土壤鎘污染的龍葵、沸石修復(fù)及油葵響應(yīng)研究.pdf

1、土壤重金屬污染不僅會(huì)造成土壤環(huán)境質(zhì)量下降，農(nóng)作物減產(chǎn)、減質(zhì)等環(huán)境和生態(tài)問(wèn)題，而且能通過(guò)直接接觸或者食物鏈的傳遞危害人類(lèi)生命健康，因此尋找合適的污染土壤修復(fù)方法至關(guān)重要。本論文通過(guò)兩次盆栽試驗(yàn)分別探討了龍葵對(duì)土壤鎘污染土壤的修復(fù)效應(yīng)和根際效應(yīng)，油葵對(duì)重金屬鎘的吸收累積規(guī)律，和天然沸石對(duì)土壤鎘鋅復(fù)合污染的修復(fù)效應(yīng)。本論文共包括兩次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其一:2014年以龍葵和油葵為供試植物進(jìn)行根袋試驗(yàn)設(shè)計(jì)，其二:2015年以龍葵為供試植物進(jìn)行沸石修復(fù)試

2、驗(yàn)設(shè)計(jì)。兩次試驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要的研究結(jié)果如下：
　　1.土壤鎘污染的龍葵修復(fù)及油葵響應(yīng)研究
　　(1)在外源添加不同濃度鎘的條件下，油葵和龍葵均能經(jīng)歷完整的生命周期，繁衍后代。油葵的耐受指數(shù)分別為100.00％，114.89％，106.47％，93.81％，68.31％，先升高后降低的趨勢(shì);龍葵的耐受指數(shù)分別為100.00％，88.82％，83.42％，75.21％，65.23％，呈下降趨勢(shì)。在外源添加Cd=30 mg/kg時(shí)油

3、葵葉片的鎘含量達(dá)到最大為42.89mg/kg，在本試驗(yàn)條件下未達(dá)到超積累植物鎘含量的臨界限值。油葵地上部分的吸鎘量范圍為33.00～601.95μg/plant，占單棵油葵吸鎘量的90％以上;龍葵地上部分的吸鎘量范圍為4.77～838.67μg/plant，占單棵龍葵吸鎘量的88％以上，由此可知兩種植物根系吸收的鎘大部分分布在植物地上部分。油葵的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和富集系數(shù)小于1.00（除處理Ⅱ，油葵的富集系數(shù)為1.29）;龍葵的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)大于0.

4、80，富集系數(shù)大于1.00;兩種植物的轉(zhuǎn)運(yùn)量系數(shù)大于5.00。當(dāng)土壤中Cd＜1.11mg/kg時(shí)，油葵籽粒鎘含量符合國(guó)家食品安全標(biāo)準(zhǔn)(0.50mg/kg)，但是油葵作為修復(fù)植物而言，建議油葵籽實(shí)作為工業(yè)、制造業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的油原料。油葵、龍葵對(duì)鎘都具有一定的耐受性，可以種植在重金屬鎘污染的土壤上。
　　(2)油葵、龍葵根際土壤鎘含量全部低于非根際土壤，表現(xiàn)為根際鎘虧損。經(jīng)t檢驗(yàn)，油葵、龍葵根際與非根際土壤的鎘有效態(tài)鎘含量的存在顯著性

5、差異(P＜0.05)。油葵根際土壤鎘有效態(tài)含量比非根際土壤顯著下降72.36％，56.11％，84.15％，70.17％，27.78％，龍葵根際土壤鎘有效態(tài)含量比非根際土壤顯著下降91.59％，95.45％，94.58％，26.17％,42.37％。
　　油葵根際土壤中鎘有效態(tài)含量與根際土壤中脲酶、堿性磷酸酶、蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶活性的相關(guān)系數(shù)分別為-0.781**，-0.620*，-0.694**，-0.666**，達(dá)到顯著性負(fù)相

6、關(guān)關(guān)系。龍葵根際土壤中鎘有效態(tài)含量與根際土壤脲酶、堿性磷酸酶、蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶活性的相關(guān)系數(shù)分別為-0.589*，-0.603*，-0.641*，-0.731**，也達(dá)到顯著性負(fù)相關(guān)關(guān)系。說(shuō)明外源添加鎘對(duì)兩種植物根際四種酶活性都產(chǎn)生抑制作用，且隨著外源添加鎘的增加對(duì)其抑制率逐漸增大。油葵四種酶的根際效應(yīng)R/N值全部大于1（除外源添加Cd=30mg/kg時(shí)，油葵過(guò)氧化氫酶根際效應(yīng)R/N值為0.96），為正效應(yīng);龍葵四種酶的根際效應(yīng)R/N

7、值全部大于1，也為正效應(yīng)，且龍葵的根際效應(yīng)更加明顯。此外，經(jīng)t檢驗(yàn)，兩種植物四種酶活性在根際土壤與非根際土壤存在極顯著性差異(P＜0.01)。
　　2.土壤鎘-鋅復(fù)合污染的沸石修復(fù)研究
　　(1)試驗(yàn)中添加沸石會(huì)減輕鎘、鋅對(duì)龍葵植株的毒害作用，添加重金屬鎘、鋅的處理組的株高、總生物量與對(duì)照組無(wú)顯著性差異（除T4、T6）。
　　(2)隨著沸石添加量的增大土壤容重是逐漸降低的，孔隙度是逐漸增大的。相比于對(duì)照組（沸石添加量為

8、0.00％），沸石的添加量分別為2.61％，10.00％，17.39％，20.00％四個(gè)處理水平時(shí)，土壤容重分別降低0.00％，2.36％，7.87％，11.81％，孔隙度分別增加0.23％，2.80％，7.51％，11.15％，說(shuō)明沸石可以起到改良土壤的通透性的物理性狀。
　　(3)在本試驗(yàn)條件下，土壤中添加沸石會(huì)降低龍葵根系和地上部的鎘含量，土壤中添加鋅會(huì)抑制龍葵根系和地上部對(duì)鎘的吸收。根據(jù)植物體內(nèi)鎘、鋅含量與外源添加鎘、鋅、

9、沸石量的多元回歸方程及顯著性檢驗(yàn)，可知龍葵根系與重金屬鎘、鋅及沸石的添加量之間存在顯著性相關(guān)關(guān)系，其復(fù)相關(guān)系數(shù)分別為R=0.950，R=890，F(xiàn)值分別為127.159**，52.323**;龍葵地上部鎘、鋅含量與重金屬鎘、鋅及沸石的添加量之間存在顯著性相關(guān)關(guān)系，其復(fù)相關(guān)系數(shù)分別為R=0.934，R=0.798，F(xiàn)值分別為92.644**，24.005**。土壤中鎘、鋅有效態(tài)含量與土壤中添加沸石量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即土壤中添加沸石會(huì)降低土壤

10、中鎘、鋅有效態(tài)含量。根據(jù)土壤鎘、鋅有效態(tài)含量與外源添加鎘、鋅、沸石量的多元回歸方程及顯著性檢驗(yàn)，可知土壤鎘、鋅有效態(tài)含量與重金屬鎘、鋅及沸石的添加量之間存在顯著性相關(guān)關(guān)系，其復(fù)相關(guān)系數(shù)分別為R=0.940，R=0.944，F(xiàn)值分別為103.509**，112.677**。此外，根據(jù)多元回歸分析的偏相關(guān)F值及顯著性檢驗(yàn)，可知沸石的添加對(duì)植物和土壤中重金屬含量都有顯著性影響。綜上之，天然沸石可以作為鈍化修復(fù)材料施加到重金屬污染的土壤，起到原