植物耐性机理管理论文

2022-04-20

摘要：本文阐述了当前新起的植物修复技术，是较传统修复方法更符合可持续发展污染的治理模式。在介绍土壤重金属污染植物修复主要机理的基础上，通过采集金属矿区的芒草植物，测定其中铅、锌、镉的含量，总体上芒草对这3种重金属的耐性顺序是Pb植物耐性机理管理论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

植物耐性机理管理论文篇1：

土壤重金属污染的微生物修复技术研究进展

摘要为了进一步认识土壤重金属污染的微生物修复技术，综述了目前国内外微生物修复技术、植物辅助微生物修复技术的作用机理、优缺点及其研究现状等，并对其发展前景、研究趋势进行了展望。

关键词土壤污染；重金属；微生物修复；微生物-植物联合修复

近年来，随着采矿、化工、印染纺织业的快速发展及农业生产中化学药品的过量施用，导致土壤重金属污染日益加剧。土壤重金属污染具有隐蔽性、滞后性和难降解性的特点，对人类健康存在安全隐患[1-2]。据国家环保局统计，我国受重金属污染的耕地面积达到2 000万hm2，约为总耕地面积的20%，每年受重金属污染的粮食达到1.2×106万kg，造成的经济损失超过200亿元[3]。因此，土壤重金属污染的治理修复迫在眉睫，目前受到各级环保部门和科研机构的高度关注。

重金属污染土壤的修复原理可概括为两类：一是改变重金属在土壤中的存在形态，使其固定从而降低其在环境中的迁移和生物可利用性；二是将重金属从土壤中去除，使其残留浓度接近或达到背景值[4]。按照处理工艺原理，可分为物理化学修复、农业生态修复、微生物修复[5]。物理化学修复技术主要包括土壤淋洗、化学固化及电动修复等，但该技术存在着一系列的局限性，如成本昂贵，土壤自身的结构受到破坏，可能造成二次污染等[6]。农业生态修复技术是指在农业生产过程中，因地制宜地采用相关的耕作管理手段，改善农田生态环境，具有修复费用相对较低，操作实施方便快捷等特点，但只适用于中轻度污染的土壤修复[7]。相对物理化学修复和农业生态修复而言，微生物修复技术显示出其独特的优越性，如处理成本低，处理效果好，对环境影响小，很少造成二次污染，操作简便，可以就地进行处理等[8]。因此，该修复方法受到土壤修复领域学者的广泛关注，应用前景广阔。笔者综述了近年来国内外关于土壤重金属污染的微生物修复技术研究进展，以期为土壤重金属污染治理提供借鉴。

1微生物修复技术

微生物修复技术出现在20世纪80年代，是指在人为强化的条件下，利用自然界中存在的或者人工培育的功能微生物的生长代谢过程，对环境中的污染物进行降解、转化、去除的方法[9]。微生物修复技术是实现环境净化、生态效应恢复的生物措施，是重金属污染土壤的环境友好型治理技术[10]。微生物修复土壤重金属污染的机理主要包括表面生物大分子吸收转运、生物吸附、细胞代谢、空泡吞饮、沉淀和氧化还原反应等[11]。微生物修复技术中较常使用的微生物主要有细菌、真菌、放射菌三大类。不同种类的微生物对重金属的耐性不同，耐性由大到小依次为真菌、细菌、放射菌[12]。

土壤微生物可以通过多种方式影响土壤重金属的毒性，微生物修复土壤重金属污染主要是利用微生物的以下两种作用：一是通过微生物的吸附、代谢作用，达到消减、净化、固定重金属的目的；二是通过微生物转化重金属离子的化学形态，降低重金属的生物可利用性，以减少重金属对土壤中植物的危害[13]。

