毛竹—伴矿景天间作修复重金属污染土壤研究

发布时间：2020-01-22 21:03

【摘要】：当今土壤重金属污染已经成为国内外研究的热点和前沿领域,植物修复技术因其对环境友好、修复成本低、效果好等优点而受到研究者的广泛关注。本文针对毛竹与伴矿景天间作展开了初步的探讨,结论如下:(1)通过毛竹幼苗与伴矿景天间作在2 mm和5 mm土壤的盆栽试验,探究间作对毛竹幼苗与伴矿景天生长状况的影响,并对重金属迁移转运能力和其在不同部位的分布特征进行了研究。结果表明,间作更适合于在5 mm疏松土壤上进行;间作明显降低了毛竹幼苗与伴矿景天的生物量,2 mm土的间作伴矿景天地下部下降了85.9%,5 mm土的间作毛竹幼苗茎与叶也各显著下降了80.1%和79.4%;间作减弱了毛竹幼苗根部对重金属的吸收转运能力,使伴矿景天根部Zn与Cd的转运能力形成竞争的交互关系,但是促进了毛竹幼苗与伴矿景天由根向上的运输,因为间作伴矿景天地上部与毛竹幼苗茎与叶的转移系数高于单作;间作能够增加伴矿景天的Cd和Zn的积累量,降低毛竹幼苗体内Cu、Cd和Zn的积累量。(2)通过BCR(community bureau of reference)连续提取重金属赋存形态,残渣态Cu占总量的37.9%~53.1%,其中间作增加了残渣态Cu的比例,不利于植物吸收;酸提取态Cd占总量的47.6%~59.8%,无论单作还是间作都增加了酸提取态Cd所占比例,易于植物吸收;Zn赋存形态分配是:可还原态酸提取态残渣态可氧化态,而酸提取态Zn和可还原态Zn分别占总量的20.2%~27.7%和54.1~58.5%,间作减弱了酸提取态Zn和可还原态Zn含量,但易于植物吸收部分比例还是很大。且in vitro体外模拟试验也表明,重金属Cd和Zn对人体健康危害性最大。Cd和Zn胃阶段生物可给性远大于小肠阶段,间作土壤Cd胃阶段生物可给性最高达405%,总量最高为1.5 mg/kg;Zn胃阶段生物可给性在21%~29%,但总量最高为1433.9mg/kg。总之,间作虽然可以有效减少土壤重金属含量,但给人体健康带来了的一定风险。(3)通过长达近1 a的田间试验,在毛竹生长期的4个月的重金属积累量监测表明,间作伴矿景天地上部表现为对Cd和Zn积累量大于单作,最大积累量分别为64.4 mg/kg和3866.1 mg/kg;间作毛竹新枝嫩叶重金属积累呈现不同程度的增加,主要表现为:Cu、Zn积累量增加,且枝积累量叶;Cd大量积累的月份提前,且积累部位仍处于调控阶段。与单作相比,间作伴矿景天相对叶绿素含量(relative chlorophyll content,SPAD)值增加显著,间作毛竹SPAD值变化不显著,甚至有点降低,这说明适当遮荫的叶片的SPAD值要高于全光照条件下,这样更有利于植物吸收光能进行光合作用。无论毛竹还是伴矿景天,间作均使丙二醛(Malondialdehyde,缩写MDA)值有一定地下降,减轻膜脂质过氧化作用,来增加间作植物对重金属毒害的耐性。总之,间作对毛竹与伴矿景天部分生理特征增加了植物对重金属胁迫的耐性。
【图文】：

转运公式：转移系数 TFA-B= B 中重金属含量/A 中重金属含量[94]采用 Microsoft Excel 2007 和 SPASS V 13.0 进行方差分析（ANOVA）和最小差异显著法（LSD）现，显著性水平定为 P<0.05。作图软件采用 Sigmaplot v 12.5。3.2 结果与分析3.2.1 间作对毛竹幼苗与伴矿景天生长状况的影响从图 3.1 可看出，间作导致毛竹幼苗与伴矿景天二者的生物量明显下降，其中伴矿景天的 J2 组地下部生物量降幅最大，，降幅为 85.9%，毛竹的 J5 组地上部茎叶也显著下降了 80.1%和 79.4%（p<0.05）。这表明毛竹在幼生期会与伴矿景天争夺养分，这一时期的间作不利于于毛竹与伴矿景天生长。毛竹的 J2 组生物量略有增加，但变化不显著，J5 组的则降幅很大；伴矿景天的两组生物量均呈现显著下降趋势（p<0.05）。试验还发现，植株在 2 mm 土壤中生长更容易烂根枯萎，且土壤板结严重。总的来看，毛竹比伴矿景天更适合于在恶劣土壤环境中生长，但是在毛竹幼生期选择伴矿景天进行间作，并不合理。

16[a]表示毛竹，[b]表示伴矿景天图 3.2 伴矿景天和毛竹的重金属积累量Fig.3.2 Cu, Cd and Zn concentrations of Phyllostachys pubescens and Sedum plumbizincicola在同一植株不同部位重金属积累量不同。在 2 mm 板结土壤中，毛竹与伴矿景天各自单作比间作对重金属的积累量较高，且重金属大多集中于根部，其中伴矿景天地下部的 Cu 和 Zn 浓度是间作的 1.7 和 1.6 倍，毛竹根部 Zn 和 Cd 浓度也在 1.2~1.5 倍之间；在 5 mm 疏松土壤中，间作降低了毛竹各部位对 Cu、Cd 和 Zn 的积累，同时使伴矿景天的重金属积累量显著增加。除 Cu 外，Cd 在伴矿景天地上部的积累量相比单作增
【学位授予单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X53

【参考文献】

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本文编号：2572073