鸡粪改良对铜尾矿基质中无机氮组分及3种豆科植物生长发育的影响

基质改良和耐性物种选择是重金属矿业废弃地生态修复的关键。本文通过室内盆栽试验,以4kg尾矿为植物盆栽基质,分别加入腐熟鸡粪0、8、16、32g混匀,记作MA0(CK)、MA8、MA16、MA32处理方式,研究不同比例腐熟鸡粪改良对铜尾矿基质中无机氮组分及3种豆科植物决明(Cassia tora)、田菁(Sesbania cannabina)、菽麻(Crotalaria juncea)生长发育的影响。结果表明,添加鸡粪改良处理后,3种豆科植物生长的尾矿基质中均以硝态氮为有效氮的主要形态,总无机氮含量为17.96～44.82mg·kg-1。其中菽麻MA32处理组尾矿基质中铵态氮含量(5.31mg·kg-1)最高,菽麻MA16处理组尾矿基质中硝态氮含量(43.06mg·kg-1)和总无机氮含量(44.82mg·kg-1)最高。MA16处理时,田菁和菽麻叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b值均表现最大。3种豆科植物叶绿素a/b为0.92～1.08。在同一鸡粪比例处理中,菽麻叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b值均显著高于决明和田菁(P<0.05)。鸡粪改良铜尾矿基质能够促进3种豆科植物生长,植物株高、冠幅、根长均增加,并且随...     

香根草对铜富集效果的研究

研究了清远市石角镇种植香根草对铜的富集情况和土壤中铜含量变化,探讨人工种植香根草对恢复铜尾矿废弃地基质系统的修复作用。结果表明,香根草种植时间越长,香根草中富集的铜不断增多,土壤中铜的含量不断减小,在一定时间内达到饱和。生长在尾矿废弃地上的香根草不仅可以显著地改善铜尾矿废弃地的铜含量,而且有利于基质微生物量和酶活性的增加,因而是一种良好的矿业废弃地生态修复物种。     

高羊茅生长对不同处理铜尾矿的土壤酶活性的影响

[目的]为金属尾矿的植物修复提供依据。[方法]通过高羊茅盆栽试验对不同处理铜尾矿基质的基本理化性质、土壤酶活性进行了研究。[结果]相对于空白组,种植高羊茅能改善土壤理化性质,增加土壤肥力,提高土壤酶活性。[结论]脲酶活性对环境改变最为敏感,可以作为植物对铜尾矿污染土壤修复效果评价的一个优先选用指标。     

会泽铅锌尾矿区豆科植物根瘤菌耐铅锌性及其生理生化特征研究

研究铅锌尾矿区豆科植物根瘤菌对铅锌的响应,可为利用豆科植物改良尾矿区土壤及植被恢复提供理论依据.会泽铅锌尾矿土壤被铅锌严重污染,铅锌含量分别是全国土壤(A 层)的110倍和54 倍.通过现场采样、室内分离和耐性培养,对10 株分离自会泽铅锌尾矿区豆科植物的根瘤菌的铅、锌单盐与铅锌双盐逆境进行了耐性研究.结果表明,该区域的豆科植物根瘤菌对铅、锌单盐逆境具有良好的耐性,但是对铅锌双盐的耐受明显减弱.对这10株根瘤菌的生理生化特征研究结果表明,会泽尾矿区根瘤菌的生理生化特性存在广泛差异,根瘤菌铅锌耐性越强,其阳性生理生化特征越多.一株与三叶草共生接瘤的HS3,一株与香豌豆共生接瘤的HX6 和一株与猪屎豆共生接瘤的HZ8,它们不但表现出耐铅锌,而且生理代谢广泛,显示这3 株根瘤菌在铅锌尾矿区的利用具有较好的潜能.     

