重金屬Hg在煙草中的吸收積累規(guī)律及生物炭消減效應(yīng)研究.pdf

1、2013-2014年5-9月于山西省平陸縣望遠試驗站，以秦?zé)?6為供試品種進行盆栽試驗，較系統(tǒng)的研究了煙草對重金屬Hg的吸收和累積規(guī)律以及重金屬Hg的削減技術(shù)，測定Hg脅迫下煙草的植物學(xué)性狀、生物量、葉片礦質(zhì)元素含量、煙草根系活力、煙葉抗氧化酶活性、煙草Hg含量、土壤有效態(tài)Hg含量、pH。
　　1、 Hg脅迫對煙草生長的影響及煙草對Hg的吸收累積規(guī)律
　　(1)隨著Hg濃度的增加，煙草的株高、節(jié)距、莖圍、有效葉數(shù)均顯著性下降

2、，煙草各部位的生物量逐漸降低，煙草Hg含量也逐漸增加，煙株生長明顯受到限制，煙株的生物量大小順序為煙葉＞莖＞根;重金屬Hg在根、莖、煙葉的積累規(guī)律表現(xiàn)為根＞葉＞莖，重金屬在植物體內(nèi)的分布規(guī)律是在新陳代謝旺盛的器官積累量較大，而在營養(yǎng)器官（莖部、葉）的蓄積量則較少。煙草各個部位對重金屬Hg吸收的大小順序為下部葉＞中部葉＞上部葉。煙草對重金屬Hg的富集系數(shù)變化范圍為0.52-1.70，Hg的轉(zhuǎn)運系數(shù)小于1。
　　(2)汞脅迫下煙葉中8

3、種礦質(zhì)元素含量動態(tài)變化不盡相同，鉀、磷、鈣、鎂元素含量隨著生育期的推進逐漸降低，硼、鐵含量在葉齡60 d左右時降到最小，而后含量逐漸升高;銅、鋅隨生育期的推進先降低后升高再降低后趨于穩(wěn)定。鉀、磷、鈣、鎂元素含量表現(xiàn)為低濃度(≤30 mg/kg)汞促進作用，高濃度(≥50 mg/kg)汞抑制作用;硼、鐵元素隨汞濃度的增加逐漸減小，銅、鋅含量隨著汞處理濃度的增加表現(xiàn)出先增加后減小的趨勢;鎂含量在低濃度汞脅迫下表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢。煙葉中的鉀

4、、鎂、鐵三種元素在汞脅迫下有極顯著的相關(guān)性，低濃度(≤30 mg/kg)汞處理下煙葉中鉀、鎂元素存在著較強的正相關(guān)，高濃度(≥50 mg/kg)汞處理下煙葉中的鉀、鎂、鐵元素的均呈現(xiàn)出顯著正相關(guān)。
　　2、生物炭與施肥處理對煙草生長及Hg污染吸收的影響
　　(1)隨著煙草生育期的推進，煙草干物質(zhì)積累量逐漸增大;煙草重金屬Hg含量隨生育期的推進逐漸降低，施加生物炭處理根莖Hg含量均低于未施加生物炭處理，根莖中的Hg含量在整個生

5、育期內(nèi)一直大于煙葉;煙株根系活力隨生育期的推進表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢。SOD、CAT活性在生育期內(nèi)表現(xiàn)出現(xiàn)先增加后減小的趨勢，煙苗移栽后45d煙葉的SOD含量達到最大值，生物炭處理均高于未施加生物炭處理;POD活性生育期內(nèi)呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，于移栽后75-90d時降低幅度最大;整個生育期CK處理下葉片中MDA含量均高于其他處理，生育期前期各處理MDA含量差異性不顯著，當(dāng)生育期達到60d時，各處理MDA含量差異性逐漸增大。隨著生育期的推

6、進土壤有效態(tài)Hg含量逐漸升高，而土壤pH呈逐漸下降趨勢，伸根期和旺長期時土壤pH下降幅度最大，移栽后90d煙株生長達到成熟期，pH基本趨于穩(wěn)定。
　　(2)隨著復(fù)合肥施用量的增加，煙草的株高、葉長、葉寬最大，有效葉數(shù)增多，地上、地下部分干物質(zhì)積累量逐漸增加，煙株根系活力逐漸增大，添加生物炭能在一定程度上促進煙草的生長，增加煙草的生物積累量，提高煙株的根系活力;施用有機肥、復(fù)合肥、生物炭煙草的Hg含量均有不同程度的降低，煙草中的Hg

7、含量隨著復(fù)合肥用量的增加降低的幅度更為明顯，生物炭對根莖Hg含量的削減效應(yīng)表現(xiàn)的更為明顯。未施肥處理下受重金屬Hg脅迫的煙葉中SOD、POD、CAT三種抗氧化酶活性最低，MDA含量最高;復(fù)合肥對葉片SOD、CAT酶活性影響較大，對POD酶活性影響不明顯。施加生物炭和肥料均能降低土壤有效態(tài)Hg含量，提高土壤pH值。綜合來看，生物炭與高量復(fù)合肥配施下煙草的植物學(xué)性狀表現(xiàn)最好，生物量積累最多，煙草的根系活力最大，煙葉抗氧化酶系統(tǒng)指標(biāo)最高，土壤

8、pH值最大，煙葉MDA含量、煙草Hg含量、土壤有效態(tài)Hg含量最低。
　　3、生物炭與施肥處理下煙草Hg含量與土壤有效態(tài)Hg含量、土壤有效態(tài)Hg含量與土壤pH之間的相關(guān)性3種不同施肥配比下煙草根莖、煙葉重金屬Hg含量均有一定的降低，且與土壤有效態(tài)Hg含量為線性正相關(guān)。隨著土壤pH的增加，土壤中有效態(tài)Hg含量逐漸降低，3種施肥處理下土壤pH與有效態(tài)Hg含量線性負相關(guān)，添加生物炭后相關(guān)性增強，達到顯著負相關(guān)，而生物炭與施肥配比相結(jié)合對降