黔北轻污染耕地12种优势杂草重金属含量及富集特征

以一块黔北轻污染耕地生长的12种优势杂草及根区土壤为研究对象,采用野外采样和室内分析方法,利用贵州省土壤背景值、《食用农产品产地环境质量评价标准》、单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、富集系数和转移系数来评价土壤重金属污染状况及优势杂草对重金属的富集特征,为贵州山区重金属污染耕地的植物修复提供参考资料。结果表明,杂草根区重金属单因子污染指数范围为0.30~1.71,內梅罗综合污染指数为1.31,处于轻污染状态,其中Cd的贡献最大;调查区内生长的优势杂草,主要有铁苋菜、龙葵、艾草、稻槎菜、马唐草、黄秋葵、堇菜、野苋菜、革命菜、异叶黄鹌菜、风轮草和野葱,体内重金属Cu、Zn、Cd、Pb含量范围分别为42.15~110.27 mg/kg、35.89~157.87 mg/kg、0.29~6.08 mg/kg和2.99~37.19 mg/kg,属一般植物正常含量范围,均未达到超富集植物水平,但铁苋菜、黄秋葵和革命菜对Cu、Zn、Cd,稻槎菜对Cu和Zn,野苋菜、堇菜和异叶黄鹌菜对Cd的富集系数和转移系数均大于1,具有成为超富集植物的潜力。     

复合重金属胁迫下5种植物微观结构的变化

为探明植物在复合重金属胁迫下微观结构的变化,采用徒手切片法,对矿渣堆放地和自然地两种生境中的5种植物:蓖麻、刺苋、鬼针草、空心莲子草和紫茎泽兰的茎叶解剖结构进行观察,并测量其叶片厚度、气孔长度和宽度、叶脉厚度、叶脉突起度、茎表皮细胞长度和宽度、茎皮层厚度等指标.结果表明:5种植物的气孔宽度、叶脉厚度和叶脉突起度在两种生...     

坡度对香根草护坡植物群落早期特征的影响

对不同坡度的相邻两边坡上香根草(Vetiveria zizanioides)护坡植物群落早期阶段连续2年的调查与分析,结果显示:(1)菊科(Compositae)、禾本科(Gramineae)、豆科(Lentil)3类物种最早在群落中定居,3类物种数占物种总数比例为56.00%～84.62%。(2)香根草种植两年后两坡面上植物群落开始出现分化。其中,1#坡面(坡度小)有利于香根草种群的发展,但也有利于乡土植物种在其中定居,植物群落保水效果也较好。(3)秋季植物群落特征规律明显,表现为:1#坡面(坡度小)植物群落丰富度指数R、多样性指数H′、均匀度指数J′随时间上升,植物群落优势度指数C′则呈现随时间下降;而2#坡面(坡度大)表现规律则相反。(4)植物群落丰富度指数R与群落中香根草物种优势度呈显著线性负相关;多样性指数H′和均匀度指数J′与群落中香根草物种优势度呈极显著线性负相关;优势度指数C′均与群落中香根草物种优势度呈极显著线性负相关。     

锰胁迫下鸡眼草的富集特征及生理响应

为探明植物对锰胁迫的耐受性机制,以采自重金属污染区与非污染区的鸡眼草为试验材料,在不同锰浓度胁迫下［0 （对照）、1000、5000、10000、15000、20000 μmol·L^-1］ 开展盆栽试验,比较研究锰胁迫对两种来源鸡眼草表型、生理生化特性及锰积累特征的影响。结果表明：随着锰浓度的升高,1） 两种来源鸡眼草的根干重、芽干重、根冠比均呈降低的趋势;当锰浓度达5000~20000 μmol·L^-1时,与对照相比,污染区、非污染区鸡眼草的芽干重分别下降4.34%~27.71%与16.33%~49.77%,根干重分别下降19.00%~66.06%与27.90%~77.54%,污染区下降幅度均较非污染区的小;2） 两种来源鸡眼草的叶绿素、可溶性糖、脯氨酸含量及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性均呈先升后降的趋势,可溶性蛋白含量逐渐下降,丙二醛（MDA）含量则逐渐升高;3） 两种来源鸡眼草根、茎、叶的锰含量均增加;锰浓度为20000 μmol·L^-1时,污染区和非污染区鸡眼草的叶锰含量分别为对照的16.53和13.41倍。因此,污染区鸡眼草锰耐受能力及富集能力均较非污染区鸡眼草高,较高的抗氧化酶活性是其耐受高锰胁迫的重要生理机制。     