酸化尾矿对4种豆科植物种子萌发和幼苗生长的影响

以铜尾矿、酸化铜尾矿和表面覆土酸化尾矿为基质,以正常土壤为对照,进行绿豆、田菁、洋槐和紫穗槐4种植物的盆栽实验,对种子的萌发及幼苗生长情况进行了研究。结果表明:绿豆、田菁、刺槐和紫穗槐在表面覆土酸化尾矿中的萌发率分别约为对照组的31.3%、51.7%、81.2%和87.2%,酸化铜尾矿中几乎没有种子正常萌发;但覆土酸化尾矿组中田菁、刺槐和紫穗槐种子的最终萌发天数明显小于对照组和尾矿组。4种植物幼苗的营养器官均受到铜尾矿和酸化尾矿不同程度的伤害,其中根受到的毒害最为严重。4种植物在铜尾矿组和覆土酸化尾矿组的叶绿素a、b含量和叶绿素总量均显著低于对照组(P0.05),刺槐的叶绿素含量在铜尾矿组和覆土酸化尾矿组间差异显著(P0.05),表明重金属抑制了植物叶绿素的形成,酸性基质更不利于刺槐叶绿素的形成。铜尾矿和覆土酸化尾矿中4种植物PSⅡ的Fv/Fm和q P值均较对照显著下降,植物利用光能的效率降低;PSⅡ的Fo和q N值较对照组增加,表明PSⅡ反应中心遭到破坏。     

云南东川铜矿区豆科植物-根瘤菌对铜的耐受性

研究东川铜矿区自然生长的优势豆科植物-根瘤菌共生体系对铜胁迫的耐受性,可为利用豆科植物改良铜矿区土壤及生态环境提供理论依据。对根瘤菌进行耐酸碱及铜胁迫试验,并回接耐受性较强的菌株,在铜盐胁迫下研究其宿主植物的生长情况。结果表明:云南东川铜矿区自然生长的豆科植物根瘤菌存在着丰富的耐酸、铜菌株,筛选出1株可以耐受pH值3.0及Cu2+浓度3.5 mmol/L的菌株DS3(与三叶草共生)。在较高的铜盐胁迫下,回接强耐铜根瘤菌DS3后,可显著提高其宿主植物对铜盐胁迫的耐受性。     

德兴铜矿铜污染状况调查及植物修复研究

铜是生命必需的营养元素,适量的铜对人和动植物都是有益的,但过量的铜对生物的生长发育会造成危害。受重金属污染的水体、土壤或是富含重金属铜的矿区、尾矿堆积区对生态环境会造成很大的破坏。2003年夏,课题组成员对江西德兴铜矿采矿区、尾矿堆积区、生活区以及下游河流大圬河、乐安河的水域、土壤进行了铜污染状况的调查,并且检测了矿区周围40余种优势植物体内积累的铜含量。分析表明,矿区铜污染极为严重,土壤中铜含量平均高达186mg/kg,大圬河河水铜含量在15～30mg/L之间,底泥的铜含量在500-9000mg/kg之间,乐安河的底泥铜含量达500m/kg。经对植物体内铜含量的测定,筛选出16种植物铜的积累量在100mg/kg以上,这些植物可用于对土壤和水体进行铜污染的植物修复技术的研究。     

客土改良铜尾矿对香根草生理特征及重金属吸收的影响

为了探究不同客土改良方式对尾矿修复的效果,将香根草盆栽试验分别在尾矿掺土(掺土10%和20%)和覆土(覆土5 cm和10 cm)改良条件下进行,并对改良后基质的性质以及植物的生理生态特征和重金属含量进行测定。结果表明:客土加入铜尾矿后,提高了基质营养元素含量,降低了有效态重金属含量(Mn、Cu、Zn、Cd和Pb),改善了铜尾矿基质环境。客土改良后,香根草生物量和光合色素含量都出现不同程度提高,其中覆土10 cm对促进植物生长的作用效果最显著。同时,4种改良方式都能降低植物体中MDA含量和抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性,有效缓解重金属的生物毒性。两种掺土改良处理对香根草体内重金属含量没有较大影响,覆土改良促进了植物根对重金属的吸收,香根草根部Mn、Cu、Zn、Cd和Pb含量在覆土10 cm处理中分别比对照(不加土壤的铜尾矿)增加104.71%、47.47%、103.13%、61.54%和47.82%,掺土改良不改变香根草体内重金属的转运特征,香根草仍将重金属积累在根部以维持较高的重金属抗性,覆土改良可以增加香根草根部重金属的富集,有效固定尾矿中的重金属。研究表明,客土改良方式能够有效改善铜尾矿理化性质,促进植物生长,缓解重金属胁迫。     

