植物修復技術(shù)是一種利用超富集植物提取污染土壤中有害物質(zhì)的技術(shù)。超富集植物能夠?qū)⑽盏闹亟饘俅蟛糠诌\輸?shù)降厣喜�，人們通過收集地上部并進行適當處理從而減少污染土壤中的重金屬含量，使之達到清潔安全。植物修復是一種價格低廉、易于工業(yè)化和環(huán)境友好的技術(shù)，有非常廣闊的應(yīng)用前景。 蜈蚣草是最近發(fā)現(xiàn)的砷超富集植物，具有生長快、適應(yīng)性廣和吸收積累砷能力強等特點，是一種理想的砷超富集植物，而我國蜈蚣草野生資源豐富。研究表明，不同地域生長的蜈蚣草外形指標和砷富集能力存在著很大的差異；另外，一些外源物質(zhì)也影響蜈蚣草對砷的吸收，添加外源物質(zhì)是提高蜈蚣草砷污染土壤修復效率的一個有效措施。然而，有關(guān)蜈蚣草富集砷能力的基因型差異尚未有過系統(tǒng)研究。 本研究首先調(diào)查了湖南砷污染區(qū)的植物生長環(huán)境，發(fā)現(xiàn)砷污染已導致植物種類減少，群體生物量下降；污染區(qū)栽培的蔬菜有54％砷含量超標，其中菠菜、茼蒿和萵筍等超過最大許可量(MPC)的5倍左右。因此，這些地區(qū)的砷污染對人們的飲食健康構(gòu)成了巨大威脅。 不同基因型的蜈蚣草的直接播種試驗研究表明，來自我國不同地區(qū)的蜈蚣草基因型在萌發(fā)特性有顯著差異，萌發(fā)時間變動在12-40 d之間，萌發(fā)到成苗時間變化在13-46d。因為蜈蚣草種子小，貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)少，故具有快速萌發(fā)和成苗特性的基因型易于田間直接育苗。根據(jù)研究結(jié)果，我們篩選到3、4、5、9、13和15號等6個野外育苗比較容易成功的基因型。 研究了分布于我國不同地區(qū)的蜈蚣草基因型的生長特性、砷耐性和富集特性，結(jié)果顯示：蜈蚣草基因型間株高、羽葉數(shù)、芽苞數(shù)、地上部鮮重、根部鮮重均有顯著的差異，株高變化在29.6-68.2 cm，羽葉數(shù)變化在13.3-60.0個／株，芽苞數(shù)變化在9.0-65.7個／株，地上部和地下部鮮重分別變化在150—540克／株和20.3-94.9克／株。蜈蚣草基因型間砷富集量差異明顯，供試基因型的地上部砷濃度變幅在643.1—3009.03mg／kg，地下部變動在44.4-112.4 mg／kg；地上部砷積累量變化在49.7-174.7 mg／株，地下部在0.48-2.84 mg／株：富集系數(shù)(BF)變化在17.2-81.9，轉(zhuǎn)運系數(shù)(TF)變化在10.8-50.4。蜈蚣草基因型在生物性狀和砷富集特性上的廣泛差異啟示出，通過篩選可 中文摘要 以獲得砷富集能力強、植株根系擴展范圍大的基因型，從而提高植物修復效率。 娛蛤草對砷的耐性是決定修復范圍的一個重要因素，耐性越強，利用娛蛤草修復 的范圍越大。對娛蛤草不同基因型砷耐性的研究顯示，娛蛤草對砷的耐性較強，遠大 于目前報道的其它砷耐性植物;耐性不同的娛蛤草基因型在富集砷的能力上也存在顯 著的差異，高耐性基因型根吸收砷的總量小于低耐性基因型，相反，向地上部運輸?shù)?能力則大于低耐性基因型。由于高耐性基因型的砷總吸收量顯著少于低耐性基因型， 最終表現(xiàn)為地上部砷積累量明顯較少�；貧w分析表明，娛蛤草對砷的耐性和對砷的富 集特性呈反比。因此，為了提高娛蛤草植物的修復效率，在植物修復實踐中應(yīng)選擇砷 耐性相對較低的娛蛤草基因型，同時砷耐性可以作為娛蛤草砷富集特性的田間鑒定指 標。 