重金属污染的黄棕壤中施用促根剂对黑麦草生长的影响

在重金属复合污染的黄棕壤中施用促根剂栽培黑麦草,通过测定黑麦草的生物量、重金属含量、根系活力、土壤中重金属有效态含量、电导率、有效磷含量,研究重金属污染及促根剂对黑麦草的生长情况及土壤质量的影响。试验结果表明,对轻度重金属污染土壤施用促根剂对黑麦草的生长有良好的促进效果,促根剂的施用量为2.5g/kg时,对黑麦草生长的促进效果最好;土壤中铜、锌以及磷、锌之间存在着明显的交互作用;黑麦草中重金属含量的离子冲量受到土壤中重金属有效态离子冲量的影响。     

不同浓度猪粪水对两种植物重金属富集及迁移效应的影响

畜禽粪便是农田有机肥料主要来源之一,由于畜禽粪便中重金属超标与不合理施用,造成土壤重金属污染。该研究旨在探究不同浓度猪粪便废水处理对2种禾本科植物的生物量、土壤pH、电导率、土壤重金属含量以及植物对重金属富集与转移能力的影响。结果表明:随着猪粪便废水浓度增加,土壤pH和电导率随之升高(P0.05);猪粪的施入抑制2种植物对Cd有效态的吸收;臭草在A3处理时对Cr、Cu的富集能力最强, Cr含量为28.24 mg·kg~(-1)(地上部)和107.3 mg·kg~(-1)(地下部),Cu的含量为6.23 mg·kg~(-1)(地上部)和16.99 mg·kg~(-1)(地下部);虎尾草在A2处理时最强,Cr含量为20.24 mg·kg~(-1)(地上部)和90.71 mg·kg~(-1)(地下部),Cu的含量为2.55 mg·kg~(-1)(地上部)和9.26 mg·kg~(-1)(地下部);臭草和虎尾草对重金属的最大迁移总量分别为Cd 0.45 mg和0.83 mg,Cr 141.2 mg和346.13 mg,Cu 30.15 mg和47.2 mg。研究表明,2种植物对重金属Cr和Cu的富集能力较强,但不利于Cd的富集,地下部重金属富集系数大于地上部,地下部对Cr的富集系数大于1(除虎尾草CK),但转移系数都小于1。该研究结果为畜禽粪便的无害化处理提供参考。     

刈割对香根草护坡地植物群落早期特征的影响

为科学构建和有效管理香根草(Vetiveria zizanioides(L.)Nash)护坡植物群落,尽早使其发挥生态功能,对不同刈割处理下建植初期的香根草护坡植物群落进行连续2年的定点调查与分析.结果表明:刈割增加植物群落中定居的物种数,且最先在群落中定居的主要为禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)和豆科类(Leguminosae)物种,3类物种数占物种总数的46.67%~77.78%;刈割能提高植物群落多样性指数和均匀度指数,并且表现出刈割频率高,群落丰富度指数高、群落优势度指数低的趋势.其中,2次/年刈割处理(4月上旬、6月上旬)总体表现最佳;植物群落中物种间的生态位重叠值随着香根草优势种群地位逐步提高而呈现下降趋势,但刈割会改变这种趋势;香根草在植物群落中起关键作用.香根草物种优势度与群落丰富度指数、群落优势度指数均呈显著线性正相关(P<0.05),而与群落均匀度指数呈极显著线性负相关(P<0.05).     

香根草根系分泌物对重金属胁迫下两种草坪草种子萌发的影响

为探究香根草(Vetiveria zizanioides)根系分泌物对高羊茅(Festuca arundinacea)和多年生黑麦草(Lolium perenne)在重金属胁迫条件下种子萌发的缓解效应,采用室内水分发芽床试验,研究了香根草根系分泌物水浸液对单一的不同浓度重金属(锌、铜、镉)胁迫下两种草坪草的种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:与对照相比,香根草根系分泌物水浸液显著(P <0.05)提高了200 mg·L^–1的Cu²⁺胁迫下两种草坪草种子的发芽率以及200 mg·L^–1的Cd²⁺胁迫下高羊茅的发芽率。与蒸馏水相比,香根草根系分泌物显著(P <0.05)增加了多年生黑麦草在200、400、600 mg·L^–1Zn²⁺,100、200 mg·L^–1 Cu²⁺以及200 mg·L^–1 Cd²⁺胁迫下的苗长;50 mg·L^–1 C...     

