土壤抗生素與重金屬復(fù)合污染現(xiàn)象屢見不鮮,抗生素存在條件下重金屬污染土壤修復(fù)工作迫在眉睫。本研究采用花卉類超富集植物孔雀草(Tagetes patula L)和紫茉莉(Mirabilis jalapa L)作為供試植物,開展鎘污染土壤修復(fù)工作,考察四環(huán)素類抗生素和產(chǎn)酸菌對植物修復(fù)的影響,主要研究結(jié)果如下:1、堿性鎘污染土壤會對孔雀草產(chǎn)生毒害作用,減少其生物量,與對照組相比,T3(30 mg/kg)處理時,莖部和葉部生物量減小幅度最大,降幅分別達(dá)到27.4%和31.2%。不同濃度Cd污染土壤中孔雀草表現(xiàn)出對鎘較好的富集轉(zhuǎn)移能力,富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)都大于2,富集系數(shù)最大達(dá)到3.18(T1處理),重金屬鎘主要集中在地上部。隨著土壤中鎘濃度的增加,對孔雀草毒害作用增強(qiáng),富集系數(shù)減小。大田實(shí)驗(yàn)中,孔雀草鎘富集系數(shù)為1.1,轉(zhuǎn)移系數(shù)為1.66,雖然小于盆栽實(shí)驗(yàn)中的鎘富集系數(shù)和轉(zhuǎn)移系數(shù),但單株生物量和鎘積累量上遠(yuǎn)大于盆栽實(shí)驗(yàn),因此孔雀草是可以作為鎘污染土壤的修復(fù)植物。紫茉莉根部表現(xiàn)出較好的鎘耐受能力,鎘濃度越高,根部生物量越大,T3(30 mg/kg)處理時根部生物量達(dá)到最大,為2.38 g/pot,而地上部生長會受到鎘的抑制作用。實(shí)驗(yàn)中紫茉莉?qū)︽k的富集系數(shù)隨著鎘濃度的增加有增加的趨勢,但都小于1,無顯著性差異,不具備作為鎘超富集植物的條件。2、產(chǎn)酸菌能夠增加土壤中草酸和乙酸的含量,促進(jìn)孔雀草生長,但會受土壤中鎘濃度的影響,鎘濃度越大,孔雀草生物量增加的越少。BT0(0 mg/kg)處理莖部生物量增幅最大,增加10.2%,BT1(5 mg/kg)處理葉部生物量增幅最大,增加33.0%。當(dāng)土壤鎘濃度為BT1(5 mg/kg)和BT2(15 mg/kg)處理時,產(chǎn)酸菌能夠增強(qiáng)孔雀草對重金屬鎘的富集能力,增強(qiáng)修復(fù)效果,地上部分鎘積累量分別增加39.8%和18.5%。鎘濃度為BT3(30 mg/kg)處理時產(chǎn)酸菌降低了孔雀草對鎘的富集能力,降低了修復(fù)效果。當(dāng)壤鎘濃度為BT1(5 mg/kg)時,產(chǎn)酸菌會促進(jìn)紫茉莉生長,根、莖、葉生物量分別增加2.8%、20.4%、83.5%。此條件下產(chǎn)酸菌提高紫茉莉?qū)︽k的提取能力,地上鎘積累量顯著增加了39.8%,增強(qiáng)了修復(fù)效果。當(dāng)鎘濃度為BT2(15 mg/kg)和BT3(30 mg/kg)時產(chǎn)酸菌會抑制紫茉莉的生長,對根部抑制作用顯著,根部生物量分別減少62.4%和55.7%。該條件下產(chǎn)酸菌降低紫茉莉?qū)χ亟饘冁k的提取能力,地上部分鎘積累量分別降低32.3%和25.0%,降低了修復(fù)效果。3、在鎘-四環(huán)素復(fù)合污染土壤中,四環(huán)素會增強(qiáng)對孔雀草和紫茉莉的毒害作用,降低二者生物量。四環(huán)素濃度越大,孔雀草地上部生物量減少的越多,地上部分生物量由CK1(0 mg/kg)處理的5.29 g/pot降至B3(5 mg/kg)處理的4.12 g/pot。不同濃度四環(huán)素處理下,紫茉莉根部和葉部生物量變化均存在顯著性差異(p0.05 LSD test)。四環(huán)素對于植物修復(fù)效果的影響不同。對于孔雀草,B1(0.5 mg/kg)處理下四環(huán)素能夠增強(qiáng)孔雀草對重金屬鎘的富集能力和轉(zhuǎn)運(yùn)能力,提高孔雀草對鎘污染土壤的修復(fù)效率,此條件下孔雀草富集系數(shù)、轉(zhuǎn)移系數(shù)、地上部鎘積累量都達(dá)到最大值,分別為3.26、2.65、238.32μg/pot。B2(2 mg/kg)處理下四環(huán)素能夠減弱孔雀草對重金屬鎘的富集能力和轉(zhuǎn)運(yùn)能力以及修復(fù)效率,此條件下孔雀草富集系數(shù)、轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)、地上鎘積累量都達(dá)到最小值,分別為2.17、1.59、136.48μg/pot。B3(5 mg/kg)處理下四環(huán)素能夠增強(qiáng)孔雀草對重金屬鎘的富集能力,卻降低了轉(zhuǎn)運(yùn)能力和修復(fù)效率。對于紫茉莉,四環(huán)素能提高紫茉莉?qū)︽k的富集能力,且濃度越大紫茉莉富集系數(shù)越大,在B3(5 mg/kg)處理?xiàng)l件下達(dá)到1.25。但由于生物量的減少,B1(0.5 mg/kg)和B2(2 mg/kg)處理下紫茉莉地上部鎘積累量分別降低了11.7%和3.7%,降低了復(fù)效率,B3(5 mg/kg)處理下地上部鎘積累量增加17.7%,卻提高了紫茉莉修復(fù)效率。