1.1微生物对重金属离子的吸附作用

微生物对重金属离子的吸附是指微生物通过对重金属的吸附作用改变重金属在土壤中的形态，进而影响其生物有效性，或使生物有效性降低从而减小危害性，或使生物有效性增强以便与其他技术联用修复[14]。表现形式主要有胞外沉淀、胞外络合、胞内积累。作用方式：①细菌胞外多聚体；②金属磷酸盐、金属硫化物沉淀；③铁载体；④金属硫蛋白、植物螯合肽和其他金属结合蛋白；⑤真菌来源物质及其分泌物对重金属的去除[15]。微生物细胞壁表面一些化学基团通过络合、配位作用可与重金属离子形成离子共价键，从而达到吸附重金属离子的目的[16]。被吸附的重金属离子通常沉积在微生物细胞的不同部位，如沉积于细胞的胞外基质或者被轻度螯合于生物多聚物。微生物对重金属的吸附能力通常取决于微生物本身的性质（如吸附类型、活性位点数量、菌龄等）、重金属种类和价态同时也受外界环境因素（如pH、温度、共存污染物等）的影响[17]。

1.2微生物对重金属离子的转化作用

微生物对重金属离子转化作用的机理主要包括微生物对重金属离子的生物氧化和还原、甲基化与去甲基化及其对重金属离子的溶解作用等[18]。

微生物对重金属离子氧化还原作用的主要机理是通过改变重金属离子的化合价来改变重金属的稳定性及络合能力[19]。如耐铬微生物能够将Cr（VI）还原成Cr（III），使铬的毒性降低。张雪霞等[20]在受砷污染的土壤中发现了富集砷抗性的细菌，在厌氧环境中对该细菌进行培养，观察其对砷的还原能力，结果表明：在21 h内，As（V）就被完全还原为As（III）。Chang等[21]在污水处理厂的水体中发现了1株嗜硫酸盐细菌（Sulfatereducingacteria，SRB），该细菌可以将 Cr6+还原为低毒的溶解度较小的 Cr3+，使水体中重金属的毒性大大减弱。

在微生物（主要为假单胞菌属子）的作用下，土壤中Cd、As、Hg、Pb等金属或类金属离子都能够发生甲基化反应，从而降低重金属离子对其的毒性。

微生物对重金属离子的溶解作用主要是指土壤中的微生物在土壤滤沥过程中分泌出的有机酸能将土壤中的重金属离子络合、溶解[22]。

2微生物和植物联合修复技术

目前，单一应用微生物修复方法修复土壤中的重金属污染仍存在一定局限性，如土壤中的土著菌修复效率低，其活性易受一系列外界环境条件的影响。为了克服这些缺点，改善和提高微生物修复土壤重金属污染的效果，微生物和植物联合修复技术被广泛应用于实践中[23]。

微生物和植物联合修复是通过微生物、植物之间的互利作用来提高土壤重金属的修复效率。植物为微生物提供了良好的生长环境，叶片光合作用、根系分泌物、落叶残体等为根系土壤微生物提供了生长所需的各种营养元素。微生物则通过活化土壤中的重金属，促进植物吸收土壤中的有益生长元素，以增加植物生物量的方式提高植物的修复效率[24]。冯莉等[25]将荧光假单胞菌施入烟草根际土壤后，烟草根系数量明显增多，根长而粗，根系活力明显提高。

目前，对于微生物和植物联合修复技术的研究主要有：①对微生物和植物联合修复中菌根作用的研究；②对微生物和植物联合修复中植物根际分泌物作用的研究。

2.1微生物和植物修复中菌根的作用

菌根是指土壤中真菌菌丝和高等植物营养根系形成的一种共生体，广泛存在于自然界中[26]。在这一共生体中，植物为寄宿在其根部菌根的生长提供必要的碳水化合物。菌根的作用表现在以下3方面：①通过庞大的菌丝网络伸展到植物根系难以到达的区域，从而促进植物对土壤中矿质养分的吸收；②将土壤重金属吸附并聚集在菌根菌丝、泡囊和植物根系等部位，以阻止重金属向植物体内传输，同时改变土壤的理化性质，促进植物的稳定生长；③提高植物的抗逆性，进而增加植物根系以及地上部分的生物量[27-28]。

根据菌根生长位置的不同，可将菌根分为外生菌根、内生菌根及内外生菌根，其中应用最广泛的是外生菌根真菌和内生菌根真菌[29]。

外生菌根是真菌和植物营养根系所形成的一种共生体，其结构可分为哈蒂氏网（Harting net）、外延菌丝（Extraradicalhyphae）、菌套（Mantle）、和菌索（Rhizomorph）四大部分。王小敏等[30]通过研究菌根影响超富集植物对Cd、Zn等重金属富集程度发现，外延菌丝的密集程度与菌丝吸附重金属的能力呈正相关。

