镉胁迫下两株产铁载体/解磷菌株对黑麦草种子萌发及幼苗积累镉的影响

2021-10-12李美芳廖柏寒彭佩钦梅金星

中南林业科技大学学报 2021年9期

李美芳，张平，李倩，廖柏寒，彭佩钦，李靖，梅金星

（中南林业科技大学 a.环境科学与工程学院；b.稻米品质安全控制湖南省工程实验室，湖南长沙 410004）

自改革开放以来，我国经济得到快速发展，但发展的同时也带来了严重的环境问题，其中土壤重金属污染形势严峻。镉元素作为强毒性的重金属元素，易被作物吸收积累，并通过食物链迁移至人体内，威胁到植物的生长发育和人类的生命健康，且重金属镉不能被生物降解，生物半衰期较长且具有累积效应[1-2]。有资料显示，全国土壤环境状况总体不容乐观，其中镉的点位超标率达到7.0%[3]。这一现状引起了人们的广泛关注。因此，如何修复镉污染土壤已经成为世界的热点问题之一。

传统的土壤重金属污染修复技术有物理法、化学法、生物法等措施。常规的物理化学法虽然治理质量与处理效率较高，但工艺复杂，费用高，还可能导致土壤退化，破坏土壤生物多样性[4-6]。生物法主要分为植物修复和微生物修复两种方法，其中，植物修复技术因具有原位修复、无二次污染、投资费用低、适合大面积处理重金属污染土壤等特点成为一种新兴的具有广阔应用前景的绿色环保技术[7-8]。但植物特别是超积累植物有许多限制性因素，如种类少，只能积累单一重金属；生长周期长，容易受到外界条件的影响，导致修复效率不高等[9-10]。而植物-微生物联合技术有望可以解决这些限制性因素，其中微生物中的植物根际促生菌能够通过产生铁载体、溶解无机磷等方式促进植物的生长发育，增强植物对重金属的耐受能力，提高植物修复重金属污染土壤的效率[11]。微生物产生的铁载体不仅能够与铁发生螯合作用，也能螯合铝、镉、锌、铜等重金属，形成重金属-铁载体螯合物[12]。目前，关于产铁载体菌对重金属污染土壤的调控已有研究，如张璐等[13]通过在甜高粱中接种产铁载体细菌T07 后发现，该菌促进了甜高粱对铜、锌和镉3 种重金属的吸收，接种后地上部分铜、锌和镉含量分别比未接种的甜高粱提高了22.1%、26.7%和21.6%；王东升等[14]从龙葵根际土壤筛选出的2 株产铁载体菌T1、T2 可促进龙葵根系土壤难溶性形态镉向可交换态镉的转化，提高龙葵对土壤镉的吸收；除此之外，Sinha 等[15]的研究发现，接种产铁载体菌株Pseudomonas aeruginosaKUCd1 使得西葫芦Cucurbita pepo地下部分和地上部分镉的含量分别降低了59.2%和4.4%。另外，解磷微生物也是根际促生菌的重要组成部分，如Jeong 等[16]通过在芥菜上接种解磷细菌Bacillus aryabhattai和Bacillus megaterium后，提高了土壤中镉的生物有效性，提高了芥菜对重金属镉的修复效率。

黑麦草Lolium perenne为一年生禾本科牧草，生长迅速，覆盖力强，须根发达，生长在土壤表层，能够改善土壤的物理结构，其对高温、严寒和干旱环境都具有一定的适应性[17]。有研究表明，黑麦草对重金属污染土壤有一定的潜在修复能力，能对重金属产生抗性和富集作用[18]。关于黑麦草修复重金属污染土壤已有大量的研究：Guo 等[19]的研究发现，接种耐镉的植物根际促生细菌到黑麦草上，可以降低镉的毒害作用，提高黑麦草对镉的富集；冯海艳等[20]通过盆栽实验发现，接种丛枝菌根（AM）真菌促进了黑麦草对重金属镉的吸收，强化了镉在根系中的固持作用。

综上所述，这些产铁载体菌或溶磷功能菌能够调控植物对土壤重金属的吸收、转运，但菌种不同，其特性可能不同，其与植物结合可能表现出不同的促生性能。迄今，鲜见有利用同时具有产铁载体和溶磷特性的真菌与黑麦草联合修复重金属镉污染土壤的研究报道。因此，本研究以实验室自主分离的两株兼具上述特性的菌株ZR1、rL1 为试验菌株，在课题组前期研究的基础上，对菌株ZR1、rL1 进行了分子生物学鉴定及促生性能指标检测，同时研究其在不同质量浓度的镉胁迫下对黑麦草的发芽率、根长、株高、生物量及积累转运镉的影响，以期探明两株根际促生菌对促进植物生长及吸收迁移镉的作用，为后续的镉污染土壤的微生物-植物修复提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 菌株

