根瘤菌在污染土壤修复中的作用探讨

（甘肃省草原技术推广总站，甘肃 兰州 730010）

1 根瘤菌对污染土壤修复的重要性

根瘤菌作为一种革兰氏阴性杆状细菌，其具有较强的有机污染物降解能力，同时其能够刺激其他降解菌发挥作用，进而有效进行污染物的降解。根瘤菌与豆科植物共生过程中，通过结瘤固氮能够帮助植物更好地进行生长，植物的抗病能力显著增强。在重金属矿区和工业废弃地之中，根瘤菌能够对盐渍、重金属、多氯联苯、多环芳烃有着良好的降解效果，能够有效修复该地区的生态环境。

土壤之中，众多污染物汇集、循环，土壤的污染程度将直接影响着种植作物的质量。当前，植物与微生物联合进行污染土壤修复已经成为我国污染土壤治理的一种重要技术，通过植物与微生物的协同作用来对土壤之中的有毒有害物质进行清除、降解，能够以较低的成本和安全的操作获得良好的土壤修复效果。根瘤菌是当前较为常见的微生物类别，其与豆科植物形成的共生体系能够有效提供微生物联合降解污染物的效率，改变污染物的形态，提高植物对污染物的吸收与转化速度进而降低污染物对土壤的毒害。

2 根瘤菌在重金属污染土壤修复中的作用

首先，根瘤菌对于重金属有着较强的抗性。大量研究调查表明，当对重金属具有较强抗性的根瘤菌与豆科类植物形成共生体时，其能够有效地改变重金属在土壤之中的分布和释放量，同时，根瘤杆菌还能够与土壤胶体组合作用形成复合体，对重金属离子进行固定。

其次，在长期的进化过程之中，根瘤菌逐渐能够在一定程度上适应有害物质和环境。研究学者Maynaud等人发现，在Zn和Cd存在的条件下，几种编码金属流出及隔离基因的表达有着显著的上升，该研究表明，这些基因与根瘤菌耐受金属原理有着密切的联系。第一，根瘤菌能够降低细胞外层屏障的通透性，重金属离子便很难穿过细胞外壁进入菌体之内。第二，细胞外壁屏障包含细胞膜、细胞壁和胞外多糖、脂多糖等结构，除细胞膜和细胞壁外的附属结构能够吸附重金属，降低重金属对于细胞的毒害程度。第三，重金属即便通过了层层阻碍进入了细胞，细胞溶液和细胞液泡的螯合和分离作用也将使得重金属与胞蛋白结合以最大限度避免重金属的毒害。第四，根瘤菌还将能够运用外排排出个别类型的重金属，降低重金属的累积过量。根瘤菌与豆科植物的共生体能够有效固氮且量大，抗逆性强，其能够对重金属污染进行有效的生态修复。

3 根瘤菌在有机污染土壤修复中的作用

在对多氯联苯污染土壤的修复过程中，由于根瘤菌是一种典型的土壤微生物，在与植物共生的过程之中，根瘤菌也能为植物的正常生长提供养分，同时还能够降低多氯联苯等不能被细菌单独转化的有机物。研究结果表明，根瘤菌与植物的共生体系能够有效降低土壤之中多氯联苯的浓度，显示出了较强的修复能力。

在对多环芳烃污染土壤进行修复时，因为多环芳烃显示出极强的毒性且不易降解，多年以来，其一直是我国土壤修复类型的难题。研究学者对黑麦草、白三叶草和根瘤菌组成的共生体对多环芳烃的修复能力进行探讨后发现，在根瘤菌接种之后，植物起到了良好地对污染土地的修复效果，对于三环、四环的多环芳烃降解率达到了78%。

4 根瘤菌在滨海盐渍土壤修复中的作用

豆科植物具有一定的生物脱盐作用，能够对土壤中的可溶性盐离子进行吸收，并积累与自身体内。根瘤菌与豆科类植物相结合能够在土壤之中起到良好的固氮效果，优化植物的生长环境，随着植物数量的提升，植物的生长、细根、根瘤、落叶死亡脱落等为土壤带来了大量的有机物质，土壤养分增多。研究学者在进行田间长期定位实验时，开展了豆科类植物对滨海盐渍土壤的修复问题研究，研究结果表明长期种植紫花苜蓿和林生山黧豆，试验地的盐分和pH含量有了明显下降，有机物质、土壤含氮量则有了较大上升。由此可见，根瘤菌与豆科植物共生能够有效地运用于滨海盐渍土壤修复。

根瘤菌能够为植物生长提供养分，对于提高豆科植物的产量，修复污染土地，改善土壤肥力有着重要意义。当前，越来越多的人关注到了根瘤菌的作用，并展开了土壤修复的大量实践，但根瘤菌对于土壤的修复能力受到了诸多因素影响，根瘤菌——豆科类植物共生体系修复技术的完善和大规模推广还有很长的路要走。