目前，对于植物内生菌根的研究主要集中于丛枝菌根真菌（AMF）及深色有隔内生真菌（Dark Septate Endophytes，DSE）。

当重金属胁迫从枝菌根（Glomus intraradices）时，从枝菌根会分泌出一些特殊物质改变重金属在植物体内的分配以及生物有效性，从而降低重金属对植物的毒害程度，提高植物对重金属的耐受性。此外，AMF还可以通过改变土壤的酸碱度、改善植物的营养状况及植物分泌物组成来改变根际微环境，从而减弱重金属对植物的毒性。刘茵[31]研究发现，黑麦草在接种从枝菌根后，根部所积累的Cd元素明显增加，同时改变了黑麦草地上部的品质。王宇涛等[32]研究发现，玉米在接种从枝菌根真菌后，明显抑制了重金属对其的毒害作用，生物量和株高明显增加。

DSE是一类生态学功能多样、种类组成广泛、定殖于植物根内、不产孢子或产无性孢子的子囊菌或半知菌。目前，DSE 与植物根系形成的共生复合体被广泛应用于重金属污染土壤的生物修复及污染土壤植被修复方面。DSE是植物根际重要的益生菌，与宿主植物互作形成共生体，对宿主植物具有促生抗逆作用，包括提高植物对干旱及重金属污染等逆境胁迫的抗性、诱导植物产生系统抗性、抵御病原菌生物胁迫等[33]。Li等[34]研究表明，种植在含铅、锌、镉混合污染土壤中的玉米在接入DSE菌株（外瓶霉属 H93）后，该菌株成功地与玉米根系形成共生复合体，使玉米有效地缓解了重金属的胁迫作用，促进了玉米根系与叶的生长发育，限制了土壤中的重金属离子由植物根部向其地上部分的传输、运转，从而阻断有毒重金属在食物链中的传播。

2.2微生物和植物联合修复中根系分泌物的作用

根系分泌物是指植物在生长过程中通过根的不同部位向生长基质释放的一组种类繁多的物质，这些物质包括低分子量的有机物质、高分子的黏胶物质和根细胞脱落物及其分解产物、气体、质子和养分离子等[35]。在微生物和植物联合修复重金属污染的土壤中，根际分泌物提高植物抗重金属污染的能力主要通过以下2个方面的作用实现。①根系分泌物可以改变植物根系周围土壤重金属离子的形态，酸化土壤中不溶性重金属离子，螯合、还原土壤重金属离子等[36]。②根系分泌物可以改变植物根系周围土壤环境的酸碱度，并使其周围的土壤持续处于氧化还原状态。植物根际环境的改变为根际微生物提供了丰富的营养物质，同时吸引了微生物在根际周围聚集，从而产生根际聚集效应。

3展望

相比于传统的物理化学方法，应用微生物方法修复土壤重金属污染简捷高效，应用范围广，具有良好的社会、生态综合效益，在土壤重金属污染的修复实践中必将有广阔的前景和巨大的潜能。目前，虽然对微生物修复技术研究取得了一定进展，但有待于在以下几个方面进一步研究。①在已有的研究基础上，继续筛选、驯化新的高效降解微生物菌种，开发基因工程菌。②将微生物修复技术与植物修复、生态修复、物理化学修复相结合，提高修复效果和增加修复的经济效益。③多学科、多技术、多角度研究微生物修复技术的机理、工艺流程。土壤的重金属污染修复是一项系统、复杂的工程，需要物理、化学、生物学、生态学、地质学等不同学科的交叉应用，运用基因工程、细胞工程、酶工程等新的生物技术解决修复过程中可能出现的各种问题，从而提高生物修复的效率、降低处理成本。④制订并出台有关生物修复技术的国家标准及行业规范。针对修复过程中出现的具体情况制订相应的规范制度，使生物修复具有更强的针对性、规范性与可操作性。⑤生物修复技术应由实验室向大田试验验证的方向不断推进，将理论研究与修复实践相结合。⑥建立有关生物修复大田试验的标准，推动系统修复污染土壤产业发展以及我国生物修复产业化进程。⑦加大对排污企业执法检查，严惩不达标排放，真正做到从源头上截断污染源，形成防治并举的良好格局。

