濕地植物根表鐵膜對磷、鉛遷移轉化及植物有效性影響的機理探討.pdf

1、人工濕地廣泛用于處理生活污水和控制農業(yè)面源污染。濕地植物是人工濕地系統的重要組成部分，植物根系具有發(fā)達的通氣組織，能將大氣中和光合作用產生的氧運送到根部，在根系與土壤界面形成微氧化區(qū)域，使植物根表形成鐵氧化物膠膜。鐵膜的形成不僅影響根際土壤中物質的遷移和轉化，而且影響植物對礦質元素的吸收利用。因此，研究濕地植物根表鐵膜對磷、鉛遷移、轉化及植物有效性的影響，對深入了解濕地植物凈化水質的內在機理有著積極的意義。 本文通過調查采樣研

2、究了不同濕地植物在自然條件下形成根表鐵膜的差異性以及對磷吸附的特征，探討了根表鐵膜形成對景觀濕地植物不定根生長和根系活力的影響，同時也分析了濕地植物土壤微生物群落結構對外加鉛、鐵的響應。根據自然環(huán)境條件，并通過溶液培養(yǎng)試驗和土壤盆栽試驗系統地研究了根表鐵膜影響磷、鉛遷移、轉化及植物有效性的機理，主要結果如下： (1)通過對不同生境的濕地植物采樣分析，發(fā)現不同生境的濕地植物根表鐵膜量差異較大，同一生境不同植物根表鐵膜量差異明顯，

3、即同屬于莎草科植物根表鐵膜含量的順序為：水毛花>蔗草>旱傘草，其中水毛花是旱傘草的6.5倍。 (2)鉛抑制濕地植物根表鐵膜的形成與積累，添加鐵促進根表鐵膜的積累。溶液培養(yǎng)實驗發(fā)現高鉛對鐵膜流失的影響大于低鉛，根表鐵膜量越大，其流失量更多。在鉛污染土壤中，同一鉛水平下，寬葉香蒲和黃菖蒲根表鐵膜量都隨鐵添加量的增加呈上升趨勢；在同一鐵水平下，寬葉香蒲根表鐵膜量隨鉛濃度的增加而降低，而黃菖蒲根表鐵膜量并沒有隨鉛濃度的增加而明顯降低。

4、 (3)當鐵濃度低于100mg/L時，寬葉香蒲新形成不定根生物量隨鐵濃度的增加降低，但當鐵濃度高于100mg/L時，不定根生物量呈增加趨勢；而黃菖蒲的新形成不定根的生物量與根表鐵膜量的相關性不顯著。植物根表形成鐵膜后，寬葉香蒲根系活力與其根表鐵膜量呈顯著的負相關，相關系數為-0.861*；而黃菖蒲在各處理之間的根系活力為2.36-5.48μg/g·h，總體變化幅度不大。 (4)土壤微生物群落結構對外源鉛鐵的響應表現為

5、：磷脂脂肪酸(PFLAs)表征的微生物總量在根際高于非根際，香農-維納指數(H)在500mg/kg鐵處理水平下，非根際土中微生物群落結構多樣性隨鉛濃度增加呈上升趨勢，而根際土壤中H指數在高濃度鉛(500、1000mg/kg)處理時高于低鉛處理。聚類分析表明根際土中微生物群落結構主要受鐵的影響，而非根際土鉛起主導作用。 (5)不論是未污染土壤還是鉛污染土壤，濕地植物根表吸附的磷與根表鐵膜量呈明顯的正相關。而對鉛的吸附取決于鐵膜厚

6、度大小，鐵膜量大時則呈正相關，否則相關性不顯著。 (6)溶液培養(yǎng)實驗中，鐵膜量較少時促進了寬葉香蒲對磷的利用，超出了30g/kg則抑制了磷的利用；而根表鐵膜對黃菖蒲地上部磷含量的影響表現出抑制作用。在50mg/L鉛處理中，根表鐵膜提高了寬葉香蒲體內鉛的含量；而對黃菖蒲而言，一定量根表鐵膜促進了鉛向根中遷移，但誘導鐵濃度高于100mg/L時則抑制鉛向根中遷移。根表鐵膜提高黃菖蒲地上部鉛含量。鉛污染土壤中，添加鐵促進了根表鐵膜的形