微塑料和鎘對植物生長和叢枝菌根真菌多樣性的影響
發(fā)布時間:2021-09-29 20:36
在陸地生態(tài)系統(tǒng)中,微塑料(MPs)和重金屬都是常見的污染物,尚不清楚二者共存時對植物、土壤微生物、土壤理化性質(zhì)以及重金屬生物效應的影響。利用土壤盆栽玉米試驗,探究不同粒徑(0.6-1 mm、100-154μm)、不同種類(聚乙烯(polyethylene,PE)、聚苯乙烯(polystyrene,PS)、聚乳酸(polylactic acid,PLA))和濃度(0、0.1%、1%、10%)MPs與鎘(Cd)的單一及復合污染效應。本試驗探究了MPs和Cd對玉米植株生物量、葉綠素含量、植物對Cd的吸收、富集系數(shù)(BCF)、轉(zhuǎn)運系數(shù)(TF)及土壤pH值、土壤有效態(tài)Cd和土壤叢枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌多樣性與物種組成結(jié)構(gòu)的影響。主要結(jié)果見下:1.PE(0.6-1 mm)處理:單獨添加PE時,隨PE濃度增加,玉米地上地下生物量變化不顯著,葉綠素a含量和葉綠素a/b比值顯著增加,土壤pH下降,AM真菌群落的豐度和多樣性沒有顯著改變。同時添加PE和Cd時,隨PE濃度增加,玉米的地上地下生物量有所下降但PE濃度作用并不顯著,土壤pH顯著升高,土壤中Cd的生物有效...
【文章來源】:青島科技大學山東省
【文章頁數(shù)】:113 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
我國1991年~2018年農(nóng)用塑料薄膜使用量統(tǒng)計
微塑料和鎘對植物生長和叢枝菌根真菌多樣性的影響10出中,MPs隨排泄物在土壤內(nèi)部遷移,從而被其他土壤生物攝食或降解,以至于能夠影響土壤初級次級生產(chǎn)力、影響有機質(zhì)降解和養(yǎng)分循環(huán)[49,65]。MPs吸附的污染物及其自身產(chǎn)生的有毒物質(zhì)(例如添加劑)可以影響土壤動物的生理生化和發(fā)育繁殖。眾所周知,生態(tài)系統(tǒng)中的土壤動物可以影響陸地植物和營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)[49]。例如,蚯蚓可以改善植物根部所占據(jù)的土壤孔隙,增加C、P投入,植物可以吸收更多養(yǎng)分[49,66]。而一旦這種在物質(zhì)循環(huán)中起重要作用的土壤動物生長及數(shù)量受到影響,那么土壤及地上植物間的物質(zhì)循環(huán)及能量流動會受到影響,進而影響到整個生態(tài)系統(tǒng)[49]。為了充分了解MPs對土壤-植物-土壤生態(tài)系統(tǒng)(農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng))的影響,迫切需要更多的研究。1.2鎘(Cd)污染概述1.2.1Cd污染的現(xiàn)狀重金屬污染是中國的主要環(huán)境污染問題。主要由人為因素所致,包括采礦、廢氣排放、污水灌溉以及使用超標的重金屬產(chǎn)品。重金屬含量超出正常范圍將直接危害人體健康并導致環(huán)境質(zhì)量惡化。2011年4月,國務院正式批準了《中國重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》,旨在降低五種重金屬污染。重金屬不能被生物降解,進入到環(huán)境中將會以多種形式存在,并具有生物積累性,從而可能發(fā)生相應的遷移和富集,直接威脅到包括人類的高等生命。圖1-2中國重金屬Cd污染現(xiàn)狀[67]Figure1-2CurrentstatusofheavymetalcadmiumpollutioninChina
