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土壤中糖类物质是有机质的活性组分,对土壤物理、化学以及生物特征等方面均起着至关重要的作用。植物幼苗根围土壤中可溶性糖的积累与植物生长环境息息相关。植物生长过程中,矿物质以及水分等营养物质通过植物根系被植物吸收利用,同时根系向土壤中分泌输送大量分泌物,根系中分泌的可溶性糖能够调节根系渗透压,从而促进植物适应环境变化,维持植物正常生长。近一个世纪以来,全球大气CO2浓度随着工业进程的加快而明显升高,与此同时,土壤中的重金属污染也越发严重广泛,因此生态环境问题对植物及其根围土壤的影响也逐渐凸显。目前,关于重金属对土壤中可溶性糖积累影响的研究已经取得了初步进展,但众多研究中均未详细探讨重金属污染与大气CO2浓度升高耦合作用时,植物根围土壤中各单糖的积累特征。植物中可溶性糖对重金属污染较为敏感,因而根围土壤中单糖含量常作为评价土壤重金属污染程度的重要生理指标。因此,本实验以刺槐幼苗为研究对象,采用盆栽实验方法探究了当大气CO2浓度升高(~750μmol/mol)时和Cd污染(0、0.45和4.5 mg·kg-1干土)对幼苗根围土壤可溶性糖含量的影响,主要研究结果及结论如下:1.大气CO2浓度升高及Cd污染对土壤理化因子产生不同程度影响。大气CO2浓度升高时,根围土壤中可溶性N含量显著降低(p<0.05),而土壤中pH、可溶性C、可溶性C/N比均显著升高(p<0.05)。单一Cd处理对可溶性C、N均无显著性影响;大气CO2升高与Cd污染耦合作用时,随着Cd处理浓度的增加,土壤pH显著降低(p<0.05)。2.大气CO2浓度升高及Cd污染对根系可溶性糖含量影响显著。定量测定了根系甘露糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖四种单糖,大气CO2浓度升高时,四种单糖含量显著增加(p<0.05),大气CO2浓度升高与Cd污染耦合作用时,随土壤Cd浓度升高,单糖含量表现出升高-降低的趋势。3.大气CO2浓度升高及Cd污染对根围土壤不同来源单糖含量产生不同影响。大气CO2升高和Cd污染耦合作用下,甘露糖和半乳糖的含量均显著大于对照环境,且随着Cd处理浓度的增加而显著增加(p<0.05);正常大气CO2浓度时,葡萄糖和阿拉伯糖在土壤中积累含量随着Cd处理浓度的增高表现出升高-降低的趋势,而大气CO2浓度升高与Cd污染耦合作用对其无显著性影响。实验测得刺槐幼苗根围的GM/AX值在0.5~2范围内,因此,耦合条件下土壤中糖类积累是植物和微生物共同作用的结果。4.大气CO2浓度升高及Cd污染环境下,根系可溶性糖的分泌对土壤可溶性糖积累有显著性影响(p<0.05)。大气CO2浓度升高时,根围土壤中甘露糖和半乳糖分别与根系甘露糖和半乳糖呈显著(p<0.05)负相关;单一Cd处理时,根围土壤中甘露糖与半乳糖分别与根系甘露糖、半乳糖呈显著(p<0.05)负相关;耦合作用时,根围土壤中总可溶性糖与根系总可溶性糖呈显著负相关(p<0.05),但单糖与根系单糖含量之间相关性不显著。5.RDA分析表明,根围土壤pH值、根系C和C/N比是根系可溶性糖含量的显著(p<0.05)影响因子,此外,土壤可溶性Cd显著降低根系甘露糖、葡萄糖、半乳糖以及阿拉伯糖四种单糖的积累(p<0.05);耦合作用下,根围土壤pH以及根系N与土壤单糖积累显著相关(p<0.05),根系N显著降低根围土壤单糖含量(p<0.05)。6.总体来看,大气CO2浓度升高及Cd污染耦合作用时,根围土壤中甘露糖、木糖以及半乳糖含量显著大于单一CO2处理(p<0.05),甘露糖、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖含量显著大于单一Cd处理(p<0.05);CO2与Cd处理对刺槐根围土壤中可溶性糖的积累交互作用显著。