从中南林业科技大学生命科学楼旁的一株紫叶李的根际土壤中分离得到菌株。对菌株ZR1、rL1 进行鉴定，将其测序结果在NCBI 数据库进行BLAST 比对，菌株ZR1 与Trichoderma yunnanense的同源性达到100%，菌株rL1 与Aspergillus niger的同源性达到100%。选取与菌株ZR1、rL1 同源性相近的菌株，用软件MEGA5.05 采用邻接法（Neighbour-Joining）构建系统进化发育树，初步鉴定ZR1 为云南木霉菌Trichoderma yunnanense，rL1 为黑曲霉菌Aspergillus niger。对ZR1、rL1 菌株的产铁载体能力和溶磷能力进行测定[21]，结果如表1所示。

表1 菌株的促生能力检测指标†Table 1 Indicators of strains growth promoting ability

1.1.2 供试黑麦草品种

进口多年生黑麦草种子购自江苏尚东种业公司。

1.1.3 培养基

菌种活化采用PDA 固体培养基：马铃薯200 g，葡萄糖20 g，琼脂18 g，超纯水1 000 mL，自然pH值。采用上述不添加琼脂的液体培养基制备菌悬液。

1.2 实验方法

1.2.1 菌株活化与菌悬液的制备

将4℃低温保存的ZR1 和rL1 菌株分别接种于PDA 固体培养基上，在生化培养箱中于28℃下培养3～5 d，之后再挑取菌丝转入至含100 mL 液体培养基的250 mL 锥形瓶中，放于摇床中于28℃、150 r·min-1条件下持续培养3～5 d，离心，用无菌水收获菌体于250 mL 灭菌锥形瓶中，制备成菌悬液，并提取1 mL 菌悬液进行稀释，用血球计数板计数[22]菌悬液的浓度（2×108个·mL-1），然后依次稀释成50、100 倍，其中ZR1 的2 组分别以ZR1-1、ZR1-2 表示，rL1 的2 组分别以rL1-1、rL1-2 表示。

1.2.2 种子萌发试验

试验共设5 组处理，其中4 组为染菌处理，包括ZR1-1、ZR1-2、rL1-1、rL1-2，另设1 组对照组，即不染菌处理，以CK 表示。每组处理设4 个镉处理质量浓度，分别为0、1、5、10 mg·L-1（以CdCl2·2.5H2O 配制）。具体的染菌或不染菌镉溶液配制如下：

1）染菌镉溶液：分别用以上制得的不同稀释倍数的ZR1 菌剂或rL1 菌剂配制镉质量浓度分别为0、1、5、10 mg·L-1的染菌溶液，以只加ZR1菌剂或rL1 菌剂作为对照，备用。

2）不染菌镉溶液：分别以去离子水配制镉质量浓度分别为0、1、5、10 mg·L-1的不染菌溶液，备用。

选取大小一致、籽粒饱满的黑麦草种子，用30%的双氧水浸泡种子10 min，再用无菌水反复冲洗后，将种子滤干于超净工作台，待用。之后采用滤纸发芽床法进行种子萌发，将黑麦草种子整齐排列在铺有双层滤纸的培养皿中，每个皿中放入80 粒，然后加入上述染菌或不染菌镉溶液10 mL，完全浸润种子。之后，在光照培养箱中培养7 d，培养条件为：光照16 h，黑暗8 h，温度26℃。每天加入无菌水以保持种子湿润。所有处理重复3 次。

1.2.3 黑麦草样品的采集与指标的测定

黑麦草种子经光照培养7 d 后，以各处理中最低发芽株数（49 株）进行取样，取样时将整株黑麦草洗净晾干，测量株高、根长，然后将根系和茎叶部分分开，分别称其鲜质量，70℃干燥2 h，再次称其干质量。之后，将黑麦草的根系与茎叶部分加入浓硝酸并在电热板上湿式消解后，过滤定容至25 mL，采用火焰原子吸收分光光度计（ICE-3500，Thermo 公司，美国）测定滤液中镉的质量浓度。