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安徽农业科学2016年

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作者：姚航张杏锋吴炽珊

植物耐性机理管理论文篇2：

重金属耐性植物芒草金属累积能力的研究

摘要：本文阐述了当前新起的植物修复技术，是较传统修复方法更符合可持续发展污染的治理模式。在介绍土壤重金属污染植物修复主要机理的基础上，通过采集金属矿区的芒草植物，测定其中铅、锌、镉的含量，总体上芒草对这3种重金属的耐性顺序是Pb

关键词：土壤重金属污染；植物修复；芒草；积累特性

Study of Heavy Metal Accumulation Characteristics of Miscanthus Sinensis

Wen Jing

（Environmental Monitoring Centre of Langfang，Hebei 065000）

1 引言

土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分。随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重，目前，全世界平均每年排放Hg约1.5万吨，Cu340万吨，Pb500万吨，Mn1500万吨，Ni100万吨^[1]。据我国农业部进行的全国污灌区调查，在约140万hm2的污水灌区中，遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%，其中轻度污染的占46.7%，中度污染的占9.7%，严重污染的占8.4%^[2]。

土壤重金属污染具有污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解的特点，并可经水、植物等介质最终影响人类健康。因此，治理和恢复的难度大。在讨论土壤重金属污染物来源和分布的基础上，评述土壤重金属污染修复技术研究进展，是迫在眉睫的，本文通过研究芒草对铅、锌、镉三种重金属的耐性，得出芒草对重金属的积累特性，分析其作为植物修复材料的可行性，旨在为重金属污染土壤的有效修复提供科学的依据。

2 土壤重金属污染植物修复研究进展

传统的重金属污染土壤修复技术通常采用物理和化学方法，如排土填埋法、稀释法、淋洗法、物理分离法和稳定化及化学法等。其原理主要是通过减少土壤表层污染物的浓度，或增强土壤中的污染物的稳定性使其水溶性、扩散性和生物有效性降低，从而减轻其危害。这些传统的修复方法虽然治理效果较好，历时短，但也有许多缺陷，如成本高，难于管理，易造成二次污染，对环境扰动大。

为寻求更有效、可行的解决办法，近年来，一种针对重金属的植物修复技术（phytoremediation）引起了公众及科学界的广泛兴趣。通过金属积累（metal-accumulating）植物吸收、转运并积累从而去除土壤中有害金属（包括放射性物质），被誉为一种低成本、更有效的绿色技术。主要有植物提取、植物过滤、植物挥发和植物稳定等技术。与传统的处理方式相比，植物修复主要优点有：以阳光为能源，节省人力物力，处理设施小，成本低，适合大规模的应用；利于土壤生态系统的保持；对污染地景观有美学价值，对环境基本没有破坏作用，易为公众所接受。但也有其不足之处：大多数超积累植物根较浅，生物量小，生长缓慢，通常比其他物理-化学技术耗时长；土壤质构、pH、盐度、污染物浓度及其他毒性物质可能使超积累植物植被的形成受到限制；污染物能通过落叶重新回到土壤中去；超积累植物可能为人或动物误食导致食物链的污染。因其比较优势更为突出，科学工作者对这种应用于重金属污染土壤的修复技术寄予厚望，并努力尝试采取各种措施来弥补其不足。

3 重金属污染土壤植物修复的主要机理

植物修复是指以植物忍耐和富集某种或某些有机或无机污染物为基础，利用植物或植物与微生物的共生体系，清除环境中污染物的一门环境污染治理技术^[3]。根据其作用范围，它主要有4部分组成：植物萃取技术（phytoextration）、根际过滤技术（rhizofiltration）、植物固化作用（phytostabilieation）、植物挥发作用（phytovolatization）。目前狭义的植物修复技术主要是指植物萃取技术。