外源镧对黑麦草-铜尾矿系统土壤酶活性的影响

对供试土壤添加不同含量的LaCl3,并通过盆栽试验研究外源镧对黑麦草-铜尾矿系统土壤酶活性的影响。结果表明:La的添加对试验组和对照组土壤的过氧化氢酶活性有一定的抑制作用,并且随着La含量的增加,抑制作用增强;蔗糖酶、脲酶以及磷酸酶活性则随着La含量的增加而增强。试验组的土壤酶活性与对照组相比,蔗糖酶、脲酶和磷酸酶的平均活性分别上升了16.59%、30.65%和13.19%,过氧化氢酶的平均活性下降了6.33%。除脲酶外,蔗糖酶、脲酶以及磷酸酶的活性,试验组与对照组都存在极显著差异(P<0.01)。研究显示,添加La可以增加种植黑麦草的土壤酶活性,对修复铜尾矿地区土壤铜污染的效果显著。     

能源甘蔗在3种尾矿砂上的生长适应性研究

针对铜、铅锌、锡3种尾矿,选用能源甘蔗在3种不同改良方式的盆栽试验,不同盆栽处理以m(尾矿砂)∶m(水稻土)分别为7∶3,8∶2,9∶1配比混合而成。结果表明,除Cu3有减产外,其余处理均比对照增产,其中增产较大的处理是Sn2、Cu1和Sn1。甘蔗的根系除Pb1处理,其余处理均比对照增产。不同配比的尾矿砂对制糖工艺指标糖分、纤维分、简纯度、还原糖有不利的影响,但与对照相比差异不明显。综合考虑尾矿砂和水稻土的配比,铜尾矿与土壤的配比用8∶2,锡和铅\锌尾矿与土壤的配比用9∶1较合适(重量比)。该研究结果对指导能源甘蔗在尾矿山上的植物修复有一定的指导意义。     

文山石漠化地区豆科植物根瘤菌的16SrDNA序列分析

为研究和利用云南省文山石漠化地区豆科植物根瘤菌的种质资源多样性,对从文山地区豆科植物根瘤分离获得的13株根瘤菌株进行16S r DNA全序列分析,并与相关参比菌株的16S r DNA序列进行比较及聚类分析,建立13株文山石漠化地区豆科植物根瘤菌的发育树状图,初步确定13株豆科植物根瘤菌的分类地位,为以后石漠化生态修复中种植豆科植物接种适宜的根瘤菌提供种质资源。     

铜尾矿对水溶液中磷的吸附与解吸

为研究铜尾矿作为吸附剂对水溶液中磷的吸附与解吸,从铜陵尾矿库采取尾矿样本,以其作为吸附材料对KH2PO4配制的水溶液进行吸附,用比色法测定磷的平衡浓度,然后计算平衡吸附量和解吸量.结果表明,Langmuir和Freundlich等温吸附方程能够较好地描述铜尾矿对水溶液中磷的吸附过程;尾矿废弃物对水溶液中磷酸根的吸附量与尾矿样本中游离氧化铁、晶质氧化铁、有机络合铁含量以及烧失量呈极显著正相关,而与pH呈极显著负相关;各种植物群落下A层尾矿对磷的吸附量低于C层,尾矿对水溶液中磷的平均最大吸附量超过0.85 mg·g-1,铜官山老尾矿库白茅群落下硬盘层对水溶液中磷的平均最大吸附量达到8.66 mg·g-1,被铜尾矿吸附的磷的平均解吸率低于5%.     