1.3 数据处理

所有数据均采用Microsoft Excel 2007 和SPSS 23.0 软件进行统计分析，文中数据为3 个重复样的平均值。采用显著性F测验和Duncan 多重比较法（P＜0.05）分析各处理间的差异，图采用OriginPro 8.0 软件进行处理。

其中，镉的积累量和转运系数公式为：

镉积累量=镉含量×相应器官的干质量；

转运系数=茎叶部镉含量/根系镉含量。

2 结果与分析

2.1 不同处理对黑麦草种子萌发及幼苗生长的影响

由图1可知，当胁迫质量浓度为0～10 mg·L-1时，在CK 处理和ZR1 处理下，黑麦草种子的发芽率在91.67%～96.67%范围内波动，不同镉质量浓度处理间无显著性差异（P＞0.05）；rL1 处理的发芽率均随着胁迫质量浓度的升高呈逐渐下降的趋势，且在相同胁迫质量浓度下，与CK 处理或ZR1 处理间存在显著性差异（P＜0.05）（除了胁迫质量浓度为0 mg·L-1、rL1-2 处理外）。从表2可以看出，不染菌时，镉胁迫对黑麦草的株高无显著影响（P＞0.05）；在ZR1 处理下，株高随着胁迫质量浓度的升高呈下降的趋势，特别是当胁迫质量浓度为10 mg·L-1时，ZR1-1 处理的株高显著低于对照（P＜0.05）；在rL1 处理下，随着镉胁迫的加重，株高也是持续下降，但与相应胁迫质量浓度下的CK 处理相比，均没有显著性差异（P＞0.05）。

图1 不同处理对黑麦草种子发芽率的影响Fig.1 Effects of different treatments on germination rate of Lolium perenne seeds

表2显示，在0～10 mg·L-1的镉胁迫下，接种ZR1、rL1 菌株均能促进黑麦草根系生长（除胁迫质量浓度为0 mg·L-1、ZR1 处理外）。与同质量浓度的CK 处理相比，ZR1-1、ZR1-2、rL1-1、rL1-2 处理的根长分别提高了40.00%～100.66%、100.66%～125.34%、55.74%～143.62%、66.56%～103.22%；且镉胁迫质量浓度≥1 mg·L-1时，ZR1的两个处理均达到显著性水平（P＜0.05）；对于rL1 处理，当胁迫质量浓度≤1 mg·L-1时，rL1-1 处理的影响显著（P＜0.05）；当胁迫质量浓度为0～10 mg·L-1时，rL1-2 处理的影响均显著（P＜0.05）。

表2显示，对于同一处理，在胁迫质量浓度为0～10 mg·L-1下，随着胁迫质量浓度的升高，CK 处理的根系鲜质量和茎叶鲜质量均呈下降趋势；而接种ZR1 菌株的根系鲜质量和茎叶鲜质量基本呈上升的趋势（除胁迫质量浓度为0 mg·L-1，ZR1-1 处理外）；接种rL1 菌株则与CK 处理表现出一致性。与相应胁迫浓度下的CK 处理相比，当胁迫质量浓度＞1 mg·L-1时，接种ZR1 菌株基本能提高植株的根系鲜质量和茎叶鲜质量，且当胁迫质量浓度为10 mg·L-1时，对根系鲜质量和茎叶鲜质量有显著性影响（P＜0.05）；rL1 则在胁迫质量浓度为0～10 mg·L-1时均能显著提高植株的根系鲜质量和茎叶鲜质量（P＜0.05）。在所有处理中，ZR1-1 处理、ZR1-2 处理的根系鲜质量和茎叶鲜质量分别提高了20.37%和3.81%～114.29%、6.78%～59.26% 和47.62%～111.69%，rL1-1 处理、rL1-2 处理的根系鲜质量和茎叶鲜质量分别提高了33.33%～238.98% 和17.14%～169.72%、68.52%～144.07% 和84.76%～137.73%，说明感染ZR1、rL1 菌株能在一定程度上增加植株的鲜质量。