铅、锌污染下蜀葵的生长生理响应和富集转运特性研究

为选用蜀葵(Alcea rosea(Linn.)Cavan.)修复铅、锌污染土壤提供理论依据,本研究通过盆栽模拟试验,探究不同浓度铅、锌污染下蜀葵的重金属富集转运特性和耐性解毒机制.结果表明:低浓度的铅、锌污染促进蜀葵增高、叶片增大,随着污染浓度增加,蜀葵的生长受到抑制,部分叶片黄化;高浓度污染下,蜀葵渗透调节物质增多...     

香根草和马唐的根系特征及对坡地紫色土抗侵蚀性的影响

为探讨紫色土区草类根系特征及对土壤抗侵蚀性的影响,本试验选取坡地香根草和马唐为研究对象,分0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm土层采集根系和土壤样品,分别采用WinRHIZO(Pro.2004c)根系分析系统、ZJ型应变控制式直剪仪和改进的原状土冲刷水槽测定根系指标、根-土复合体抗剪和抗冲性能,研究了不同土层香根草和马唐的根系特征及与土壤抗侵蚀性之间的关系。结果表明,0~30 cm土层范围内,香根草根系的总体指标和径级指标(根长密度、根表面积密度、根体积密度和根重密度)均优于马唐;较之马唐,香根草更有利于降低土壤容重,改善土壤微团聚体组成状况和提高土壤有机碳含量;上述2种草类根-土复合体的抗冲剪性能均表现为:0~10 cm土层最优,10~20 cm土层次之,20~30 cm土层最差,且各土层均表现为香根草的优于马唐的;相关分析表明,1.0相似文献   

灌溉条件下不同生长年限紫花苜蓿生长及生产能力的研究

2007年4-10月在地处西辽河平原的内蒙古民族大学实验农场,对5个不同生长年限紫花苜蓿Medicago sativa生产能力进行了研究,结果表明:紫花苜蓿净光合速率总体上表现为生长2年较高、生长6年较低,但刈割茬次间有所不同。紫花苜蓿叶绿素a、叶绿素b的含量在第1茬中表现为随生长年限的增加而降低,而在第2、第3、第4茬中均以生长3年、生长4年含量较高,生长2年、生长6年含量较低。类胡萝卜素的含量在第1茬中随生长年限的增加而降低,其余各茬含量与生长年限的规律不明显。紫花苜蓿全年草产量生长2年生长3年生长4年生长6年生长1年。不同生长年限紫花苜蓿植株密度随生长年限的增加而降低,根腐率、根颈粗、颈蘖数均随生长年限的增加而增加。0～50cm土层内紫花苜蓿主根干质量和侧根数均以生长3年最高,而侧根干质量则以生长4年最大。     

植物生长调节剂对香根草定植缓苗期的影响

进行了香根草的土壤盆栽及营养液栽培试验,结果表明,几种植物生长调节剂浸根对香根草的地上部、根系生长及根系形态指标等方面都产生不同程度的影响.吲哚丁酸(IBA)能较好地增加新根数量,对地上部生长及根系形态指标有较好的促进作用.从总体来看,几种植物生长调节剂对香根草的作用效果与一般作物相比均不理想.     

干旱胁迫对香根草生长及光合生理主要特征的影响

对干旱、半水淹和对照(正常灌水)等三种处理香根草在30d后的生长状况,以及退水、复水40d后三种处理香根草对光合有效辐射(PAR)增强的光合生理主要特征进行研究。结果表明:复水、退水后,干旱、半水淹处理香根草Pn、Tr和WUE均已恢复正常,说明香根草具有相当强的抗旱耐涝能力。     

干旱胁迫对香根草生长及光合生理主要特征的影响

对干旱、半水淹和对照(正常灌水)等三种处理香根草在30 d后的生长状况,以及退水、复水40 d后三种处理香根草对光合有效辐射(PAR)增强的光合生理主要特征进行研究.结果表明复水、退水后,干旱、半水淹处理香根草Pn、Tr和WUE均已恢复正常,说明香根草具有相当强的抗旱耐涝能力.     

不同放牧梯度下高寒小嵩草草甸植被根系和土壤理化特征的变化

以野外样地调查和室内分析法研究了不同放牧梯度下高寒小嵩草草甸的植被根系空间变化和土壤环境因子间的关系.结果表明,放牧干扰不仅改变了高寒小嵩草草甸植被根系分布、根土比例,改变了植物群落的结构和功能,而且使土壤的物理和化学特性发生了明显的改变.随着放牧强度的增加,蕴育土壤根系的基质量逐渐减少,根土比特别是0～10 cm土层的根土比例增加;"载体"量减少导致大部分地下根系由于营养供给水平的降低而死亡,归还土壤中有机质的数量逐渐减少;不同放牧梯度下,植被根系(0～40 cm)的垂直分布、根土比与土壤容重、土壤含水量以及土壤中全氮、硝态氮和铵态氮含量存在一定的相关性;放牧主要通过影响土壤环境及其养分含量来改变草地群落生物量(地上、地下).     

