综述:蚯蚓和丛枝菌根真菌(AMF)增强重金属污染土壤植物修复的潜力

【字体: 时间:2025年04月25日 来源:Mycorrhiza 3.3

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  本文聚焦蚯蚓与丛枝菌根真菌(AMF)在重金属污染土壤植物修复中的作用。探讨二者单独及联合修复机制,分析其对重金属耐受性、吸收转化及与植物协同效应,为修复污染土壤提供新思路,值得相关领域研究者一读。

  

蚯蚓和丛枝菌根真菌在重金属污染土壤植物修复中的作用


在土壤生态系统里,蚯蚓和丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)扮演着极为重要的角色。它们虽为不同的生物,却能共同对土壤的多种机制产生影响。将二者融入植物修复策略,能借助它们的综合能力,改善土壤结构、提升养分有效性、增强微生物活性,同时调节金属生物有效性,进而促进土壤 - 植物间的相互作用,强化重金属污染土壤的植物修复进程。

蚯蚓对重金属具有一定的耐受性、吸收和转化能力。在长期进化过程中,蚯蚓发展出了一系列应对重金属胁迫的机制。比如,其体内的某些蛋白质和酶能够与重金属结合,降低重金属的毒性,从而使其能在一定程度的重金属污染土壤中生存。蚯蚓通过取食、消化和排泄等活动,改变土壤的物理和化学性质。它们在土壤中穿梭,形成大量的孔隙,改善土壤通气性和透水性,这些变化影响了重金属在土壤中的迁移和转化,对植物吸收重金属的过程也产生了间接作用 。

AMF 对重金属污染土壤的植物修复也有着重要影响。AMF 能够与植物根系形成共生关系,在这种共生体系中,AMF 的菌丝体可以延伸到土壤的各个角落,增加植物根系的吸收面积。一方面,它能帮助植物更好地吸收磷、氮等养分,增强植物的生长势,提高植物对重金属胁迫的抵抗力;另一方面,AMF 还能通过自身的生理活动改变根际土壤的微环境,如调节土壤 pH 值、分泌一些有机物质等,这些变化会影响重金属在根际土壤中的形态和生物有效性,进而影响植物对重金属的吸收和积累 。

当蚯蚓和 AMF 共同作用于重金属污染土壤时,它们之间存在着复杂的相互关系。二者可能通过协同作用进一步优化植物的生长环境,提高植物修复效率。例如,蚯蚓的活动改善了土壤结构,为 AMF 的生长和繁殖创造了更有利的条件,使 AMF 能够更好地与植物根系建立共生关系;而 AMF 的存在也可能影响蚯蚓对重金属的吸收和转化过程。这种相互作用可能会对土壤中重金属的迁移、转化和植物吸收等产生综合影响,具体表现为改变土壤中重金属的形态分布,影响植物对重金属的吸收、转运和积累模式 。

从应用角度来看,在重度重金属污染土壤中,蚯蚓和 AMF 可作为生物手段,增强超积累植物的植物提取作用。超积累植物具有富集大量重金属的能力,而蚯蚓和 AMF 的协同作用能够进一步优化植物生长环境,提高植物对重金属的吸收和积累效率,从而更有效地去除土壤中的重金属。在中度和轻度污染的农田中,利用蚯蚓和 AMF 的作用则可以减少重金属向农作物地上部分的转移,保障农产品的安全生产,降低重金属通过食物链进入人体的风险 。

尽管蚯蚓和 AMF 在重金属污染土壤植物修复方面展现出了巨大的潜力,但目前仍有许多问题需要进一步研究。比如,不同种类的蚯蚓和 AMF 在不同污染程度、不同类型土壤中的作用效果差异;蚯蚓和 AMF 之间相互作用的具体分子机制;如何优化二者的组合和应用条件,以实现最佳的植物修复效果等。未来的研究可以围绕这些问题展开,通过更深入的实验和分析,为重金属污染土壤的植物修复提供更科学、更有效的技术和方法,助力生态环境的修复和保护 。

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