論

本研究結(jié)果表明，植物根際促生菌與蒲兒根聯(lián)合修復(fù)土壤Cu污染效果顯著優(yōu)于單一植物修復(fù)，且蒲兒根對(duì)Cu的富集作用主要集中在根系，這與張世熔等[20]研究的植株中大部分富集的重金屬Cu轉(zhuǎn)移至地上部分不符合，推測(cè)產(chǎn)生這種情況的原因是PGPR混合菌劑的加入極大地促進(jìn)了蒲兒根地下部分的富集能力，導(dǎo)致大量的Cu累積在蒲兒根根部，結(jié)合其他學(xué)者[17，20]的研究結(jié)果蒲兒根還具有較強(qiáng)的遷移能力，推測(cè)隨時(shí)間推移，累積在根部的Cu會(huì)向地上部分轉(zhuǎn)移。

施用了PGPR混合菌劑的蒲兒根株高、根長(zhǎng)以及氮、磷、鉀含量均優(yōu)于未施加菌劑的對(duì)照組，表明植物根際促生菌的加入可以提高植物的生物量，再結(jié)合土壤氮、磷、鉀等養(yǎng)分含量變化分析，施加PGPR混合菌劑土壤中的植物可利用養(yǎng)分含量得到了很大程度提高，例如堿解氮、有效磷、速效鉀均有所增加。表明植物根際促生菌可以通過(guò)產(chǎn)生利于植物生理活動(dòng)的有關(guān)物質(zhì)或?qū)⑼寥乐胁糠蛛y以利用的物質(zhì)轉(zhuǎn)換為植物可利用的形態(tài)，提高植物可利用營(yíng)養(yǎng)元素水平[10-12，25]，土壤速效養(yǎng)分的提高使得植物生長(zhǎng)條件更優(yōu)越，且PGPR混合菌劑在土壤高濃度Cu的脅迫下依舊產(chǎn)生作用。施加PGPR混合菌劑處理的蒲兒根對(duì)土壤中高濃度Cu的耐受性和富集量皆高于未施加混合菌劑的處理，各個(gè)處理下Cu的富集系數(shù)均高于相應(yīng)對(duì)照組，特別是植物根部的富集系數(shù)顯著高于未添加菌劑的處理，推測(cè)是因?yàn)橹参锔H促生菌的加入增強(qiáng)了蒲兒根對(duì)土壤中Cu的抗性和吸附能力，某些對(duì)重金屬有較強(qiáng)耐受性的植物根際促生菌，可以通過(guò)吸收、淋濾等作用改變環(huán)境中金屬離子的形態(tài)，從而減輕了重金屬對(duì)植物的毒害作用[28-29]。

土壤酶是一種生物活性物質(zhì)，在土壤中碳的轉(zhuǎn)化、養(yǎng)分循環(huán)和微生物豐度中起到關(guān)鍵作用，與土壤微生態(tài)環(huán)境息息相關(guān)，同時(shí)也是反映土壤肥力的重要指標(biāo)之一[30-31]。加入植物根際促生菌處理的土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、磷酸酶活性都顯著提高，活性增加最高分別為80.28%、217.11%、43.26%、61.89%。土壤脲酶酶促反應(yīng)的產(chǎn)物為氨，其活性代表著土壤氮從有機(jī)態(tài)向有效態(tài)轉(zhuǎn)化的能力[32-33]，土壤蛋白酶也與植物氮源相關(guān)，其參與土壤中氨基酸、蛋白質(zhì)以及其他含蛋白質(zhì)氮的有機(jī)化合物的轉(zhuǎn)化[33]。施加PGPR混合菌劑處理的土壤脲酶和蛋白酶活性均高于CK組，且土壤堿解氮含量有了顯著提高，表明PGPR菌劑的加入很好地促進(jìn)了土壤脲酶和蛋白酶的酶活性。蔗糖酶可以表征土壤生物活性強(qiáng)度[34]。土壤磷酸酶可以水解土壤中的有機(jī)磷酯，將土壤中的有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為植物可吸收的無(wú)機(jī)磷[32]。PGPR混合菌劑的加入對(duì)土壤蔗糖酶和磷酸酶活性的促進(jìn)作用在土壤Cu含量0～600 mg·kg-1時(shí)表現(xiàn)為顯著，在土壤Cu含量800 mg·kg-1的時(shí)候蔗糖酶活性促進(jìn)作用表現(xiàn)為顯著，磷酸酶無(wú)明顯差異，在土壤Cu含量1000～1200 mg·kg-1時(shí)均無(wú)明顯差異，結(jié)合土壤有效磷含量在土壤Cu含量低濃度時(shí)顯著提高，表明PGPR混合菌劑在土壤Cu含量低于600 mg·kg-1時(shí)對(duì)蔗糖酶和磷酸酶活性的促進(jìn)作用較好。試驗(yàn)結(jié)果表明，接種PGPR混合菌劑后土壤微環(huán)境得到改善，土壤酶活的提升使土壤中可被植物利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)明顯增加，有效促進(jìn)了蒲兒根的生長(zhǎng)。