微塑料和鎘對植物生長和叢枝菌根真菌多樣性的影響243MPs和Cd對植物生長以及土壤理化性質(zhì)的作用3.1結(jié)果與分析3.1.1玉米植株生長狀況3.1.1.10.6-1mmPE處理圖3-1(a)不同處理(0.6-1mmPE和Cd)玉米植株的生長狀況Figure3-1(a)Growthstatusofmaizeunderdifferenttreatments(0.6-1mmPEandCd)由圖3-1(a)得出:對比空白對照Control發(fā)現(xiàn),Cd的添加降低了玉米植株的地上生物量,Cd對玉米造成一定毒害作用。單獨添加0.6-1mm粒徑PE時,玉米植株的地上生物量變化不大,PE對植物地上部分沒有顯著的毒性作用;同時添加PE和Cd處理時降低了玉米植株的地上干重,但隨著MPs濃度的增加,地上干重沒有顯著變化,這說明復合污染下二者對植物的地上部分沒有顯著的聯(lián)合作用。在雙因素分析中也表明Cd是抑制植物生長的主要因素,PE的濃度對玉米植株的地上部分影響不顯著,二者之間的相互作用也不顯著。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]外源有機酸對土壤pH值、酶活性和Cd遷移轉(zhuǎn)化的影響[J]. 陸紅飛,喬冬梅,齊學斌,胡超,趙志娟,白芳芳,趙宇龍,韓洋. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2020(03)
[2]食用蔬菜能吸收和積累微塑料[J]. 李連禎,周倩,尹娜,涂晨,駱永明. 科學通報. 2019(09)
[3](微)塑料污染對土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響:進展與思考[J]. 朱永官,朱冬,許通,馬軍. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2019(01)
[4]土壤微塑料污染及生態(tài)效應研究進展[J]. 任欣偉,唐景春,于宸,何娟. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2018(06)
[5]球囊菌門叢枝菌根真菌最新分類系統(tǒng)菌種名錄[J]. 王幼珊,劉潤進. 菌物學報. 2017(07)
[6]農(nóng)田殘膜污染治理技術研究現(xiàn)狀與展望[J]. 趙巖,陳學庚,溫浩軍,鄭炫,牛琪,康建明. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2017(06)
[7]水分脅迫下叢枝菌根AM真菌對民勤絹蒿生長與抗旱性的影響[J]. 賀學禮,高露,趙麗莉. 生態(tài)學報. 2011(04)
[8]叢枝菌根(AM)真菌對植物營養(yǎng)代謝的影響研究進展[J]. 鄒碧瑩,張云翼. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技. 2008(15)
[9]中國AM真菌的生物多樣性[J]. 王發(fā)園,林先貴,周健民. 生態(tài)學雜志. 2004(06)
[10]大田條件下叢枝菌根真菌對西瓜生長和枯萎病的影響[J]. 李敏,劉潤進,李曉林. 植物病理學報. 2004(05)
本文編號:3414433
【文章來源】:青島科技大學山東省
【文章頁數(shù)】:113 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
我國1991年~2018年農(nóng)用塑料薄膜使用量統(tǒng)計
微塑料和鎘對植物生長和叢枝菌根真菌多樣性的影響10出中,MPs隨排泄物在土壤內(nèi)部遷移,從而被其他土壤生物攝食或降解,以至于能夠影響土壤初級次級生產(chǎn)力、影響有機質(zhì)降解和養(yǎng)分循環(huán)[49,65]。MPs吸附的污染物及其自身產(chǎn)生的有毒物質(zhì)(例如添加劑)可以影響土壤動物的生理生化和發(fā)育繁殖。眾所周知,生態(tài)系統(tǒng)中的土壤動物可以影響陸地植物和營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)[49]。例如,蚯蚓可以改善植物根部所占據(jù)的土壤孔隙,增加C、P投入,植物可以吸收更多養(yǎng)分[49,66]。而一旦這種在物質(zhì)循環(huán)中起重要作用的土壤動物生長及數(shù)量受到影響,那么土壤及地上植物間的物質(zhì)循環(huán)及能量流動會受到影響,進而影響到整個生態(tài)系統(tǒng)[49]。為了充分了解MPs對土壤-植物-土壤生態(tài)系統(tǒng)(農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng))的影響,迫切需要更多的研究。