蚓粪水溶性有机物对黑麦草生长及铜吸收的影响

论文摘要

近年来,蚓粪和水溶性有机物（DOM）在污染土壤上的应用得到了较多关注。一方面,蚓粪在促进作物生长、抑制病原菌活性、改善土壤肥力和促进重金属向地上部迁移等方面具有重要作用；另一方面,DOM是陆地生态系统中最为活跃的有机碳库,也是土壤圈层与相关圈层进行物质与能量交换的重要表现形式,它是土壤中有机和无机污染物的载体、重金属的有机配体,对受重金属污染土壤的修复起重要作用。为探索蚓粪DOM在生态系统中的作用,验证蚓粪DOM与提高重金属污染土壤植物修复效率的关联,促进植物吸收重金属的机理,本文设置了一系列的水培试验,以蚓粪（赤子爱胜蚓作用过的牛粪）和牛粪提取的DOM为添加物,主要研究：（1）蚓粪DOM对黑麦草生长的影响；（2）蚓粪DOM对黑麦草吸收重金属Cu的影响；（3）黑麦草对络合Cu的吸收效果。主要结果如下：1、蚓粪DOM对黑麦草生长的影响研究表明：两种DOM均显著增加了黑麦草地上部和地下部的生物量以及根系的长度、表面积、体积和根尖数（P<0.05,下同）；且对根系的促进作用显著大于茎叶；各项指标都以添加20 g蚓粪DOM的处理为最大,这说明来自蚓粪的DOM对植物的影响显著优于牛粪DOM,并且高浓度的DOM效果显著优于低浓度的DOM。2、蚓粪DOM对黑麦草吸收重金属Cu的影响对植株进行不同Cu浓度处理,Cu的浓度梯度为0、5、10 mg／L。结果表明：随着Cu浓度的增加,黑麦草地上部、地下部干重逐渐下降,两种DOM在5、10 mg／L Cu2+浓度处理下,均显著增加了黑麦草地上部、地下部的生物量,但加DOM的各处理间无显著差异；随着Cu浓度的增加,黑麦草根系的长度、表面积、体积、根尖数也逐渐下降,5、10 mg／L的Cu2+浓度处理下,两种DOM也促进了根系的长度、表面积、体积、根尖数的增长,高浓度的蚓粪DOM（20E）效果尤为显著；两种DOM都降低了黑麦草地下部Cu浓度,促进了Cu从地下部向地上部运输,显著增加了地上部Cu积累量,在5、10 mg／L的Cu2+浓度处理下,添加高浓度蚓粪DOM（20E）,地上部Cu积累量均达最大值,说明来自蚓粪的DOM对植物的影响优于牛粪DOM,并且高浓度的DOM效果优于低浓度的DOM。3、黑麦草对络合Cu的吸收效果设置水培试验,添加不同比例的络合Cu处理,结果表明：未加Cu处理的地上部、地下部生物量显著高于加Cu的各处理,Cu2+与络合Cu相比,Cu2+对植株生物量的抑制作用更明显；添加Cu抑制了黑麦草根系的生长,加入络合Cu比例越高,对黑麦草根系的长度、表面积、体积、根尖数的影响越小,如处理D的根系各项指标显著高于A、B、C；络合Cu与Cu2+相比,黑麦草更容易吸收Cu2+,如A、B、C处理地下部Cu浓度显著高于D、E、F,络合Cu在植株体内更容易被运输,加Cu各处理地上部Cu积累量没有显著差异。上述三项结果表明,蚓粪DOM促进了植物的生长,降低了植株对Cu的吸收,促进了Cu从植株地下部向地上部的运输,植株更容易吸收Cu2+,络合Cu在植株体内更容易被运输。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述蚓粪和水溶性有机物在修复重金属污染土壤中的作用
• 1 蚓粪在污染土壤-植物系统中的作用
• 1.1 蚓粪的基本性质
• 1.1.1 蚓粪的物理性质
• 1.1.2 蚓粪的化学性质
• 1.1.3 蚓粪的生物学性质
• 1.2 蚓粪对植物生长的促进作用
• 1.3 蚓粪对土壤中重金属化学行为的影响
• 2 水溶性有机物在重金属污染土壤中的作用
• 2.1 水溶性有机物的组成与性质
• 2.2 水溶性有机物对土壤中重金属吸附的影响因素
• 3 蚓粪水溶性有机物在重金属污染土壤-植物生态系统中的作用
• 4 参考文献
• 第二章 蚓粪水溶性有机物对黑麦草生长的影响
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 蚓粪和牛粪
• 2.1.2 DOM提取
• 2.1.3 供试作物
• 2.2 水培试验
• 2.3 测定方法
• 2.4 统计方法
• 3 结果与分析
• 3.1 蚓粪DOM对黑麦草生长的影响
• 3.2 蚓粪DOM对黑麦草根系形态的影响
• 4 讨论
• 4.1 DOM对黑麦草生长的显著促进作用
• 4.2 蚓粪DOM对黑麦草生长促进作用优于牛粪DOM
• 5 结论
• 参考文献
• 第三章 蚓粪水溶性有机物对黑麦草吸收重金属铜的影响
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.2 水培试验
• 2.3 测定方法
• 2.4 统计方法
• 3 结果与讨论
• 3.1 蚓粪DOM对黑麦草生物量的影响
• 3.2 蚓粪DOM对黑麦草根系形态的影响
• 3.3 蚓粪DOM对黑麦草吸收Cu的影响
• 4 结论
• 参考文献
• 第四章 黑麦草对络合铜的吸收研究
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 蚓粪DOM对重金属Cu的络合行为
• 2.2.2 水培试验
• 2.3 测定方法
• 2.4 统计方法
• 3 结果与分析
• 3.1 不同处理下黑麦草的生物量
• 3.2 不同处理下黑麦草的根系性状
• 3.3 黑麦草对络合Cu的吸收情况
• 4 结论
• 参考文献
• 第五章 全文结论与创新点
• 致谢