江西德兴铜矿矿区内铜富集植物的调查及筛选

为了解江西德兴铜矿矿区土壤的Cu污染状况,检测矿区优势植物中的重金属Cu含量,筛选Cu富集植物,探讨植物修复铜污染的可行性,在矿区、尾矿堆积区周边及大圬河两岸调查植物140余种,主要记录了15种植物。根据植物对矿区内重金属污染的富集作用和植物对铜的转运系数情况可以看出,所筛选出的铜富集植物的优势物种大多是杂草,分属15属9科,主要为问荆(Equisetum arvense)、博落回(Macleaya cordata)、葛藤(Pueraria lobata)、短穗铁苋菜(Acalypha brachystachya Hornem)和香蒲(Typha orientalis)。其中,问荆因为生长在矿区内,所以对铜的富集能力较强,而由于其植株矮小,生物量较小,所转运的铜含量相对较少,但是由于其耐铜能力较强,因此仍然可以作为铜污染修复的先锋植物。     

铜尾矿矿砂含量对紫花苜蓿幼苗生理生化指标的影响

采用盆栽试验法,研究不同含量铜尾矿矿砂对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)幼苗生理生化指标的影响。研究结果显示Cu胁迫下紫花苜蓿生长受到抑制,膜脂过氧化程度高,但其抗氧化系统一定程度清除了植物体内的自由基,提高植物对Cu耐性,紫花苜蓿可用于修复Cu污染环境。     

植物修复模式对离子型稀土堆浸尾矿土壤入渗特性的影响

为了明确植物修复模式对离子型稀土堆浸尾矿土壤入渗特征的影响，以未治理的堆浸尾矿为对照（CK），设置堆浸尾矿种植皇竹草（T1）和堆浸尾矿种植脐橙（T2）2种植物修复模式，利用圆盘入渗仪观测各处理的土壤入渗特性，并分析其影响因素。结果表明：（1）不同处理下土壤有机质含量、容重、土壤含水量、砂粒和黏粒含量差异显著（P <0.05）,2种植物修复堆浸尾矿的土壤有机质含量、黏粒含量显著高于未治理堆浸尾矿（P <0.05），而砂粒含量显著低于未治理堆浸尾矿（P <0.05）;(2)与未治理堆浸尾矿相比，植物修复模式使土壤初始入渗率、稳定入渗率和累积入渗量下降82.0%～93.5%，稳定入渗时间约减少15 min;(3)初始入渗速率、稳定入渗速率与砂粒含量呈极显著指数正相关关系（P <0.01），稳定入渗时间与有机质含量和黏粒含量呈极显著幂函数负相关（P<0.01）。综上所述，赣南离子型稀土堆浸尾矿保水能力极差，采用植物修复模式可有效恢复土壤涵养水分的功能。     

铜胁迫对刺槐耐酸根瘤菌溶磷和分泌生长素能力的影响

以从豆科植物刺槐中分离的3株耐酸根瘤菌为研究对象,采用溶磷圈和Salkowski比色法,研究了在酸性条件下重金属铜胁迫对3株根瘤菌溶磷和分泌植物生长素IAA能力的影响。结果表明,3株耐酸刺槐根瘤菌都具有较强的溶磷和分泌IAA的能力,相对来说,溶解无机磷的能力均强于溶解有机磷的能力。铜胁迫对3株菌溶磷和分泌IAA均产生抑制,且抑制作用随着铜离子浓度的增加而增大。在相同浓度的Cu2+抑制下,菌株CHR009较其余2株菌CHR006和CHR011溶磷和分泌生长素的性能更优,对Cu2+胁迫具有更强的抗性,在重金属尾矿区植被恢复和污染土壤修复中具有潜在的应用价值。     

