灭菌与非灭菌土壤中Cr3+污染对两种草坪草生长的影响

论文摘要

土壤重金属污染的防治与修复是近年来生态环境学科研究的热点。本试验针对当前全国乃至河南新乡等地大面积农田出现的铬污染现象,从生态整治策略和合理利用铬污染土壤这一种特殊资源的经济角度出发,通过室内盆栽试验,利用灭菌手段结合常见草坪草从植株形态指标、理化指标、全铬积累、外伤症状等方面系统地研究土壤灭菌给重金属胁迫草坪草生长带来的负效应。试验旨在说明:土壤经过灭菌改变了重金属污染土壤的生物环境从而有利于提高植物对重金属的抵抗和忍耐,目的是为重金属污染土壤的草坪草绿化修复、改善农田铬污染这一特殊资源、保护农田作物及优选出富集能力强、效果好的草坪类型提供些许理论支持。试验结果表明:（1）两种草坪草种子发芽率随着Cr3+胁迫浓度的升高,发芽延迟现象明显,且发芽率逐渐降低,同一胁迫浓度下,灭菌系列发芽率明显高于非灭菌系列。以种子发芽率为指标,通过种子活力指数估算出对高羊茅和黑麦草对土壤中Cr3+浓度的适宜值、临界值和极限值分别为,灭菌土壤中:257.3、371.5、485.8（高羊茅）,286.8、417.5、548.3（黑麦草）;非灭菌土壤中:70.9、135.9、200.9（高羊茅）,125.3、228.5、331.8（黑麦草）。（2）草坪草形态指标（株高、根长、根数、全生物量）与土壤Cr3+胁迫浓度间均呈现显著负相关性,灭菌系列形态指标生长状况明显优于非灭菌系列;Cr3+低胁迫浓度对草坪草理化指标影响不明显,叶绿素、根活、SOD活性的变化皆随胁迫浓度增大,抑制作用逐渐表现出来。（3）草坪草对Cr3+的积累与土壤Cr3+胁迫浓度间呈显著正相关性;灭菌系列对全铬的积累明显低于非灭菌系列,解释了非灭菌系列毒害更显著的现象。（4）土壤经过灭菌,减缓了Cr3+对植株的毒害,明显提高了Cr3+对植株的最低毒害浓度,更提高了草坪草对Cr3+污染的抵抗力;同一Cr3+胁迫浓度下,植株受毒害的大小顺序为:非灭菌高羊茅>非灭菌黑麦草>灭菌高羊茅>灭菌黑麦草。外伤症状方面:非灭菌系列,高羊茅90 mg?kg-1时开始受到轻度伤害,300 mg?kg-1时受到重度伤害,黑麦草200 mg?kg-1时开始受到轻度伤害,500 mg?kg-1时受到重度伤害;灭菌系列,高羊茅200 mg?kg-1时开始受到轻度伤害,500 mg?kg-1时受到重度伤害,黑麦草300 mg?kg-1时开始受到轻度伤害,600 mg?kg-1时受到重度伤害。（5）从土壤灭菌提高了灭菌系列对重金属抗性和忍耐得结论出发,考虑保护农田作物的重要性,建议积极探索合理的物理灭菌手段施用于农田,以利于作物的更好生长,防止重金属污染植物籽实造成的生物放大作用。（6）从利用高度铬污染农田这一特殊资源的角度出发,建议针对农田铬污染土壤,可以利用草坪草对受污染土壤中铬的摄取富集,然后异地栽植来分散、稀释铬污染,最后通过收集草坪草种子作为产品,少量、持续输出铬,从而降低污染程度,并获得较高的经济效益。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1 文献综述
• 1.1 土壤中重金属CR污染现状
• 1.2 土壤中CR的来源及其存在形式
• 1.2.1 土壤中Cr的主要来源及含量
• 1.2.2 土壤中Cr的主要存在价态、毒性和形态转化
• 1.3 CR及其化合物的生态效应
• 1.3.1 Cr污染对人体健康的危害
• 1.3.2 Cr污染对植物的危害
• 1.3.3 影响Cr生物有效性的因素
• 1.4 土壤CR污染及对植物影响研究概况及进展
• 1.4.1 土壤中Cr的分布、迁移及其对铬的固定
• 1.4.2 土壤-植物系统中的铬影响研究
• 1.4.3 土壤Cr污染对植物生长影响的相关性研究
• 1.4.4 植物对重金属吸收富集特点研究
• 1.4.5 土壤铬污染研究的存在的问题及趋势
• 1.5 CR污染土壤的修复治理措施
• 1.5.1 生物修复方面
• 1.5.2 工程修复方面
• 1.5.3 加入改良剂及农业措施方面
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 试验材料与实验条件
• 3.1.1 试验材料与来源
• 3.1.2 试验主要仪器
• 3.2 试验方案及设计
• 3.2.1 试验处理浓度设计
• 3.2.2 发芽率试验
• 3.2.3 形态和生理指标试验
• 3.2.4 外伤症状测定试验
• 3.3 试验测定指标与方法
• 3.3.1 土壤本底值
• 3.3.2 株高
• 3.3.3 根长
• 3.3.4 全生物量
• 3.3.5 理化指标
• 3.3.6 全铬积累
• 3.3.7 数据分析方法
• 4 结果与分析
• 4.1 灭菌与非灭菌两种土壤的理化性质对比
• 3+污染对两种草坪草发芽和出苗的影响'>4.2 灭菌与非灭菌土壤中CR³⁺污染对两种草坪草发芽和出苗的影响
• 4.2.1 不同处理浓度对高羊茅和黑麦草种子发芽率的影响
• 4.2.2 不同处理浓度对高羊茅和黑麦草发芽指数的影响
• 4.2.3 不同处理浓度对高羊茅和黑麦草活力指数的影响
• 4.2.4 不同处理浓度下高羊茅和黑麦草种子中害症状观察
• 3+污染对高羊茅和黑麦草形态指标的影响'>4.3 灭菌与非灭菌土壤中CR³⁺污染对高羊茅和黑麦草形态指标的影响
• 3+污染对高羊茅和黑麦草株高的影响'>4.3.1 土壤Cr³⁺污染对高羊茅和黑麦草株高的影响
• 3+污染对高羊茅和黑麦草根伸长的影响'>4.3.2 土壤Cr³⁺污染对高羊茅和黑麦草根伸长的影响
• 3+污染对高羊茅和黑麦草全生物量的影响'>4.3.3 土壤Cr³⁺污染对高羊茅和黑麦草全生物量的影响
• 3+污染对高羊茅和黑麦草生理指标的影响'>4.4 灭菌与非灭菌土壤CR³⁺污染对高羊茅和黑麦草生理指标的影响
• 3+污染对高羊茅和黑麦草对叶绿素总含量的影响'>4.4.1 土壤Cr³⁺污染对高羊茅和黑麦草对叶绿素总含量的影响
• 3+污染对高羊茅和黑麦草对根系活力的影响'>4.4.2 土壤Cr³⁺污染对高羊茅和黑麦草对根系活力的影响
• 3+污染对高羊茅和黑麦草生长期内SOD活性的影响'>4.5 灭菌与非灭菌土壤中CR³⁺污染对高羊茅和黑麦草生长期内SOD活性的影响
• 4.6 灭菌与非灭菌土壤中高羊茅和黑麦草植株体内全铬的积累
• 3+污染对高羊茅和黑麦草的外表伤害症状的影响'>4.7 灭菌与非灭菌土壤中CR³⁺污染对高羊茅和黑麦草的外表伤害症状的影响
• 5 结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.2 讨论
• 参考文献
• ABSTRACT