1）植物萃取技术：利用植物的各界和超积累功能将土壤中的金属萃取出来，富集并搬运到植物根部可收割部分或植物地上持枝条部位^[4]。

2）根际过滤技术：利用超积累植物或耐重金属植物从污水中吸收、沉淀和富集有毒金属。

3）植物固化技术：利用耐重金属植物或超积累植物降低重金属的活性，从而减少重金属被淋滤到地下水中的可能性。

4）植物挥发作用：植物挥发作用是植物萃取作用相联系的。利用植物的吸取、积累、挥发而减少土壤污染物。目前研究最多的是金属元素汞和非金属元素硒。

4 实验结果与讨论

芒草是我国南方广泛分布的一种苇状草本，生长量极大，对矿区环境具有很强的耐性，能在金属矿区废弃地形成优势种群。本文以生长在废矿、尾矿和公路的芒草对Pb、Zn、Cd等几种重金属的积累状况为研究，以进一步认识该植物耐重金属特性。

实验过程通过采集金属矿区的芒草植物，将其磨碎消解后采用原子吸收光谱法测定其中铅、锌、镉的含量。

4.1 实验结果

尾矿，废矿以及公路上的土壤中铅、锌、镉的含量见图4-1。

由上图可见，重金属元素几乎在公路地点的含量较其他两个地点高，这说明公路地区的金属含量相对较高，应该是受到了比较大的交通运输渠道带来的污染。同时，镉为该矿区三种元素中含量最少的。

采用原子吸收光谱法后测得在三个地区的芒草的三种金属的含量，见表4.1和图4-2。

从图4-1和图4-2可以看出，芒草中Pb、Zn、Cd的含量与土壤中的金属含量基本上成正相关。

4.2 结果讨论

1） Chamberlain^[5]曾定义过植物对重金属的“富积因子”（Concent ration factor）的概念来衡量植物对重金属的吸收能力：金属矿区芒草种群对重金属的积累及其与土壤特性的关系：富积系数= 植物中重金属含量/ 基质中重金属含量富积系数越高，表明该植物对重金属的吸收能力越强，见图4-3。

从图4-3可以看出，芒草对这3种重金属的耐性顺序是Pb

2）植物的转运系数为植物的地上部分与地下部分的比值，即转运系数TF=C地上部分/C地下部分。转运系数提出被用来表征植物将重金属富集到地上部分的能力，很明显，转运系数大的就越符合耐重金属植物的要求。图4-3显示了三个地点芒草对四种重金属的转运系数。

从上图整体上可以看出，芒草的地上部分（茎，叶）中金属含量基本上都相对于根中的含量高，这就基本符合了超积累植物的特征要求，可以将金属在地上部分富集起来，便于采割后集中处理，为较理想的植物修复材料。

5 结论

1）总体上芒草对这3种重金属的耐性顺序是Pb

2）芒草是一种较好的耐性植物修复材料，其地上部分对金属的累积量相对于地下部分要高。而且芒草是在我国南方广泛生长的植物，如果用于处理土壤的重金属污染，可以达到净化和美化环境、经济实用等目的。

3）芒草是一种可塑性较强的植物，长期在高浓度重金属环境中生长的种群能够分化出更强的积累特性。因此，在有一定开采历史的金属矿区或其它受重金属污染环境中生长的芒草种群很有可能形成重金属耐性生态型，其耐性极限有待于进一步深入探讨。

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收稿日期：2013-6-9

作者简介：闻静（1986-）女，助理工程师，从事环境监测工作.

作者：闻静

植物耐性机理管理论文篇3：

蚯蚓分泌液在植物修复重金属污染土壤中的应用

摘要：植物修复技术作为一种新兴的土壤修复技术，被广泛运用于重金属污染土壤治理中。蚯蚓分泌液中含有大量能够促进植物生长发育的营养元素和可络合、活化重金属的胶粘物质。该文综述了蚯蚓分泌液在植物修复重金属的应用研究，分析了其对植物修复重金属污染土壤的作用。

关键词：植物修复;蚯蚓分泌液;重金属

近几十年来，我国土壤重金属污染因城市化和工业化进程而加剧，耕地、农田、矿区、城市居住区等土壤都存在不同程度的重金属污染[1]。由于重金属具有隐蔽性、长期性、累积性和不可逆性的特点，生物不可降解性和相对稳定性的特征，重金属一旦进入到土壤和其他环境介质中，最终可能会进入食物链威胁人类健康[2]。

