As和Ni超标矿山土壤对不同桑树品种生长及根际微生物多样性的影响OA北大核心CSTPCD

闭库尾矿库土壤生态修复及土地再生利用,不仅避免了随意排放风险,还能增加土地使用面积。桑树根系旺盛,抗逆性强,生物量大,用途广泛,在矿山重金属超标土壤修复和再利用中具有巨大潜力。本研究采用原土盆栽法比较3个桑树品种(Y120、G12和G62)一年生幼苗在矿区砷(As)和镍(Ni)复合污染土壤中种植60 d后的生长情况,以及桑树不同部位对As和Ni的富集差异,同时采用宏基因组分析桑树根际土壤微生物的差异,初步阐明不同桑树品种对As和Ni复合污染矿山土壤的适应能力及与其根际土壤微生物多样性间的关系。结果表明:种植60d后,3个桑树品种根际土壤Ni的污染指数均从种植前的中度降为轻度,G62根际土壤As的污染指数则从重度污染降为中度污染。3个桑树品种的地上部分和根系生长部分均受到抑制,但G62的生长总体优于Y120和G12,G12生长较差。3个桑树品种对As的转运系数和富集系数均小于Ni,对As的富集能力为根>叶>茎,根部积累As的量占植株总量的47.33%~50.52%,品种间差异较小,但对Ni的富集能力则在不同品种间存在差异,G12、G62、Y120根部Ni积累量占植株总量依次为25.67%、38.46%和47.14%,品种间差异较大。生长较好的G62根际土壤中Nocardioides、Thiomonas和Rhizobium 3个属的丰富度显著高于G12和Y120,其中Thiomonas sp.在G62中丰富度最高,结合G62根际土壤As的污染指数下降较多的事实,说明这些属和种可能更多地参与桑树根际对As的阻隔吸收或解毒。Sphingopyxissp.在G12中丰富度最高,该品种在体内转移和富集的As和Ni均最低,可能与其更多地参与桑树对As和Ni复合污染的解毒有关。研究结果为筛选出适宜矿区生长的抗复合重金属的桑树品种及可促进桑树在As和Ni复合污染矿山土壤生长的菌株筛选和利用奠定基础。