隨著稀土采礦業(yè)的迅速發(fā)展,形成了大量受毀損和受污染的稀土礦場廢棄地,造成了嚴重的生態(tài)環(huán)境問題,其中礦區(qū)土壤重金屬污染、土壤貧瘠和干旱等問題尤為嚴重。本研究主要利用植物修復(fù)方法,選用生長快、生物量氋的兩耳草(Paspalum conjugatum)為實驗植物展開研究:通過分析不同修復(fù)年份與不同植物間的根際土壤微生物多樣性差異,探討植物-土壤-微生物之間的關(guān)系;通過水培和盆栽實驗,了解兩耳草耐重金屬脅迫的機理及其抗旱性能;同時還進行田間實驗和實地觀察,驗證兩耳草對重金屬土壤的修復(fù)效果。通過本項目的研究,期望能將兩耳草作為植物修復(fù)材料用于稀土礦場生態(tài)修復(fù),為稀土礦區(qū)生態(tài)修復(fù)和土地復(fù)墾提供重要理論支持、科學(xué)依據(jù)和技術(shù)方案,探尋出一條有效修復(fù)治理稀土礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的途徑,主要研究結(jié)果如下:(1)通過分析修復(fù)礦場內(nèi)兩耳草與馬尾松(Pinus massoniana)在不同修復(fù)年份下的根際土壤微生物多樣性,得出實驗5個土壤樣本中的含菌量及菌群多樣性情況均表現(xiàn)為:M2(修復(fù)2年馬尾松)L2(修復(fù)2年兩耳草)L1(修復(fù)1年兩耳草)M1(修復(fù)1年馬尾松)CK(未修復(fù)原礦場裸土)。實驗結(jié)果表明,植物修復(fù)樣地的土壤微生物多樣性顯著高于未修復(fù)的原礦地,說明兩耳草與馬尾松對于稀土礦場土壤修復(fù)具有良好效果。(2)通過16S rDNA高通量測序,得到實驗5個土壤樣本中排名前10的菌門,按豐度由大到小依次排列為:變形菌門(Proteobacteria)、綠彎菌門(Chloroflexi)、厚壁菌門(Firmicutes)、放線菌門(Actinobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、藍藻菌門(Cyanobacteria)、螺旋體門(Saccharibacteria)、疣微菌門(Verrucomicrobia)和浮霉菌門(Planctomycetes)。其中變形菌門的豐度最高,在每個樣本中所占的比例都最大,在樣本中占據(jù)絕對優(yōu)勢。(3)通過水培實驗發(fā)現(xiàn),兩耳草根、莖、葉不同部位對鎘和鉛兩種重金屬元素都表現(xiàn)出不同程度的吸收積累能力,不同部位的積累量由大到小依次為:根莖葉。實驗表明,兩耳草對鎘(Cd)和鉛(Pb)的轉(zhuǎn)移系數(shù)均大于1,兩耳草體內(nèi)積累鎘的總含量接近于100 mg/kg,接近于超累積植物對鎘的臨界值;對鉛的總積累量要高于鎘,但小于1000 mg/kg,未達到其超累積臨界值。說明兩耳草對鎘和鉛都具有一定的避害能力,且其對鎘具有較強的積累能力,對鉛有較強的耐受性。(4)通過在兩耳草修復(fù)后的土壤上種植胡蘿卜(Daucus carota)、馬鈴薯(Solanum tuberosum)和白菜(Brassica chinensis)3種蔬菜,并對收獲物進行重金屬含量測定發(fā)現(xiàn),經(jīng)兩耳草修復(fù)后,修復(fù)樣地土壤中的鎘(Cd)、鉛(Pb)、銅(Cu)和鋅(Zn)四種重金屬含量相對于修復(fù)前土壤均有明顯降低,并且修復(fù)樣地上生長的作物體內(nèi)幾種重金屬含量均未超過其食用安全標準的上限值,實驗證明兩耳草對重金屬污染土壤具有一定修復(fù)效果。(5)盆栽實驗結(jié)果表明,在干旱脅迫下,兩耳草仍能基本保持較好的植株形態(tài)不變,無枯黃、萎蔫甚至死亡的情況。同時對兩耳草的水分生理指標(水分飽和虧缺、相對含水量)、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)(脯氨酸含量)、丙二醛含量以及酶活性(超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、過氧化物酶)的測定發(fā)現(xiàn),兩耳草在干旱脅迫下也都表現(xiàn)出一定的抗旱能力。
【學(xué)位單位】：仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X53;X173
【部分圖文】：

圖 1.1 稀土用途Figure 1.1Application of rare earth（圖片來源：https://image.baidu.com/）圖 1.2 我國稀土出口量及出口金額Figure 1.2 China's rare earth exports and export value

2圖 1.2 我國稀土出口量及出口金額Figure 1.2 China's rare earth exports and export value（圖片來源：http://www.chyxx.com/industry/201702/498612.html）

圖 1.3 世界稀土資源分布Figure 1.3 World rare earth distribution（圖片來源：http://www.chyxx.com/industry/201702/498612.html）1.1.2 稀土礦開采在我國南方地區(qū)，離子型稀土礦的開采工藝主要為原地浸提法（圖 1.4）。這是一種有別于傳統(tǒng)采礦工藝，而將多種專業(yè)與工藝集于一體且簡便易行的新工藝，此方法能生產(chǎn)出較高質(zhì)量的稀土礦產(chǎn)品，是傳統(tǒng)舊工藝所難以企及的。原地浸礦法以硫酸銨[(NH4)2SO4]或氯化銨(NH4Cl)溶液作為浸礦劑，經(jīng)過浸池浸礦取得低濃度酸性稀土提取液；再用草酸(H2C2O4)作為沉淀劑，經(jīng)沉淀池沉淀得到混合稀土礦物（富集礦泥），最后進行焙燒、烘干得到稀土精礦（富集礦土）（趙彬等，2017）。稀土礦經(jīng)過原地浸提工藝開采和提取后，排出的廢渣會對周圍生態(tài)環(huán)境帶來嚴重破壞和污染。離子吸附型稀土又通常分布于地表淺層，其布展面積大，因此

【參考文獻】

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本文編號：2807631