土壤镉胁迫下稻秸基质对印度芥菜生长及镉富集的影响

发布时间：2018-03-07 15:53

  本文选题：印度芥菜　切入点：稻秸基质　出处：《西南科技大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：本研究以印度芥菜(Brassica juncea L.)为材料,采用盆栽试验,通过对植株生长、生理生化、叶绿素荧光参数、气体交换参数、生物量和镉富集特征的变化进行比较分析,研究基质种类、厚度、镉浓度和添加剂四个因素对稻秸基质强化印度芥菜修复镉污染土壤的影响,并比较了利用稻秸基质强化5种植物镉富集的效果。结果表明:(1)在50 mg·kg~(-1)镉胁迫条件下,施加不同种类基质(土壤、秸秆、稻壳、发酵秸秆、发酵秸壳),印度芥菜超氧化物歧化酶(SOD)活性上升,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)交替增长,表现为协同效应。基质的种类对印度芥菜丙二醛(MDA)和脯氨酸含量影响不大。发酵基质处理下植株生物量和土壤酶活性总体上高于未发酵基质。秸秆、稻壳、发酵秸秆和发酵秸壳基质的施加都能够促进印度芥菜的镉富集,与对照组相比,植株地下部分镉富集浓度分别增加了40.51%、50.32%、133.20%、140.43%和96.69%,地上部分镉富集浓度分别增加了7.10%、35.12%、50.00%、52.30%和47.22%。发酵秸秆基质促进印度芥菜生长和富集镉最有效。此外,基质厚度也会对印度芥菜耐受和富集镉起到一定的作用:与无基质处理组相比,在发酵秸秆基质的厚度为2cm时,印度芥菜SOD和CAT活性增强,最大光能转换效率(Fv/Fm)和光合效率(A)都明显上升,并且植株生物量和镉富集浓度也达到最大,植株地下和地上部的生物量分别增加20.32%和135.82%,镉富集浓度也分别增加140.43%和52.30%;但随着基质厚度的增加,印度芥菜的POD和SOD活性降低,光合作用能力受到抑制,株高、生物量以及土壤酶活性都是下降的趋势。2 cm的发酵秸秆基质促进印度芥菜生长和富集镉最有效。以2cm厚度的发酵秸秆为基质,50 mg·kg~(-1)镉胁迫条件下单独添加竹炭会显著降低印度芥菜的抗氧化酶活性和镉富集浓度,并且缓释肥和EM菌的单独添加也没有增强植株的镉富集能力;而施加复合添加剂基质(竹炭粉2%+缓释肥2%+EM菌1%),印度芥菜的抗氧化酶活性和光合作用能力显著提升,与无添加剂对照组相比,地上和地下部生物量分别增加了58.92%和68.35%,镉富集浓度分别增加了14.11%和15.86%;与无基质对照组相比,地上和地下部生物量分别增加了91.19%和297.01%,镉富集浓度分别增加了73.80%和178.55%。因此,复合添加剂基质促进印度芥菜生长和富集镉最有效。施加2cm厚度的发酵秸秆基质后,在Cd≤50 mg·kg~(-1)处理条件下,印度芥菜的SOD和CAT活性被诱导,光合作用能力增强,植株的生物量、Cd富集浓度和富集系数随着土壤Cd胁迫浓度增加而增加;但在高镉浓度条件下(100mg·kg~(-1)),植物的生长受到显著抑制,虽然植株的富集系数和转运系数都降低,但镉富集浓度增加;土壤酶活性随着镉浓度的增加表现出先上升后降低的趋势。综上所述,2 cm的复合添加剂(竹炭粉2%+缓释肥2%+EM菌1%)发酵秸秆基质能够有效促进印度芥菜在镉污染土壤条件下的生长和镉富集。(2)总体来说,50 mg·kg~(-1)镉胁迫下施加2 cm的含复合添加剂(竹炭粉2%+缓释肥2%+EM菌1%)的发酵秸秆基质能够显著促进印度芥菜、油菜、向日葵、甘蓝芥菜和大红苋菜五种植物的生长和镉富集,甘蓝芥菜虽然根生物量降低,但叶生物量达到最高,印度芥菜、油菜、向日葵和大红苋菜的根生物量分别是对照组的3.70倍、1.90倍、3.50倍和8.23倍,叶生物量分别是对照组的4.09倍、2.21倍、3.16倍和11.34倍;五种植物根镉富集浓度分别增加了41.97%、23.75%、13.21%、73.18%和7.82%,叶镉富集浓度分别增加了109.80%、101.64%、48.62%、111.76%和71.57%,其中大红苋菜的生长和甘蓝芥菜的镉富集受到的促进作用最为显著。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X173;X53

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本文编号：1579948