Page 121 - 《环境工程技术学报》2022年第5期

第 5 期 胡劲召等：磺胺甲恶唑胁迫下人工湿地植物与根际微生物的响应 · 1477 ·

并 用 Origin 201 软件进行绘图；采 用 Alph 多样性 到影响，无法吸收根表富集 的 SMX，使 得 SM 从根
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分 析 评 价 微 生 物 群 落 的 丰 富 度 和 多 样 性 ， 利用 部重新释放于水中。周品成等 [23 ] 研究发现，随着水
PICRUS 功能预测软件进行微生物群落代谢功能预 培液中抗生素浓度的增加，高浓 度 (大 于 100 µg/L)
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测。使用单因素方差法分析不同植物对相同浓度 的抗生素会抑制植物生长，使植株株高和叶绿素浓
SM 的去除率以及同一植物在不同浓 度 SM 胁迫 度显著小于对照处理；Li 等 [14 ] 发现较高浓 度 (大于
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下生理指标间的差异性，其中 当 P<0.0 时认为具有 10 µg/L 环丙沙星、土霉素和磺胺嘧啶对芦苇根活
)
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显著性差异。 力 及 叶 片 叶 绿 素 合 成 有 抑 制 作 用 ， 而 较 低 浓度
(0.1～1.0 µg/L 抗生素则有促进作用。 种人工湿地
)
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2 结果与讨论
植物中，唐菖蒲和风车草对 1～100 mg/ 的 SMX
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2.1 种人工湿地植物 对 SM 的去除效果 的平均去除率分别 为 27.45%～45.32 % 和 35.87%～
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5 种植物水 培 30 后对不同初始浓度 的 SMX 61.48%。唐菖蒲为根茎型植物，耐污能力较强，而风
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(1～100 mg/L 的去除率如 图 1 所示。由 图 1 可见， 车草为须根型植物，根系发达，能够更好地适应和耐
)
当 SM 浓度 为 1 和 10 mg/L 时， 对 SM 去除率最高 受抗生素环境，生物代谢活性高，这可能 是 2 种植物
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的是水 芹 (65.39%、52.97%)，其次是风车 草 (61.47%、 具有较 强 SM 去除性能的重要原因。研究表明，人
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48.56%)。SM 浓度 为 30～100 mg/ 时， 对 SM 去 工湿地植物对抗生素环境的耐受性很可能取决于其
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除率最高的为风车 草 (35.87%～43.22%)，其次是唐 根系发达程度，根系越发达，分泌的根系分泌物就越
菖 蒲 (27.45%～35.21%)。值得注意的是，水葱、水芹 多，从而更好地缓解抗生素的胁迫和改善周围的根
[22]
对 SM X 的去除率随着时间的推移而显著下降。 际环境，降低外界环境毒性 。
SM 浓度较低时，抗生素对植物的胁迫作用较弱， 2.2 SM 胁迫下唐菖蒲和风车草生理指标变化
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此时植物根部通过主动吸收和物理吸附去 除 SMX， 2.2.1 根系活力
而高浓 度 SM X 可能对 这 2 种植物的根系产生较强 根系活力大小可以反映根系代谢强度大小。由
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影响。SM X 的去除分 为 2 个阶段：前期大 量 SMX 图 2 可见，SM 浓度 为 1 和 10 mg/ 时， 种植物的
被吸附于植物根部；随着抑制作用增强，根系活力受 根系活力均高 于 SM X 浓度 为 0 mg/ 时，说明植物
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注：字母相同表示 在 P=0.0 时差异不显著，字母不同表示 在 P=0.0 时差异显著。
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图 1 种植物水 培 30 后对不同初始浓 度 SM 的去除率
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Fig.1 Removal rates of SMX with different initial concentrations of five plants after 30 days of hydroponic cultivation