湿地植物在水培条件下的根系分泌特征研究

发布时间：2020-10-02 07:39

　　人工湿地(CWs)已被广泛用于各种类型的污水处理,湿地植物是CWs系统中最明显的生物特征,在水质净化中扮演着重要角色。湿地植物主要通过其根部促进污染物的去除,一方面根系分泌的一系列有机物质可以作为碳源,供给根区微生物使用;另一方面植物根系泌氧(ROL)作用则能在根际形成好氧、缺氧和厌氧的微区,满足不同微生物对氧的需求,从而促进污染物去除。因此,研究湿地植物的根系分泌特征可为筛选高效净化能力的CWs植物提供参考。本研究通过霍格兰营养液水培的方式,对须根型和粗根型湿地植物的根系分泌物、ROL特征进行了分析,通过三维荧光光谱技术对不同湿地植物的根系分泌物做了初步分类鉴别,并分析了根系分泌物与ROL的关系,进而对不同根系类型的湿地植物的根系分泌特征进行整体评价。主要研究结果如下:(1)须根型湿地植物水芹和千屈菜总体上具有较快的生物量增长速度和根生长速度,粗根型湿地植物比须根型湿地植物的根系-植株干重大。根据环境适应能力选取湿地植物时,推荐选择水芹和千屈菜。(2)根系分泌的溶解性有机碳(DOC)量,从高到低依次是芦苇、鸢尾、千屈菜、水芹、风车草和水莎草。湿地植物根系分泌的DOC量与植株鲜重、干重及根系干重呈极显著正相关;以植株鲜重或根系干重核算的根系DOC分泌速率,须根型湿地植物均显著高于粗根型湿地植物。根据三维荧光光谱分析,类色氨酸和类酪氨酸物质是所有供试植物根系分泌物的主要成分,同时可能存在一些微生物代谢产物;此外,粗根型湿地植物的根系分泌物中还存在类富里酸物质。从根系碳源提供能力的角度筛选湿地植物时,须根型湿地植物更适合应用于CWs,其中首选水芹。(3)水芹的平均ROL量最高,其次依次为千屈菜、鸢尾、芦苇、风车草和水莎草。湿地植物的ROL量与植株鲜重、干重都呈极显著正相关;须根型和粗根型湿地植物的ROL速率不存在显著差异,水芹具有较高的ROL速率。从根系供氧能力角度进行湿地植物筛选时,可以首先考虑水芹。(4)根系分泌物和ROL的关系上,根系分泌DOC量与ROL量极显著正相关,以湿地植物鲜重计算的DOC分泌速率和ROL速率极显著正相关。
【学位单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X173;X703
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章绪论
    1.1 研究背景
    1.2 CWS的研究进展
        1.2.1 CWS的分类及应用
        1.2.2 CWs去除污染物的机理
    1.3 湿地植物的研究进展
        1.3.1 湿地植物根系的分类
        1.3.2 湿地植物根系分泌物
        1.3.3 湿地植物ROL
        1.3.4 问题的提出
    1.4 研究目的及意义
    1.5 研究内容及技术路线
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 技术路线
    1.6 创新点
第二章实验材料与研究方法
    2.1 植物材料
    2.2 实验方法
        2.2.1 根系分泌物的测定
        2.2.2 ROL的测定
        2.2.3 植物生长指标的测定
    2.3 数据处理
第三章不同根系类型湿地植物的生长情况
    3.1 植物在水培过程中的生物量动态
    3.2 植物在水培过程中的根长动态
    3.3 本章小结
第四章湿地植物在水培条件下的根系分泌物特征
    4.1 根系分泌物分泌量
    4.2 根系分泌物分泌速率
    4.3 根系分泌物的三维荧光光谱特征
    4.4 本章小结
第五章湿地植物在水培条件下的ROL特征
    5.1 ROL量
    5.2 ROL速率
    5.3 根系分泌物与ROL的关系
    5.4 本章小结
第六章结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
    在学期间发表的论文
致谢

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