蚓糞對黑麥草吸收銅的影響.pdf

1、蚓糞是有機質(zhì)通過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養(yǎng)元素，促進植物生長；含有豐富的植物激素，促進根系的生長發(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。近年來蚯蚓對污染土壤系統(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)于蚓糞對污染土壤—植物吸收重金屬的影響卻少有報導(dǎo)

2、。 本研究以長江沖積物形成的高沙土為供試土壤，通過加入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，分為四個試驗：1)蚓糞對黑麥草(Loliummultiflorum)生長及吸收銅的影響；2)蚓糞對黑麥草根系及根系抗氧化酶的影響；3)蚓糞對黑麥草生長形態(tài)及吸收銅的動態(tài)影響；4)蚓糞對銅污染土壤的pH及銅形態(tài)的影響，研究蚓糞對黑麥草生長

3、、根系各項指標及抗氧化系統(tǒng)酶、黑麥草吸收銅的動態(tài)過程以及土壤pH和土壤銅形態(tài)分布的影響，為認識和發(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**)，對黑麥草的生長在Cu濃度為200mgkg-1時促進作用最大；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*)，而對地下部的銅累積量沒有影響。說明蚓糞在促

4、進黑麥草生長的同時也促進了銅從根系向地上部的運移并使得銅在黑麥草體內(nèi)的累積增加。 另外，蚓糞顯著促進了根系各項指標的生長(p＜0.001**)，且蚓糞處理與原土處理的黑麥草根系各項指標均在銅濃度200mgkg-1時達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時顯著升高，但兩處理的SOD活性同時在最高銅濃度達到最大值，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。表明盡管過量的銅對黑麥草的根系有傷害作用，但是蚓糞仍能促進根系的生長并減緩這種傷害，推測蚓糞使黑麥草根系的抗氧化酶系統(tǒng)更能協(xié)同合作，進而抵抗銅污染帶來的脅迫。 以銅濃

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

7、)而對銅累積量沒有影響，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銅在植物體內(nèi)運移的影響外，推測蚓糞中可能含有某些促進銅運移的物質(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)和有機結(jié)合態(tài)，而原土含量最多的是殘渣態(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