铜尾矿废弃地土壤动物多样性特征

土壤动物的恢复、群落演替及其多样性对于铜尾矿废弃地的生态重建具有重要意义.为了解铜尾矿废弃地土壤动物群落多样性特征,在铜陵市铜尾矿区设置4个样地23采样点,共捕获土壤动物4622只个体,隶属5门10纲18目29类.结果表明,铜尾矿自然废弃地与其对照组土壤动物多样性差异明显,自然废弃地土壤动物丰富度指数d、大型土壤动物密度、中小型土壤动物密度、多样性指数H''和D·G指数均小于其对照组且存在显著差异.而复垦废弃地中小型土壤动物密度和D·G指数小于其对照组且存在显著差异,多样性指数H''大于其对照组且差异极显著,其他土壤动物群落指标与其对照组均无显著差异.相似系数q表明,外围林地间土壤动物群落相似性最大,其次是复垦废弃地与外围林地间,自然废弃地与其它3个样地间相似性最小.从垂直分层来看,复垦废弃地土壤动物表聚性强于自然废弃地,尾矿废弃地表聚性强于外围林地.灰色关联分析表明,铜尾矿区土壤理化性质与土壤动物群落结构指标关系密切,其中最重要的因素是土壤含水量和总钾含量,重金属全镉含量也不容忽视,植被因素和土壤全铜含量对土壤动物的影响相对较小.由此可见,土壤含水量、土壤基质的优劣、土壤有机质与营养元素的含量等因素限制了铜尾矿废弃地土壤动物的恢复与重建,而这些因素的改善主要归功于尾矿废弃地的土地复垦和作物种植.所以,尾矿废弃地的复垦与利用有利于土壤动物的恢复与重建.     

兰坪铅锌尾矿区豆科植物根瘤菌耐受性研究

对16株分离自兰坪铅锌尾矿区豆科植物根瘤菌进行了耐盐、耐酸碱、耐高温或低温、耐铅锌等抗逆性研究。结果表明,该区的豆科植物根瘤菌耐盐性普遍较差;多数菌株具有很强的耐酸性,耐碱能力较弱,仅1株长波叶山蚂蝗共生根瘤菌的耐酸碱能力较强;耐低温的菌株较多,只有1株与美丽胡枝子共生根瘤菌较能耐受高温;大多数菌株对铅、锌单盐和双盐具有良好的耐性能力,但是对铅锌双盐的毒害的耐受明显减弱。     

铜尾矿废弃地不同优势群落持水量的差异分析

通过对安徽铜陵狮子山铜尾矿废弃地上定居的优势群落的实地调查及室内分析,研究了3种优势群落基质尾矿持水量的变化规律。结果发现,铜尾矿废弃地植被恢复后,基质的持水量发生显然的增加,节节草群落基质的持水量最高,比裸露无植被区高出16．95％,其次为白茅群落,狗牙根群落基质的持水量最低,但都高于对照裸露区。随着深层的增加,植被对尾矿的持水量增加。如节节草基质0-10cm的持水量17．57％,10—20cm持水量22．27％,20—30cm持水量25．25％,30—40cm持水量27．03％。结果表明,铜尾矿废弃地植物定居后,能提高尾矿的持水量,其中节节草群落的持水能力最高。     

铜陵市凤凰山尾矿区重金属污染研究

[目的]铜尾矿库的修复及以后的相关研究提供科学依据。[方法]采用火焰-原子吸收分光光度计和石墨炉原子吸收分光光度法测定土壤中重金属含量。[结果]尾矿土壤中的Cu、Zn、Cd含量均较高,其中Cu、Cd的含量分别是国家土壤环境质量二级标准的1.04～1.30倍和6.58～9.34倍。[结论]重金属污染会降低土壤质量,进而影响该地区作物的质量。凤凰山尾矿区近年来种植的作物,对重金属元素的吸收效果不明显。这为后期的土壤改良和种植作物的选择提供了一定的依据。