生物炭和AM真菌对重金属污染下土壤养分及望江南生长的影响

以望江南为研究对象,通过盆栽试验研究了在重金属胁迫条件下添加生物炭与丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)互作对望江南生长及土壤养分的影响。结果表明,接种AMF对土壤pH及养分含量无显著影响;施用生物炭可显著增加土壤pH及土壤有机质、全氮、全磷、有效磷和速效钾含量,但对碱解氮、全钾含量影响不显著;普通生物炭显著增加了AMF侵染率,铁改性生物炭则作用相反;接种AMF可显著增加根系各形态参数,2种生物炭对望江南根系参数的影响则有所差异,单一普通生物炭(biochar, BC)处理下根系总根长、根表面积、总投影面积、根尖数和根系分叉数增加,而单一铁改性生物炭(Fe modified biochar,Fe-BC)处理下,相应参数则均降低,但2种生物炭均降低了根体积和平均直径。接种AMF与BC复合处理下,与对照、单一接种AMF处理和单一BC处理相比,各根系形态参数均增加;播种后初期,生物炭和AMF对望江南株高、叶长及叶宽无显著影响,随着生长期延长,AMF处理下望江南株高、叶长和叶宽显著高于未接种处理,两种生物炭单一处理对望江南株高、叶长及叶宽的增长均无显著影响,但与AMF互作则显著增加望江南株高、叶长和叶宽;不同处理下望江南地上部及根系干重与植株株高的变化情况一致。总体而言,普通生物炭与AMF互作对土壤pH、土壤养分及望江南根系的扩展、植株生长及干物质积累的改善效果最好。     

高寒区垄沟覆膜方式对苜蓿生长、根颈及根系特征的影响

高寒区缺乏耐寒苜蓿品种和适宜的栽培技术,严重阻碍了该区域旱作苜蓿和草地畜牧业的发展。为高寒区苜蓿的高产栽培提供理论依据,在天祝高寒牧区研究了垄沟覆膜、垄沟覆膜+覆土、平膜全覆和垄沟4种种植方法下苜蓿生长特性及第2年苜蓿返青时的根颈和根系形态特征。结果表明,垄沟覆膜处理显著提高了高寒区苜蓿的生长,促进了苜蓿根颈、根颈芽和根系的生长。在种植当年,垄沟覆膜下苜蓿的自然株高可达41.2 cm,2级分枝数达25.1个,鲜草和干草产量分别达975.44和249.37 kg/hm²,均显著高于垄沟覆膜+覆土、平膜全覆和垄沟处理(P<0.05)。与垄沟种植方式相比,垄沟覆膜种植方式下的苜蓿鲜草产量提高了74%,干草产量提高了73.2%。垄沟覆膜处理下苜蓿单株根颈返青芽数(17.0个/株)和根颈直径(9.87 mm)分别是垄沟处理(6.5个/株,2.00 mm)的2.63和4.94倍。垄沟覆膜和平膜全覆的苜蓿根颈入土深度分别为3.37和3.35 cm,显著低于垄沟覆膜+覆土处理(4.71 cm)与垄沟处理(4.73 cm)。垄沟覆膜处理下的苜蓿单株根体积(9.288 cm³/株)、根表面积(466.287 cm²/株)、根系生物量(7.76 g/株)、主根长度(85.55 cm)、主根直径(8.36 mm)和侧根数(26.27个)均显著高于平膜全覆处理、垄沟覆膜+覆土处理和垄沟处理(P<0.05)。平膜全覆处理和垄沟覆膜+覆土处理间的根颈芽数、根颈直径、根表面积、根体积和根系生物量差异不显著(P>0.05),但显著高于垄沟处理(P<0.05)。平膜全覆处理、垄沟覆膜+覆土和垄沟处理间的主根长度、主根直径和根系生物量差异不显著(P>0.05)。试验表明,垄沟覆膜处理极大地提高了苜蓿的根颈粗、根颈芽、主根深、根体积、根系表面积和根系生物量,提高了苜蓿产草量,建议在类似甘肃天祝高寒区的地区使用垄沟覆膜技术建植苜蓿人工草地。     