†析分素因单的标指长生及发萌子种草麦黑对理处同2 不表Table 2 Single factor analysis of seed germination and growth index of Lolium perenneunder different treatments量质0.002 ab Weight of stem and leaf /g干Dry weight 0.056±量质叶茎量质0.015 defg鲜Fresh weight 0.109±量质0.001 cdef Root weight /g干Dry weight 0.024±量质根量质0.004 efg鲜Fresh weight 0.059±长根Root length /cm 3.37±0.18 fghi高株Plant height /cm 6.61±0.08 abc度质Cadmium浓量0镉concentration /(mg·L-1)理处Treatment 0.003 ab 0.002 a 0.058±0.060±0.010 defg 0.008 defg 0.106±0.105±0.006 cdef 0.002 cdef 0.024±0.023±0.003 efg 0.001 fg 0.059±0.057±3.04±0.33 ghi 3.05±0.08 ghi 6.65±0.37 ab 6.47±0.15 abcde 1 5 CK 0.015 abc 0.002 ab 0.054±0.057±0.025 fg 0.046 fg 0.077±0.075±0.004 efg 0.020±0.002 cde 0.025±0.012 fg 0.003 fg 0.054±0.055±2.17±0.30 i 2.88±0.15 hi 6.08±0.08 abcdef 6.51±0.17 abc 10 0 0.002 cdef 0.001 ef 0.047±0.044±0.019 g 0.063±0.043 defg 0.109±0.001 cd 0.026±0.002 defg 0.021±0.009 fg 0.003 fg 0.044±0.053±6.10±0.60 bcde 5.01±0.53 cdef 6.17±0.17 abcdef 5.96±0.11 bcdef 1 5 ZR1-1 0.005 def 0.003 ab 0.045±0.056±0.047 cde 0.008 g 0.165±0.064±0.001 defg 0.002 defg 0.021±0.021±0.005 defg 0.008 fg 0.065±0.043±4.22±0.89 fgh 3.25±0.34 fghi 5.06±0.30 f 6.48±0.42 abcd 10 0 0.001 bcde 0.002 cdef 0.050±0.047±0.031 efg 0.102±0.038 cde 0.155±0.001 a 0.033±0.004 ab 0.032±0.014 defg 0.008 cdef 0.063±0.074±6.72±1.31 ab 6.12±0.60 bcde 6.54±0.16 abc 5.74±0.27 defg 1 5 ZR1-2 0.004 abcd 0.053±0.002 abcde 0.052±0.078 cde 0.071 a 0.163±0.294±0.005 cdef 0.002 bc 0.023±0.027±0.029 cde 0.043 a 0.086±0.200±4.89±1.36 bcdefg 8.21±0.66 a 5.87±0.35 cdef 6.45±0.13 abcde 10 0 0.002 abcde 0.006 cdef 0.052±0.047±0.033 a 0.267±0.043 defg 0.123±0.003 cdef 0.002 f 0.023±0.016±0.019 b 0.157±0.015 cdef 0.076±6.22±0.17 bcd 4.75±0.15 cdefgh 6.43±0.30 abcde 5.73±0.09 efg 1 5 rL1-1 0.003 cdef 0.005 f 0.047±0.039±0.018 cdef 0.026 ab 0.139±0.257±0.002 f 0.017±0.001 cd 0.026±0.007 cdef 0.012 b 0.079±0.144±3.42±0.31 fghi 6.35±0.28 bc 5.49±0.24 fg 6.72±0.08 a 10 0 0.004 abc 0.002 def 0.055±0.045±0.030 ab 0.025 bc 0.252±0.194±0.003 abc 0.028±0.004 cdef 0.024±0.018 b 0.008 c 0.144±0.098±6.08±0.59 bcde 5.08±0.22 bcdef 6.52±0.20 abc 6.15±0.20 abcdef 1 5 rL1-2 0.002 bcde 0.051±0.015 cd 0.175±0.001 fg 0.019±0.004 cd 0.091±4.41±0.08 defgh 5.71±0.07 efg 10。同下0.05），（P ＜著显异差间理处同不表代母字写小同不，株rL1 菌的100 倍释稀种接表，rL1-2 代株rL1 菌的50 倍释稀种接表，rL1-1 代株ZR1 菌的100 倍释稀种接表，ZR1-2 代株ZR1 菌0.05), the same below.的50 倍释稀种接表† ZR1-1 代ZR1-1 represents a 50-fold diluted ZR1 strain, ZR1-2 represents a 100-fold diluted ZR1 strain, rL1-1 represents a 50-fold diluted rL1 strain, and rL1-2 represents a 100-fold diluted rL1 strain. Different lowercase letters represent significant differences among different treatments (P ＜