1.2鎘(Cd)污染概述1.2.1Cd污染的現(xiàn)狀重金屬污染是中國的主要環(huán)境污染問題。主要由人為因素所致,包括采礦、廢氣排放、污水灌溉以及使用超標的重金屬產(chǎn)品。重金屬含量超出正常范圍將直接危害人體健康并導致環(huán)境質(zhì)量惡化。2011年4月,國務院正式批準了《中國重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》,旨在降低五種重金屬污染。重金屬不能被生物降解,進入到環(huán)境中將會以多種形式存在,并具有生物積累性,從而可能發(fā)生相應的遷移和富集,直接威脅到包括人類的高等生命。圖1-2中國重金屬Cd污染現(xiàn)狀[67]Figure1-2CurrentstatusofheavymetalcadmiumpollutioninChina
微塑料和鎘對植物生長和叢枝菌根真菌多樣性的影響243MPs和Cd對植物生長以及土壤理化性質(zhì)的作用3.1結(jié)果與分析3.1.1玉米植株生長狀況3.1.1.10.6-1mmPE處理圖3-1(a)不同處理(0.6-1mmPE和Cd)玉米植株的生長狀況Figure3-1(a)Growthstatusofmaizeunderdifferenttreatments(0.6-1mmPEandCd)由圖3-1(a)得出:對比空白對照Control發(fā)現(xiàn),Cd的添加降低了玉米植株的地上生物量,Cd對玉米造成一定毒害作用。單獨添加0.6-1mm粒徑PE時,玉米植株的地上生物量變化不大,PE對植物地上部分沒有顯著的毒性作用;同時添加PE和Cd處理時降低了玉米植株的地上干重,但隨著MPs濃度的增加,地上干重沒有顯著變化,這說明復合污染下二者對植物的地上部分沒有顯著的聯(lián)合作用。在雙因素分析中也表明Cd是抑制植物生長的主要因素,PE的濃度對玉米植株的地上部分影響不顯著,二者之間的相互作用也不顯著。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]外源有機酸對土壤pH值、酶活性和Cd遷移轉(zhuǎn)化的影響[J]. 陸紅飛,喬冬梅,齊學斌,胡超,趙志娟,白芳芳,趙宇龍,韓洋. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2020(03)
[2]食用蔬菜能吸收和積累微塑料[J]. 李連禎,周倩,尹娜,涂晨,駱永明. 科學通報. 2019(09)
[3](微)塑料污染對土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響:進展與思考[J]. 朱永官,朱冬,許通,馬軍. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2019(01)
[4]土壤微塑料污染及生態(tài)效應研究進展[J]. 任欣偉,唐景春,于宸,何娟. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2018(06)
[5]球囊菌門叢枝菌根真菌最新分類系統(tǒng)菌種名錄[J]. 王幼珊,劉潤進. 菌物學報. 2017(07)
[6]農(nóng)田殘膜污染治理技術研究現(xiàn)狀與展望[J]. 趙巖,陳學庚,溫浩軍,鄭炫,牛琪,康建明. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2017(06)
[7]水分脅迫下叢枝菌根AM真菌對民勤絹蒿生長與抗旱性的影響[J]. 賀學禮,高露,趙麗莉. 生態(tài)學報. 2011(04)
[8]叢枝菌根(AM)真菌對植物營養(yǎng)代謝的影響研究進展[J]. 鄒碧瑩,張云翼. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技. 2008(15)
[9]中國AM真菌的生物多樣性[J]. 王發(fā)園,林先貴,周健民. 生態(tài)學雜志. 2004(06)
[10]大田條件下叢枝菌根真菌對西瓜生長和枯萎病的影響[J]. 李敏,劉潤進,李曉林. 植物病理學報. 2004(05)
本文編號:3414433
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