传统的土壤重金属污染修复方法主要有客土、电动、淋洗等物理化学方法，这些方法虽然能够快速灵活地降低重金属污染，但也存在运行成本高，可能产生二次污染等问题[3]。植物修复技术作为一种新兴的土壤修复技术，操作方便，且具有保护土表、防止水土流失、美化环境等优点，是现阶段最重要的土壤修复技术之一[4]。研究报道，植物只能吸收其根系周围的重金属，植物吸收根际土壤中的重金属后，根系周围土壤的重金属浓度会下降[5]，并影响植物对重金属进一步的吸收。因此，众多研究者通过改良植物修复技术来提高植物富集重金属的效果[6-7]。而蚯蚓分泌液中含有大量植物所需的营养物质及-CO0H、-NH2、-C=O等活性基团的胶黏物质，其中胶粘物质能络合、螯合重金属，提高土壤中重金属活性，同时胶黏物质乂是微生物的生活基质[8-9]。本文综述了蚯蚓分泌液在植物修复重金属土壤中的应用研究进展，以期为蚯蚓分泌液应用于植物修复重金属污染土壤提供参考。

1 植物修复概况

植物修复重金属污染土壤可分为植物固定、植物提取、植物挥发及根系过滤4种类型。植物固定是植物根系对重金属的吸收、螯合等作用，降低重金属在土壤重的迁移转化能力;植物提取是通过超富集植物积累土壤中重金属到植物根茎叶壳籽等部位，最终对植物进行处理;植物挥发是通过植物根系分泌殊物质将吸收到体内的污染物转化为气态物质并释放到大气中;植物过滤主要是根系对重金属的沉淀和富集[10-11]。植物修复最终还是通过超积累植物对重金属进行吸收、富集的，然后通过处理植物来达成修复重金属污染土壤的目的。

已有研究表明，众多植物均能有效吸收和富集重金属元素，目前发现的超积累植物多达几百种[12]。由表1可知，1种重金属可以被多种植物富集，1种植物也可以积累多种重金属，如芒麻（Boehmerianivea）对As、Cd均有超富集作用，印度芥菜（Brassica junceL.）谢Pb、Cd均有超富集作用。

虽然植物修复被认为是最理想的土壤重金属修复技术，但修复植物对污染物质的耐性是有限的，当土壤中重金属浓度超过植物的耐受性界限，就不适合进行植物修复。一些植物生长具有地域性的差异性，植物生长由于光照周期长短或者季节变换，在不同生境下植物生长类型各不相同，在受污染地区一些污染地区土壤可能并不适合修复植物的生长发育。另有研究发现，大多数植物根系的大部分集中在土壤表层，植物吸收根际土壤中的重金属后，根系周围土壤的重金属浓度下降[5]，对于污染较严重，重金属迁移至深层土壤中，从而影响了植物对重金属进一步的吸收。一般植物生长周期较长，对需要快速治理的污染土壤不能够满足植物修复的要求。修复植物多数为野生植物，一般具有种子小、落粒性强，种子比较难于采集，并且在污染土壤达标后，修复植物的自然生长会像杂草一样影响作物生产[13-14]。

