有机磷源对水蓼磷吸收积累特性的影响

发布时间：2019-03-31 10:39

【摘要】：土壤中过量的磷易随地表径流或淋溶进入水体,进而加速水体污染。利用磷富集植物提取磷丰富土壤、地表径流及污水中过剩磷是防治水体富营养化的有效措施之一。地表径流中水溶性磷以有机态为主,且大量存在于水体中,其对水环境构成了潜在威胁。因此,如何有效快速去除土壤和水体中过剩的有机磷显得尤为重要。本文通过盆栽试验,以前期筛选出的矿山生态型水蓼为研究对象,非矿山生态型为对照,研究有机磷源对水蓼根际土壤磷含量及组分、根系生理生化及植株磷积累量的影响,以期揭示各生理机制与水蓼磷吸收积累的关系。主要研究结果如下：(1)随猪粪处理浓度增加,水蓼生物量在100 g kg-1时达到峰值。水蓼各器官磷含量随猪粪处理浓度增加显著升高,在200 g kg-1处理下矿山生态型茎和叶磷含量分别为非矿山生态型的1.14和1.11倍。矿山生态型磷富集系数和迁移率均高于非矿山生态型。矿山生态型和非矿山生态型地上部磷积累量分别为25.79～65.94 mg plant-1和16.16～56.86 mg plant-1,均在100 g kg-1处理时达到峰值。在100和200 g kg-1时,矿山生态型根际土有效磷含量和pH值均明显低于非矿山生态型。随猪粪处理浓度增加,水蓼根际土H2O-和NaHCO3-P含量增幅最大。与非根际土相比,两种生态型水蓼根际土H20-P含量降低,而HCl-Pi和Residual-P无明显变化。除200 g kg-1外,矿山生态型根际土NaHCO3-和NaOH-Pi出现富集,而非矿山生态型根际土出现亏缺。两种生态型根际土NaHCO3-和NaOH-Po均有所耗竭,且矿山生态型根际土耗竭更为明显。随猪粪处理浓度增加,两种生态型水蓼根际土酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活性显著升高,且矿山生态型根际土在25、50、100和200 g kg-1时显著高于非矿山生态型。(2)随植酸磷浓度增加,矿山生态型和非矿山生态型地上部生物量分别在8 mmol L-1和4 mmol L-1时显著降低,且矿山生态型生物量在4、6和8 mmol L-1时显著高于非矿山生态型。矿山生态型和非矿山生态型地上部磷含量均在4 mmol L-1时达最大,而地下部磷含量分别在8和6 mmol L-1时达最大,依次为20.24 g kg-1和9.39 g kg-1。矿山生态型磷富集系数均高于非矿山生态型,而转运系数低于非矿山生态型。矿山生态型地上部磷积累量在4 mmol L-1处理下达11.32 mg plant-1,非矿山生态型则持续降低。矿山生态型地下部磷积累量显著增加,在6和8 mmol L-1时分别为非矿山生态型的2.06和4.78倍。矿山生态型比根长、根表面积和根体积均随植酸磷浓度升高先增加后减小,在4 mmol L-1时显著高于其他处理,而总根长在6 mmol L-1时才显著降低,非矿山生态型根系形态参数随植酸磷浓度增加逐渐降低。矿山生态型根长、比根长、根表面积和根体积均显著高于非矿山生态型,表明良好的根系形态可能是矿山生态型磷富集的基础。(3)植酸磷处理下,矿山生态型生物量随生长期延长显著增加,7周时显著高于非矿山生态型。矿山生态型各器官磷含量为5.08gkg-1～10.62gkg-1,非矿山生态型为4.26gkg-1～8.74gkg-1。矿山生态型地上部和整株磷积累速率在7周时达到最大值,分别为非矿山生态型的1.23和1.39倍,说明7周时矿山生态型磷积累能力最强。两种生态型水蓼磷主要分配于茎中,地上部磷积累量随生长期延长显著增加,在7周和9周时矿山生态型高达47.17和56.43 mg plant-1,分别为非矿山生态型的139%和125%。随生长期延长,矿山生态型总根长、根表面积和根体积显著增加,在7周和9周时显著高于非矿山生态型。随生长期延长,两种生态型根系酸性磷酸酶活性显著升高,植酸酶活性在7周时达到峰值,且矿山生态型两种酶活性均高于非矿山生态型。(4)不同磷源处理下,两种生态型水蓼茎、叶干重、磷含量均在植酸钠(IHP)和磷酸二氢钾(Pi)处理下显著高于一磷酸葡萄糖(G1P)、一磷酸腺苷(AMP)和三磷酸腺苷(ATP)处理。水蓼地上部磷积累量表现为：PiIHPGlPAMP ATP。其中,矿山生态型地上部磷积累量为11.62 mg plant-1～40.02 mg plant-1,均显著高于非矿山生态型。水蓼总根长、根表面积和根体积均在Pi处理下最高,其次为IHP处理。矿山生态型细根(≤0.48 mm)根长、根表面积和根体积均高于非矿山生态型,表明细根的发育有利于矿山生态型磷的吸收。矿山生态型根系酸性磷酸酶在IHP和Pi处理下最大,而植酸酶活性在ATP处理下显著低于其他磷源处理。在各有机磷源下,矿山生态型根系分泌酸性磷酸酶和植酸酶活性高于Pi处理,存在显著的生态型差异,表明较高的根系产生和分泌的酸性磷酸酶和植酸酶活性能促进有机磷的矿化,提高矿山生态型对磷的富集。
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【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X52;X173

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