4、在四環(huán)素與鎘復(fù)合污染土壤中接種產(chǎn)酸菌會增加乙酸和草酸含量。BB1(四環(huán)素為0.5 mg/kg,菌)處理下四環(huán)素增強(qiáng)了產(chǎn)酸菌對孔雀草莖部和葉部生長的促進(jìn)作用而完全抑制了對根部生長的促進(jìn)作用,進(jìn)一步增強(qiáng)了產(chǎn)酸菌對孔雀草鎘富集能力和轉(zhuǎn)運(yùn)能力以及修復(fù)效果的強(qiáng)化作用。BB2(四環(huán)素為2 mg/kg,菌)和BB3(四環(huán)素為5 mg/kg,菌)四環(huán)素全抑制了產(chǎn)酸菌對孔雀草生長的促進(jìn)作用,抑制了產(chǎn)酸菌對孔雀草鎘富集能力和轉(zhuǎn)運(yùn)能力的增強(qiáng)作用,降低了修復(fù)效率。四環(huán)素緩解了產(chǎn)酸菌對紫茉莉根部生長的抑制作用,完全抑制了產(chǎn)酸菌對紫茉莉莖部生長的促進(jìn)作用,增強(qiáng)了產(chǎn)酸菌對紫茉莉葉部生長的抑制作用。不同濃度的四環(huán)素能夠緩解甚至消除產(chǎn)酸菌對紫茉莉鎘吸收能力的抑制作用,提高紫茉莉?qū)︽k的提取能力和修復(fù)效率。5、在鎘污染土壤中,無論是否添加四環(huán)素或接種產(chǎn)酸菌,孔雀草地上部生物量和富集系數(shù)都大于紫茉莉,孔雀草對鎘污染土壤修復(fù)效果優(yōu)于紫茉莉,更適合做鎘-四環(huán)素復(fù)合污染土壤的修復(fù)植物。
【學(xué)位單位】：河南大學(xué)
【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 研究技術(shù)路線1.6.3 創(chuàng)新點(diǎn)(1) 通過接種產(chǎn)酸菌，提高堿性鎘污染土壤植物修復(fù)效率，為堿性鎘污染土壤強(qiáng)化修復(fù)工作開展提供指導(dǎo)。(2) 探討四環(huán)素類抗生素復(fù)合污染對鎘植物修復(fù)及產(chǎn)酸菌強(qiáng)化植物修復(fù)的影響，豐物修復(fù)理論。

圖 3-1 不同濃度 Cd 處理中孔雀草生物量圖 3-1 可見，盆栽實(shí)驗(yàn)中，不同鎘濃度處理下孔雀草各部位的生物量都表現(xiàn)為莖部＞根部，顯然孔雀草地上部生物量遠(yuǎn)高于地下部生物量。由于地上部容易去除，這也增強(qiáng)了孔雀草作為重金屬修復(fù)植物的優(yōu)勢性。隨著土壤中鎘濃度的孔雀草根部生物量總體上有增加的趨勢，但各處理?xiàng)l件下無顯著性差異（p＞0text），在 T2 處理中根部生物量達(dá)到最大，達(dá)到 0.82 g/pot。原因可能是低濃度的孔雀草的刺激性不強(qiáng)，對根部產(chǎn)生一定的毒害性，生物量減少，但隨著鎘濃度對孔雀草根起到了一定的刺激作用，植物自身保護(hù)機(jī)制開啟，根部生物量增加量再增加時，鎘的毒害作用強(qiáng)于自身保護(hù)機(jī)制，根部生物量開始減少�？兹覆莶可锪慷茧S著鎘濃度的增大而減少，但各處理?xiàng)l件下均無顯著性差異（p＞0test）。與 CK 處理組相比，T1 處理莖部和葉部分別減少了 19.1%和 22.9%；T2和葉部分別減少了 24.9%和 26.0%；T3 處理莖部和葉部分別減少 27.4%和 31.2出土壤中鎘濃度越高，對孔雀草的毒害越強(qiáng)，對孔雀草地上部分生長抑制作用

圖 3-2 不同濃度 Cd 處理中紫茉莉生物量由圖 3-2 可見，盆栽實(shí)驗(yàn)中，除了 T1 處理?xiàng)l件下紫茉莉莖部生物量略高于葉部外，CK 處理、T2 處理、T3 處理中紫茉莉各部位生物量都表現(xiàn)為：根部＞葉部。經(jīng)計(jì)算可知 CK 處理?xiàng)l件下紫茉莉的地上部分生物量略比根部分高，其他鎘濃條件下紫茉莉地上部分生物量都低于地下根部生物量，表明其作為重金屬鎘的超物的優(yōu)勢性不如孔雀草強(qiáng)。隨著土壤中鎘濃度增加，紫茉莉根部生物量在不斷增加顯著性差異（p＞0.05 LSD test）。對比 CK 處理，T1、T2、T3 處理根部生物量增為 1.8%、17.6%和 40%，這表明紫茉莉的根部對一定濃度的鎘污染表現(xiàn)出較好的隨著實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中鎘濃度增加，紫茉莉根部受到的刺激性越強(qiáng)，生物量增加越多。K 處理，T1、T2、T3 處理紫茉莉莖部生物量都在減少，分別減少 22.5%、3.8%，無顯著性差異（p＞0.05 LSD test）。葉部生物量在不同鎘處理濃度下都在減小顯著性差異（p＜0.05 LSD test），對比 CK 處理，T1、T2、T3 處理葉部生物量都，分別減少 45.0%、1.8%和 14.4%。由莖部和葉部生物量的變化特征可看出因土
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2884508