膨润土对铜胁迫下万寿菊—土壤系统的影响

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土壤是人类生存的最基本的自然资源。随着工农业的发展,重金属已经通过种种途径侵入土壤。土壤中的重金属铜污染不仅影响农产品的的质量与安全,影响生态系统安全,甚至可以通过食物链影响人类的健康。利用原位钝化修复技术可以减小土壤中有效态重金属铜的百分数,从而降低铜对动植物以及人体的风险。万寿菊(Tagetes erecta)隶属为菊科,是常见的观赏性花卉,生命力极其顽强,易栽培。因此,本文选取万寿菊为修复铜污染土壤的花卉植物,以膨润土作为钝化剂,研究不同浓度的铜胁迫下,施加膨润土对万寿菊-土壤系统的影响,为治理和修复重金属铜污染土壤提供参考依据。  本研究主要内容包括:⑴通过盆栽实验研究发现,随着土壤铜浓度的升高,铜对万寿菊的毒害作用明显增大,而添加膨润土能显著提高万寿菊的根长和叶绿素含量,万寿菊生物量和株高也随之增加。万寿菊的SOD、POD活性和MDA含量随着铜浓度的增大而逐渐升高,施加膨润土能显著减少SOD、POD活性和MDA含量,削弱活性氧对万寿菊伤害。在高浓度的铜胁迫下,随着膨润土投加量的递增,万寿菊的SOD、POD活性和MDA含量逐渐减少,表明膨润土能有效缓解铜对植物的毒害作用。⑵随着铜污染浓度的升高,土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶均受到不同程度的抑制作用,而过氧化氢酶随铜浓度升高先升高后降低。施加膨润土明显提高上述土壤酶的活性。在铜浓度为800mg·kg-1时,添加膨润土,土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶活性分别提高了0.03~0.1ml、517.3~2317.7mg、4.86~30.38 mg·g·day-1、14.59~40.33 mg,铜浓度为1000mg·kg-1时,土壤四种酶活性分别提高了0.04~0.1 ml、487.1~2070.6mg、6.92~33.3mg·g·day-1、17.86~48.75mg,并表现出高浓度铜污染下,四种酶活性增幅大于低浓度铜污染。膨润土能有效提高铜污染土壤酶活性。⑶万寿菊对铜的积累主要在根部,地下部分铜含量明显高于地上部分。膨润土能有效降低土壤中有效铜含量,当土壤铜浓度为600~1000mg·kg-1,施加膨润土能显著降低万寿菊地下部分铜含量,与未添加膨润土相比,分别降低了17.28~47.38、18.72~109.01、25.91~158.49 mg·kg-1。膨润土在一定范围内降低了转移系数,在膨润土浓度为30g·kg-1时达到最小转移系数,缓解了铜向万寿菊地上部分的转移,减轻铜对万寿菊的伤害。
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