浮萍对N、P的输移特征及其作用机理

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N、P流失是造成农业面源污染的主要因素,已经成为污染生态环境和困扰农业生产发展的一个重要问题。本论文以常见的3种浮萍:青萍(Lemna minor L)、少根紫萍(Spirodela oligorrhiza(Kurz) Hegelm.)和多根浮萍(Spirodela polyrrhiza(Linn.) Schleid.)为研究对象,运用室内试验法、生理生化测定法、酶促动力学、田间小区试验法等技术方法,开展了浮萍对N、P的输移特征研究及作用机理分析,并进行了浮萍在稻田系统中的应用研究。主要研究结论如下:  1)3种浮萍中,少根紫萍对NH4+、NO3-、H2PO4-的吸收速率均最快;少根紫萍对NH4+亲和力(1/Km)最高,多根紫萍对NO3-的亲和力最高,青萍对H2PO4-的亲和力最高。在试验条件下,在18~30天内,3种浮萍对N、P均有高的利用效率;21天时,少根紫萍对NH4+的利用效率最强为97.8%;18天时,青萍对NO3-的利用效率最高达95.5%;30天时,多根紫萍对H2PO4-的利用效率最大为97.0%。浮萍体内存储N、P的量,随着培养液中N、P浓度下降和浮萍的衰老,逐渐下降。3种浮萍对N、P均有较高的转化率,在75天时,青萍、少根紫萍、多根紫萍对无机态N的转化率分别为91.1%、94.6%、89.1%,对无机态P的转化率分别为35.1%90.8%、91.3%。  2)NH4+抑制了浮萍体内NR活力,提高GS活力;以NH4+为N源时,NR活力大小顺序为:少根紫萍>青萍>多根紫萍,GS活力大小顺序为:青萍>少根紫萍>多根紫萍。NO3-的浓度越高,浮萍体内NR、GS活力均越高;以NO3-为N源时,NR、GS活力的高低顺序均为:少根紫萍>青萍>多根紫萍。低P胁迫增加了浮萍体内的ACP活性,高P抑制了ACP活性;H2PO4-的浓度越高,T-ATPase活力越高;浮萍体内的ACP和T-ATPase活力的高低顺序均为:多根紫萍>少根紫萍>青萍。浮萍可以通过调节体内的酶促反应系统,消减不良生长环境的影响,提高自身对N、P吸收同化能力。  3)稻田放养浮萍,在30天后,浮萍逐渐消解,浮萍体内N的含量也逐渐下降,而P含量会先增加后下降。对于投放浮萍处理:在30天后,田面水中的NH4+、NO3-、TN均高于CK,TP在60天后,也高于CK;各时期土壤中NH4+均高于CK,NO3-、AP前期(30、60天)小于CK,后期(90~120天)逐渐大于CK;水稻茎叶中的N含量前期高于CK,后期无显著差异,P含量30天时低于CK,之后逐渐高于CK;水稻根系中N、P含量前期无显著差异,后期均高于CK处理;穗中N含量均高于CK,P含量无显著差异。投放浮萍提高了水稻N、P养分的供给量。  本研究对浮萍在养分的循环利用、化肥减量增效、防治和减轻农业面源污染中的研究和应用提供一定的理论依据和技术示范。
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