CK 处理时，随着胁迫质量浓度的升高，根系干质量呈下降趋势，各质量浓度间无显著性差异（P＞0.05）；茎叶干质量变化不明显，各处理间也不存在显著性差异（P＞0.05）。当胁迫质量浓度＞1 mg·L-1时，ZR1-2 处理的根干质量均比相应胁迫质量浓度下的CK 处理高，增幅为15.00%～39.13%，且当胁迫质量浓度为1、5 mg·L-1时，影响显著（P＜0.05）。ZR1 处理的茎叶干质量基本小于相应质量浓度的CK 处理，当胁迫质量浓度为5 mg·L-1时，ZR1 处理下的影响显著（P＜0.05）。在rL1 处理下，根干质量和茎叶干质量均小于相应胁迫质量浓度下的CK 处理，但对根系干质量无显著性影响（P＞0.05），当胁迫质量浓度为5 mg·L-1时，对茎叶干质量影响显著（P＜0.05）。

2.2 不同处理对黑麦草根系及茎叶镉含量的影响

由图2可知，随着胁迫质量浓度的升高，各处理的根镉含量、茎叶镉含量均增加。胁迫质量浓度为1 mg·L-1时，与CK 处理相比，4 种染菌处理对黑麦草的根系和茎叶镉含量影响均不显著（P＞0.05）；当胁迫质量浓度＞1 mg·L-1时，接种ZR1、rL1 菌株都影响了黑麦草的根系和茎叶镉含量，其中ZR1-1 处理、rL1-1 处理、rL1-2 处理的根系和茎叶镉含量分别提高了5.91%～28.52%和12.64%～15.20%、140.86%～145.63% 和117.16%～191.97%、92.14%～202.78% 和168.48%～226.07%，且当胁迫质量浓度为10 mg·L-1时，ZR1-1 处理对根系镉含量影响显著（P＜0.05），当胁迫质量浓度＞1 mg·L-1时，rL1 处理对根系镉含量和茎叶镉含量影响均显著（P＜0.05）；在胁迫质量浓度为5 mg·L-1时，ZR1-2 处理的根系和茎叶镉含量分别提高了19.02%和22.66%，而当胁迫质量浓度为10 mg·L-1时，ZR1-2 处理的根系和茎叶镉含量均略有降低，但影响不显著（P＞0.05）。

图2 不同处理对黑麦草根系及茎叶镉含量的影响Fig.2 Effects of different treatments on cadmium contents in roots,stems and leaves of Lolium perenne

2.3 不同处理对镉迁移转运的影响

在本研究中，转运系数是茎叶部镉含量与根系镉含量的比值。表3显示，当胁迫质量浓度为1～10 mg·L-1时，与CK 处理相比，接种ZR1、rL1 菌株能不同程度地提高黑麦草对镉的转运系数（除胁迫质量浓度为10 mg·L-1、ZR1-1 处理外）。其中在ZR1-1 处理下，镉的转运系数提高了7.69%～104.00%，且当胁迫质量浓度为1 mg·L-1时，影响显著（P＜0.05）；ZR1-2 处理、rL1-1 处理、rL1-2 处理则分别使镉的转运系数提高了7.69%～52.38%、23.81%～44.00%、9.52%～56.00%。这说明接种ZR1 与rL1 菌株能在一定程度上促进镉从根系向茎叶部转运。另外，表3也显示，随着胁迫质量浓度的升高，各处理下镉转运系数基本下降，这说明胁迫质量浓度越大，黑麦草对镉的转运能力越低。

表3 不同处理对黑麦草镉转运系数的影响Table 3 Effects of different treatments on Cd transfer coefficient of Lolium perenne

