文档介绍：生态环境学报 2011, 20(4): 676-680
Ecology and Environmental Sciences
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植物根系分泌物分析及对湿地微生物群落的影响研究
陆松柳,张辰,徐俊伟
上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海 200092
摘要:植物是人工湿地的重要组成部分,其通过根系分泌物对湿地中的微生物群落结构产生影响。本研究分析了美人蕉
(Canna indica)、茭白(Zizania caduciflora)、千屈菜(Lythrum salicaria Linn)等 3 种湿地植物的根系分泌能力及分泌物组成。
3 种植物的根系分泌物主要组成物质相似,均含有小分子有机酸、酚类、芳香族蛋白质,但各组成比例有所差异。分泌能力
则随生长周期持续下降,千屈菜的分泌能力远强于美人蕉和茭白。本研究利用醌指纹研究人工湿地中微生物群落结构,结果
发现不同湿地植物对湿地中微生物的组成和多样性产生显著影响。
关键词:人工湿地;湿地植物;根系分泌物;醌指纹
中图分类号:X17; Q943
文献标志码:A
文章编号:1674-5906(2011)04-0676-05
人工湿地技术作为一种生态处理技术,目前已
在国内得到广泛的应用,不仅在生活污水、养殖污
水等水体的处理上有较多应用[1-3],在景观水体修复
上的前景更为广阔[4-6]。植物是人工湿地的重要组成
部分,既可以改善基质物理结构,也可以影响湿地
中微生物的群落结构,主要通过根系输氧和根系分
泌两个途径进行。
根据根际区理论,植物可以利用自身的光合作
用制造氧气,并通过根系向周围的基质输送,从而
在植物的根系区形成好氧、缺氧和厌氧区,为湿地
中的好氧、兼性及厌氧微生物分别提供适宜的生存
环境[7-10]。与根系输氧类似,根系分泌的有机物主
要也来源于光合作用,但其各异性更大,对湿地微
环境的影响也更大。研究表明,植物光合作用中形
成有机物的 28%-59%转移到地下,其中 4%-70%
通过分泌作用进入土体[11]。
植物根系分泌物是指在一定的生长条件下,活
的且未被扰动的根释放到根际环境中的有机物的
总称[12]。广义上的根系分泌物可根据分泌物的性质
分为细胞脱落物和裂解物、高分子量的凝胶状物、
低分子量的有机化合物;也可以根据分泌物的来源
分为分泌物、渗出物、裂解物[13-17]。
目前已发现的植物根系分泌物中的种类多达
200 种以上,包括糖、氨基酸、有机酸、生物酶等物
质[18],这些物质为微生物的生存创造良好的条件,
促进根际的生物降解,提高人工湿地的净化能力。
本文通过分析美人蕉(Canna indica)、茭白
(Zizania caduciflora)、千屈菜(Lythrum salicaria
Linn)等 3 种植物的根系分泌能力,结合长期运行
下不同植物湿地中微生物群落结构的差异,初步探
讨湿地植物对人工湿地微环境的影响,为湿地植物
的选择提供理论支持。
1 装置与方法
人工湿地
采用潜流式人工湿地,由三组湿地并联组成,
每块湿地面积 3 m2(4 m× m× m,坡度 1%),
湿地主体部分为