接种根际促生溶磷菌对龙葵吸收累积镉及土壤微生物群落结构功能的影响

摘要

本研究旨在研究根际促生溶磷菌(PSB)对龙葵累积土壤Cd的促进效应及其对根系土壤微生物群落和功能的影响.利用摇瓶实验评估了8株PSB对难溶性镉的活化能力,挑选溶镉能力较强的Enterobacter cloacae(EC)和Acinetobacter pittii(AP)两株菌,将其分别与龙葵联合进行了盆栽实验.取盆栽实验30d和60d的根际土壤进行宏基因测序,研究了接种PSB后对土壤微生物群落结构和功能的影响.结果表明,与未接菌处理相比,接种AP和EC后龙葵对土壤Cd的累积量分别提升了46.22％和17.28％,且促进了龙葵对Ca和Zn的吸收.接种AP和EC后龙葵根系土壤溶液有机酸(特别是乳酸、琥珀酸和棕榈酸)含量明显增加,降低了根际土壤的pH值,导致铁锰氧化态和碳酸盐结合态Cd向可交换态转变.根系土壤宏基因测序结果表明,与未接菌相比,接种AP和EC提高了龙葵根际土壤微生物丰度和物种多样性,明显增加了龙葵根际土壤微生物群落中Betaproteobacteria和Acidobacteria的丰度,且提高了根际微生物细胞活性和生物转运功能、碳水化合物代谢和氨基酸转运和代谢等功能,促进了根际土壤Cd的活化和生物转运.研究发现,接种根际促生溶磷菌可通过自身对土壤难溶性Cd的活化以及影响根系微生物群落结构和功能两种因素增加根系土壤中有效Cd的含量,进而促进宿主植物对土壤Cd的累积.