阿哈水库底泥基质中3种绿化植物的生长及Cd的富集特征

阿哈水库底泥的重金属潜在危害程度为中等,其中以Cd的贡献最大。以阿哈水库疏浚底泥为材料,采用盆栽试验研究了70%的底泥与珍珠岩、木屑、蘑菇渣和茶园土组成的基质对种植的三叶草、黑麦草和孔雀草生长情况的影响及Cd在植株内的富集特征。结果表明:1)配制的底泥基质有机质的含量范围为78.30～95.31 g·kg^-1,速效氮为109.33～124.45 mg·kg^-1,速效磷为17.20～24.70 mg·kg^-1,速效钾为178.12～206.46 mg·kg^-1,pH为7.62～7.71,总孔隙度为42%～75%,电导率(EC)为1.47～1.62 ms·cm^-1,Cd为0.88～1.12 mg·kg^-1,满足CJ/T 340-2011的要求,同时,由于木屑、蘑菇渣的养分含量高于珍珠岩和茶园土,所以木屑、蘑菇渣所占比重较大的T_5(70%底泥+10%珍珠岩+10%木屑+10%蘑菇渣)、T_3(70%底泥+15%珍珠岩+10%蘑菇渣+5%茶园土)和T_4(70%底泥+15%珍珠岩+10%木屑+5%茶园土)养分含量大于T_2(70%底泥+30%珍珠岩)和T_1(70%底泥+30%茶园土),此外,调节孔隙度能力为珍珠岩>木屑>蘑菇渣>茶园土,经调节后,孔隙度较大的为T_2、T_5、T_3和T_4,所以,T_5为本次试验理化性质最优基质。2)种植的三叶草、黑麦草和孔雀草的鲜重分别为127.63、37.51、61.02 g·盆^-1,干重为15.37、4.62、9.91 g·盆^-1,三叶草长势最好,其次是孔雀草。3)三叶草、黑麦草和孔雀草地上部分Cd的含量分别为0.10～0.14 mg·kg^-1、0.21～0.31 mg·kg^-1和0.93～1.22 mg·kg^-1,地下部分Cd的含量分别为0.04～0.15 mg·kg^-1、4.32～4.98 mg·kg^-1和0.40～0.93 mg·kg^-1,除黑麦草地下部分的Cd含量超过一般植物正常Cd含量0.2～3.0 mg·kg^-1外,三叶草和孔雀草植株Cd含量均在正常范围内,同时,孔雀草的Cd累积量为7.46～12.60μg·盆^-1,远大于三叶草和黑麦草的1.03～2.24μg·盆^-1、2.73～3.72μg·盆^-1。4)黑麦草地下部分的Cd富集系数为3.96～5.01,孔雀草地上和地下部分的Cd富集系数分别为0.93～1.11和0.37～1.06,而黑麦草地上部分和三叶草的Cd富集系数均小于0.31,且三叶草、黑麦草和孔雀草的Cd转移系数为0.67～3.23、0.05～0.07、1.00～2.52,可见,黑麦草为Cd根富集植物,孔雀草和三叶草是Cd地上部富集植物。综上,可以利用阿哈水库底泥制成基质种植三叶草、黑麦草和孔雀草,同时可利用其去除部分底泥中重金属,为阿哈水库及类似的喀斯特山区湖泊污染整治工程提供参考资料。     

不同浓度镉处理对金盏菊生长及镉积累特性的影响

为探究金盏菊(Calendula officinalis)在镉污染土壤修复中的应用潜力,本研究通过盆栽试验,设定0(CK)、10、30、50、100 mg·kg~(-1) 5个Cd浓度梯度,分析金盏菊在不同浓度Cd胁迫下形态变化、耐性、Cd转移系数和积累特征。结果显示,金盏菊植株在不同浓度Cd胁迫下没有表现出明显的不良状况,株高及生物量随着Cd浓度的增加先增大后减小,在Cd浓度30 mg·kg~(-1)时达到最大值并显著高于CK (P 0.05),100 mg·kg~(-1)与CK无显著差异(P 0.05);每个处理下金盏菊的转移系数均小于1,而地上部富集系数均大于1,金盏菊对重金属Cd的积累量随着土壤中Cd浓度的增加而增大,100 mg·kg~(-1)时每株正常生长的金盏菊对Cd的积累量达到908.21μg。研究结果表明,金盏菊对Cd胁迫具有较好耐性,Cd浓度较高时能起到良好的富集效果。因此,金盏菊在Cd污染浓度较高的土壤上有一定应用潜力。