3 讨论与结论

3.1 讨论

镉元素能够从各个方面对植物体产生伤害，在植物体内会发生累积，并且导致蛋白结构功能受损，细胞代谢平衡被打破。镉影响黑麦草生长发育的可能机制是重金属的毒害作用可导致植物光合速率降低，从而减少了植物对水分和养分的吸收[23]。本实验研究发芽率指标时，发现未染菌时，黑麦草种子发芽率没有受到抑制，这与周秋峰等[24]得出的结论一致。接种ZR1 菌株时，随着镉胁迫的加重，植株的发芽率和株高并没有显著影响，它和rL1 菌株对根长均有明显的促进作用，这与吴丽伟等[25]的研究结论一致。这可能是因为这两株菌均属于能够产铁载体和具有溶磷能力的根际促生菌，能够更好地富集植株根部的营养物质，促进根部的生长，特别是ZR1 菌株，它能够耐受相对较高质量浓度的镉胁迫，即对ZR1 菌株来说，0～10 mg·L-1的胁迫质量浓度可能属于低质量浓度范围，在此范围内，镉并没有达到能够抑制植物合成所需的物质和能量，因而在其作用下，黑麦草的发芽率、株高均未受到镉质量浓度变化的影响，试验设定的镉质量浓度对其生长反而有利。而接种rL1 菌株后，株高虽未受到影响，却对发芽率有抑制作用，这与李绍锋等[26]研究的7 种内生真菌菌株抑制豚草种子发芽的结果一致。这可能是rL1 菌株在生长过程中，产生的代谢产物对宿主植株产生了影响。在研究生物量指标时，接种ZR1 菌株对于黑麦草生物量的影响不大，接种菌株rL1 虽然使植株干质量减少，但却显著提高了鲜质量，说明菌株rL1 能够增加植株体内的含水量，这可能也是菌株能够缓解植株对镉胁迫作用的重要原因。另外，对比菌株ZR1 和rL1 的性质可知，菌株rL1 的产铁载体能力和溶磷能力均比菌株ZR1 强；在菌株rL1 作用下，黑麦草的根系、茎叶鲜质量均高于菌株ZR1 作用下的黑麦草，说明菌株rL1 更能促进植株根系的生长，吸收更多的水分，从而提高植株体内的含水量，提高其抗旱性。

植物从土壤中吸收重金属离子的能力同土壤中金属的生物有效性有很大的关系，而微生物可以对土壤中重金属进行固定、移动或转化，改变其在土壤中的环境化学行为[27]。本试验研究模拟镉胁迫下ZR1 与rL1 菌株对植株体内镉含量的变化，发现随着胁迫质量浓度的升高，植株体内镉含量上升，且接种ZR1 和rL1 菌株能够使植株体内镉含量增加，更能促进植株根系对镉的积累。赵光[28]对芥菜的研究表明，接种凝结芽孢杆菌让芥菜根部的镉含量提高了28%，增强了芥菜对重金属镉的吸收，本研究结果与其结论相似，这可能是因为菌株ZR1 和rL1 为产铁载体菌和溶磷菌，能通过螯合重金属和产生有机酸使重金属活化，从而让植株能够吸收更多的镉。就ZR1 而言，在ZR1-1 处理后，根系镉含量和茎叶镉含量均高于同一胁迫下的CK 处理，在ZR1-2 处理后，根系镉含量与茎叶镉含量均低于CK 处理，而ZR1-1、ZR1-2 是菌的浓度分别稀释50、100 倍，这说明菌的浓度对植物体内镉含量是有影响的。植物对重金属的转运系数表示植物对重金属的转运能力，与植物本身的因素密切相关。刘灵芝等[29]研究发现在万寿菊上接种AMF 菌株能够增加对镉的吸收，促进镉从地下部向地上部的转运，表现出促进植物提取的应用潜力。在本研究中，发现接种菌株ZR1、rL1，能够提高黑麦草对镉的转运系数，将镉从根系转运至茎叶，特别是当胁迫质量浓度为1 mg L-1时，稀释50 倍的菌株ZR1 能显著促进镉向地上部转运，这可能是由于根系促生菌分泌的有机酸能够活化重金属，富集根部的营养矿物质，促进了重金属的转运[30]。

接种ZR1 菌株对黑麦草种子的发芽率没有抑制作用，且在0～10 mg·L-1胁迫质量浓度范围内对黑麦草根长、鲜质量均有促进作用，表现出一定的耐镉性，因而可将其应用于种子的发芽、幼苗的生长；接种rL1 菌株虽对种子的发芽率有抑制作用，但能提高黑麦草根系、茎叶的鲜质量，大大增加了植株体内的含水量，促进根系的生长。因而可将rL1 菌株施用于苗期，应用于提高干旱地区植株的抗旱性，促进植株生长。另外，接种ZR1、rL1 菌株均能活化镉，提高镉在植株体内的积累，促进镉从地下部向地上部转运，可应用于镉污染土壤的微生物-植物修复。在修复过程中，通过收割植物地上部分的方式来提取土壤中的镉，达到修复镉污染土壤的目的。这些研究结果能为下一步的盆栽试验和实际应用提供初步的理论依据。但是，本研究只涉及种子萌发及幼苗生长、迁移积累镉的影响，并没有完整体现出植株全部发育时期的生长状况以及迁移累积镉的情况，加之盆栽试验或大田试验的环境条件复杂，土壤也可能不是单一的镉污染，因此，要将其实际应用，还有待下一步的室外盆栽试验或大田试验来验证。