另外Cu是多種酶的組成成分，唐偉[35]研究發(fā)現(xiàn)低濃度的Cu可以激活土壤酶活，本試驗(yàn)結(jié)果中脲酶和蔗糖酶的活性在不接菌的處理中出現(xiàn)了先增后減的趨勢(shì)，表明一定條件下，Cu對(duì)酶活性有激活作用。而Cu對(duì)土壤酶活性的抑制有兩方面：一是Cu與酶分子活性部位結(jié)合跟底物產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，二是Cu抑制了土壤微生物的生長(zhǎng)，從而減少微生物對(duì)酶的合成[36]。本試驗(yàn)中土壤Cu對(duì)蛋白酶和磷酸酶出現(xiàn)了明顯的抑制作用，但對(duì)蔗糖酶幾乎沒(méi)有抑制作用，且體現(xiàn)不同程度的激活作用。土壤Cu對(duì)脲酶的影響在所有CK處理組中不顯著，在PGPR處理組中出現(xiàn)了抑制作用，可能是由于加入的PGPR菌劑受到了Cu的脅迫。

本研究試驗(yàn)土壤Cu含量0～1200 mg·kg-1范圍中整個(gè)修復(fù)體系的營(yíng)養(yǎng)元素指標(biāo)以及重金屬富集量均呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，且在600 mg·kg-1的時(shí)候達(dá)到最高值，推測(cè)是因?yàn)镃u本身是植物生長(zhǎng)所必需的元素之一，但過(guò)量的Cu依舊會(huì)損害植物的生長(zhǎng)。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，未出現(xiàn)蒲兒根由于土壤重金屬含量過(guò)高而死亡的情況，驗(yàn)證了蒲兒根是一種具有高耐受性的超富集植物，在土壤重金屬污染研究方面具有很大的潛力。

綜上所述，植物根際促生細(xì)菌聯(lián)合蒲兒根修復(fù)土壤Cu污染的效果明顯優(yōu)于單純的植物修復(fù)，具有可行性。因此，蒲兒根-微生物共生體系可以在不同Cu含量土壤上進(jìn)行穩(wěn)定的修復(fù)，為Cu污染土壤的修復(fù)體系提供了依據(jù)，可作進(jìn)一步研究與推廣。

4 結(jié)論

（1）植物根際促生菌與蒲兒根建立互利共生的關(guān)系，PGPR混合菌劑的加入可以改善重金屬脅迫下蒲兒根的長(zhǎng)勢(shì)，改變蒲兒根對(duì)土壤中重金屬的富集特性，由將富集的Cu大部分轉(zhuǎn)移到地上部分改變?yōu)楦患嗟腃u累積在根部，對(duì)蒲兒根富集Cu的能力有很大提升。

（2）PGPR混合菌劑的加入可以改善土壤環(huán)境，提高土壤中有效養(yǎng)分（堿解氮、有效磷、速效鉀）和有機(jī)質(zhì)的含量，還能不同程度地提高土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、磷酸酶活性。

（3）Cu作為植物生長(zhǎng)必需的微量元素之一和某些酶的組成成分，土壤Cu含量低的時(shí)候?qū)χ参锷L(zhǎng)表現(xiàn)出一定的促進(jìn)作用，Cu還激活了土壤中的蔗糖酶活性。