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植物根系在生长发育过程中向周围释放大量的分泌物,通过络合、溶解作用影响重金属在溶液中的存在形式,它们的存在对重金属的行为将产生极大的影响。本文以杨梅为材料,通过水培和土培试验,研究探讨了重金属铅、镉胁迫对杨梅根系分泌物的影响及其杨梅根系分泌物对不同浓度铅处理下根区微生物的影响。结果如下:
1、在不同浓度的Pb2+或Cd2+胁迫下,杨梅根系分泌的酒石酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸都存在明显差异且分泌量都是随Pb2+或Cd2+的浓度增加而增加,在4mmol/L时分泌量达到最大值,之后随着Pb2+或Cd2+浓度的升高而下降,而草酸分泌量差异不显著。杨梅在Pb2+胁迫下,根系分泌柠檬酸的含量最多;在Cd2+胁迫下,带根瘤的杨梅分泌较多的酒石酸,不带根瘤的杨梅根系分泌较多的柠檬酸。杨梅根系分泌较多的柠檬酸或酒石酸,可能是杨梅抗铅、镉的机制之一。
2、从杨梅根系分泌物中检测出17种游离氨基酸。杨梅根系分泌游离氨基酸的含量随着铅、镉浓度的增加而增加,且带根瘤的杨梅根系分泌的氨基酸总量大于不带根瘤的。在铅、镉胁迫下,杨梅根系分泌较多的精氨酸、脯氨酸,而脯氨酸是一种重要的渗透调节物质,脯氨酸的增加是杨梅耐或抗铅、镉重金属胁迫的重要机理之一。
3、在重金属Pb2+或Cd2+胁迫下,根系分泌物中可溶性糖含量随着Pb2+或Cd2+浓度的增加呈现先增加后又下降的趋势,带根瘤的杨梅根系分泌的可溶性糖含量大于不带根瘤杨梅根系分泌的量。在相同浓度的Pb2+或Cd2+胁迫下,Pb2+胁迫下杨梅根系分泌可溶性糖的含量高于Cd2+胁迫下杨梅根系分泌可溶性糖的量。
4、Pb2+或Cd2+胁迫下,带根瘤的杨梅根系分泌物中的玉米素和生长素的含量高于不带根瘤。分泌的生长素含量随Pb2+浓度的升高而增加,4mmol/L时达到最大值,随后急剧下降;分泌的玉米素含量随Pb2+浓度的升高而下降。Pb2+胁迫下杨梅根系分泌的生长素含量高于Cd2+胁迫下分泌生长素的含量,但分泌的玉米素含量刚好相反。
5、Pb2+胁迫下,杨梅根区土壤中细菌最多,放线菌次之,真菌数量较少,土壤微生物种群对铅的敏感度为放线菌>细菌>真菌。高浓度硝酸铅胁迫(3000mg/kg)时,细菌、真菌、放线菌数量都比对照少,呈现出低浓度促进,高浓度抑制的趋势。
6、杨梅根系分泌物能抑制真菌和细菌的生长,促进放线菌的生长;根系分泌物对不同浓度铅处理下分离培养的真菌抑制效果不显著,对细菌抑制效果显著,对放线菌促进效果显著;带根瘤的根系分泌物的效果比无根瘤的根系分泌物效果更好。