蚓糞對(duì)黑麥草吸收銅的影響.pdf

1、蚓糞是有機(jī)質(zhì)通過(guò)蚯蚓腸道消化后的排泄物，在土壤——植物生態(tài)系統(tǒng)中有著不可忽視的作用。如富含各種植物較易吸收的營(yíng)養(yǎng)元素，促進(jìn)植物生長(zhǎng)；含有豐富的植物激素，促進(jìn)根系的生長(zhǎng)發(fā)育；具有豐富或特殊的微生物種群，加速物質(zhì)循環(huán)，提高土壤微生物數(shù)量與活性，抑制植物土傳病害；與人工合成肥料相比，還有減少養(yǎng)分滲漏、植物鹽離子脅迫的優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)蚯蚓對(duì)污染土壤系統(tǒng)的影響及在植物修復(fù)中的作用已引起關(guān)注，但遺憾的是關(guān)于蚓糞對(duì)污染土壤—植物吸收重金屬的影響卻少有報(bào)導(dǎo)

2、。 本研究以長(zhǎng)江沖積物形成的高沙土為供試土壤，通過(guò)加入CuSO45H2O模擬土壤污染，使土壤Cu污染濃度分別為200，400，600mgkg-1。設(shè)置加入蚓糞(15％)和加入原土(15％)處理，分為四個(gè)試驗(yàn)：1)蚓糞對(duì)黑麥草(Loliummultiflorum)生長(zhǎng)及吸收銅的影響；2)蚓糞對(duì)黑麥草根系及根系抗氧化酶的影響；3)蚓糞對(duì)黑麥草生長(zhǎng)形態(tài)及吸收銅的動(dòng)態(tài)影響；4)蚓糞對(duì)銅污染土壤的pH及銅形態(tài)的影響，研究蚓糞對(duì)黑麥草生長(zhǎng)

3、、根系各項(xiàng)指標(biāo)及抗氧化系統(tǒng)酶、黑麥草吸收銅的動(dòng)態(tài)過(guò)程以及土壤pH和土壤銅形態(tài)分布的影響，為認(rèn)識(shí)和發(fā)揮蚓糞在重金屬污染土壤植物修復(fù)中的潛力與作用提供依據(jù)。 結(jié)果表明：蚓糞顯著增加了黑麥草的株高、地上部和地下部的生物量(p＜0.001**)，對(duì)黑麥草的生長(zhǎng)在Cu濃度為200mgkg-1時(shí)促進(jìn)作用最大；顯著提高了黑麥草地上部Cu的濃度及累積量，但顯著降低了地下部的Cu濃度(p＜0.05*)，而對(duì)地下部的銅累積量沒有影響。說(shuō)明蚓糞在促

4、進(jìn)黑麥草生長(zhǎng)的同時(shí)也促進(jìn)了銅從根系向地上部的運(yùn)移并使得銅在黑麥草體內(nèi)的累積增加。 另外，蚓糞顯著促進(jìn)了根系各項(xiàng)指標(biāo)的生長(zhǎng)(p＜0.001**)，且蚓糞處理與原土處理的黑麥草根系各項(xiàng)指標(biāo)均在銅濃度200mgkg-1時(shí)達(dá)到最大值然后隨著銅濃度的增加而下降；極顯著地減少了根系MDA的含量(p＜0.001**)，但兩處理的根系MDA含量都隨著銅濃度的升高增加；對(duì)于根系抗氧化系統(tǒng)酶，蚓糞處理的SOD活性在一開始并沒有顯著提高，銅濃度從0

5、mgkg-1到400mgkg-1時(shí)SOD的活性并沒有顯著差異，原土處理的SOD活力則從銅濃度200mgkg-1時(shí)顯著升高，但兩處理的SOD活性同時(shí)在最高銅濃度達(dá)到最大值，而兩處理的POD活性沒有明顯差異，但是蚓糞處理提高了CAT的活性而原土處理則抑制了該酶的活性。表明盡管過(guò)量的銅對(duì)黑麥草的根系有傷害作用，但是蚓糞仍能促進(jìn)根系的生長(zhǎng)并減緩這種傷害，推測(cè)蚓糞使黑麥草根系的抗氧化酶系統(tǒng)更能協(xié)同合作，進(jìn)而抵抗銅污染帶來(lái)的脅迫。 以銅濃

6、度為400mgkg-1的污染土壤為研究材料，觀察蚓糞對(duì)黑麥草生長(zhǎng)及吸收銅的動(dòng)態(tài)影響，與前述結(jié)果一致的是蚓糞同樣促進(jìn)了黑麥草地上部、地下部及根系形態(tài)的生長(zhǎng)，但是這些促進(jìn)作用并不是在培養(yǎng)初期就出現(xiàn)，如對(duì)地上部的促進(jìn)作用是在培養(yǎng)第25天而對(duì)地下部的促進(jìn)作用是在第30-35天，可能與蚓糞中的營(yíng)養(yǎng)緩效釋放及地下部的脅迫大于地上部有關(guān)；蚓糞也同樣促進(jìn)了地上部的銅濃度(從25-45天)、增加了地上部對(duì)銅的累積量，并減少了地下部的銅濃度(從15-45天

7、)而對(duì)銅累積量沒有影響，但是地上部與地下部的銅濃度在培養(yǎng)期間都經(jīng)歷了波動(dòng)性變化，如地上部銅濃度先下降(兩處理：從5-15天)后上升(兩處理：從15-45天)，而地下部的銅濃度則是先穩(wěn)定在最高水平(兩處理：從5-15天)接著急速下降(蚓糞處理：從15-25天，原土處理：從15-30天)然后緩慢上升(蚓糞處理：從25-45天，原土處理：從30-45天)，但是蚓糞處理的地下部銅濃度在急速下降階段的下降速率顯著高于原土處理，而在緩慢上升階段又顯

8、著低于原土處理。以上分析除了再次證明蚓糞對(duì)銅在植物體內(nèi)運(yùn)移的影響外，推測(cè)蚓糞中可能含有某些促進(jìn)銅運(yùn)移的物質(zhì)。 分析了不種植黑麥草和種植黑麥草兩處理的土壤的pH和銅的形態(tài)分布(BCR連續(xù)提取法)，發(fā)現(xiàn)在土壤培養(yǎng)試驗(yàn)中，蚓糞處理的污染土壤的pH較高并含有較高的Fe-Mn氧化態(tài)和有機(jī)結(jié)合態(tài)，而原土含量最多的是殘?jiān)鼞B(tài)，表明蚓糞含有更高的活化重金屬的潛力。種植黑麥草處理降低了土壤的pH并增加了可交換態(tài)銅的含量，而且這種作用在加入蚓糞后更