2 分泌液对植物的作用

众多研究表明，蚯蚓分泌液液中含有大量的有机物质、NH4+-N、NO-3-N、氮磷钾等植物可利用营养成分，促进了植物生长[15]。郑亮[16]研究表明，较高浓度的蚯蚓分泌液显著提高了绿豆种子的发芽势，降低了小麦和番茄种子的发芽势，幅度分别达到14.8%、13.3%和69.0%;分泌液对植物幼苗植株的增高、植物幼苗的叶面积以及平均叶长均有显著的促进作用（P<0.05）。卓少明等[17]研究表明，一定浓度的蚯蚓分泌液可以降低豌豆和相思豆的发病率，并且对它们的生长具有促进作用。葛成军等[18]研究表明，蚯蚓分泌液对朝天椒、菜心2种种子的萌发具有一定的影响，具体表现为“低促高抑”的现象。田华等[19]研究表明，蚯蚓分泌液能够延缓储存期间圣女果果实的衰老进程，保持果实的营养成分和贮藏品质。张树杰等[20-21]研究表明，蚯蚓分泌液液中含有大量的可溶性有机碳（DOC）、氮磷钾等植物可利用营养成分，促进了植物生长以及对重金屬的富集。在Cd污染胁迫下，蚯蚓分泌液分别使番茄幼苗根系、茎和叶的鲜重增加123.9%、16.2% 和 32.0%。Nadana Raja Vadivu Ganapathy 研究发现，对不同处理的植物生长参数进行比较，冷（4℃）分泌液（1：10）处理在根、芽和幼苗长度、活力指数和发芽率方面显著高于其他处理，而其他处理（温暖和正常）则显著低于低温处理，分泌液处理组均能够显著增强植物的生长[22-23]。史志明等[24]研究表明，蚯蚓分泌液促进了黑麦草的生长，添加分泌液处理组根系鲜重比不添加分泌液处理组增加33.6%～146%，地上部分和整株黑麦草生物量的鲜重比不添加分泌液处理组增加12.4%～35.8%和34.5%～59.6%。蚯蚓分泌液还促进了黑麦草对有机物质菲的吸收，吸收量增加62.8%。陈玉香[25]研究表明，蚯蚓分泌液能够促进秸秆中微生物的群落丰度，增加微生物多样性，分泌液对加速玉米秸秆的分解具有重要作用。

3 分泌液对植物修复重金属的作用

蚯蚓分泌液富含多种活性基团及有机物质，而有机物质，特别是小分子有机物，如有机酸及氨基酸能够溶解重金属化合物和含重金属的矿物，提高土壤中重金属的生物有效性[26-28]，以及分泌大量粘液蛋白对重金属的络合作用，这是蚯蚓分泌液提高土壤中重金属活性的主要机理之一[29]。低分子有机酸在土壤环境中可参与成土作用，促进矿物溶解，改变根际土壤理化性状，缓解植物根系缺氧症状，促进植物对养分的吸收。同时，它能促进土壤中重金属的溶解，有助于超富集植物对重金属的吸收和清除也有研究发现，蚯蚓可以通过分泌胞体蛋白、金属巯基基团、重金属螯合蛋白等降低Cu和Zn的有效性。zhang等[21]研究表明，在添加蚯蚓分泌液的情况下，植物体中重金属Cd浓度升高22.5%、14.4%和28.9%，Cd富集量增加173.2%、14.5% 和75.4%。

蚯蚓分泌液可以通过激活微生物活动调控土壤重金属的化学行为，提高植物修复重金属污染土壤的效率，从而达到修复土壤重金属污染的目的。蚯蚓分泌液的主要成分为糖类和蛋白质，其中含有大量的糖蛋白、缩氨酸、氨基酸等物质，这些物质可以作为微生物良好的同化碳源，与此同时也可促进微生物生长繁殖，增加微生物丰度及多样性[31-34]。微生物还可分泌出质子、有机化合物质等，这些物质对土壤中重金属具有活化作用。另外，微生物也可通过对重金属价态的转化或通过刺激植物根系的生长发育来影响植物对重金属的吸收[35]。但同时也有研究表明，微生物对重金属具有吸附作用，从而降低其可移动性和生物有效性，减少土壤内的金属含量[7]。

4 结语

由于蚯蚓分泌物中富含氮磷钾等利于植物生长的营养物质，可促进植物的生长。因此，在植物修复重金属土壤中，加入蚯蚓分泌液可直接加快植物吸收、富集重金属速度，加快植物修复进程，从而间接性的提高植物修复重金属的效率。分泌液中同样富含黏液蛋白等粘性物质，可络合、螯合土壤中重金属，降低土壤重金属活性。分泌液中的有机酸、氨基酸等物质，可增加植物根际微生物丰度和多样性，促进微生物与重金属发生络合、螯合、沉淀等作用，降低重金属迁移的能力。

从蚯蚓分泌液增快植物生长速率、促进植物根际微生物繁殖和降低重金属活性来看，蚯蚓分泌液缩短了植物修复周期，增强了植物富集能力，降低了土壤重金属含量等。因此，蚯蚓分泌液在植物修复重金属污染土壤中具有较强的可行性及应用价值。

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