砷污染修復的目標環(huán)境一般土壤貧瘩，從而限制娛蛤草的生長和對砷吸收及積累 的能力。因此，開發(fā)利用廉價、有效的肥源是植物修復過程中重要的一環(huán)。同時土壤 水分狀況與植物生長發(fā)育以及砷的有效性關(guān)系密切。研究土壤水分狀況與娛蛤草生物 量積累及砷吸收的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，在極度干早(土壤含水量40%)情況下，娛蛤草地上部 的砷濃度雖然很高，但由于生物量較小，修復效果不好;反之，土壤水分過多(土壤 含量水高于80%)，娛蛤草生長也不好;在50一60%的土壤水分范圍內(nèi)，娛蛤草地上 部砷濃度雖較低，但由于生物量大，砷富集量也大，因此這是植物修復實踐中最佳的 土壤含水量。水分對娛蛤草富集砷的影響是通過影響娛蛤草的吸收功能實現(xiàn)的，研究 表明，隨著土壤水分含量的提高，土壤中可交換砷和可溶性砷含量增加。在種植有娛 蛤草的情況下，當土壤含水量為50一60%時，土壤可交換性砷和可溶性砷濃度最小， 說明此時娛蛤草對砷有最大的吸收:水分也影響砷的淋溶性，在50一60%水分含量 下，種植有娛蛤草的土壤砷淋溶最小。 堆肥是城市固體廢棄物經(jīng)過脫水、發(fā)酵、除臭加工制成的肥料，堆肥中含有豐富 的有機物和微生物，堆肥的資源化利用是解決城市固體廢棄物的一個重要方面。磷石 膏是磷肥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的主要副產(chǎn)物，每生產(chǎn)1噸磷肥產(chǎn)生3噸磷石膏，磷石膏含 有磷和鈣。鑒此，我們研究了植物修復實踐上是否可以利用堆肥和磷石膏作為肥源， 從而達到以污治污的目的。結(jié)果證明，堆肥和磷石膏能夠顯著增加娛蛤草的株高和生 物量:堆肥增加土壤中可溶性有機碳(DOC)和可溶性砷含量，從而促進娛蛤草對砷 的吸收;磷石膏也具有增加土壤中可溶性砷的含量和促進娛蛤草對砷的富集作用。 對娛蛤草的超富集機理研究證實，植物鰲合膚(PC)參與娛蛤草富集砷的過程。 乙 博士論文:娛蛤草富集砷能力的基因型差異及其對環(huán)境因子的反應(yīng) 在砷脅迫環(huán)境中，娛蛤草地上部PC
【學位單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2004
【中圖分類】：X173
【部分圖文】：

平均34.026.4339.260.32.2娛蟻草基因型生長與富集砷能力的差異由圖3一1可以看出，供試娛蛤草基因型的株高、羽葉數(shù)、地上部和地下部鮮重差異顯著，C109的株高、地上部和地下部鮮重最低，而C103的株高最高，且地上部和地下部鮮重較高，但羽葉數(shù)和芽苞數(shù)最少。娛蛤草葉柄干重、葉片干重、地上部及地下部干重基因型之間差異顯著。地上部和地下部干重cl05和cl06的最大，clol、cl09最小。另外，地上部干重基因型間變化較大，達4倍以上

923b14.IC2.3耐性和生物量的關(guān)系圖4一2是不同砷耐‘性娛蛤草基因型根和地上部生物量積累對不同濃度砷的反應(yīng)。轍根還是地上部干重，強耐‘性基因型千重的下降程度都要，Jty弱耐‘性基因黔如、4赫g砷水平下，強耐性基因型地上部干重是”照的69%，而弱耐性.塑鄂“480/0，根千重兩者分別為620/0和’‘%。方差分析表明，強耐性和弱耐’性基囚墅生地上部、根莖部以及根干重的差異均達顯著水平�？傊�，在砷處理條件下，耐住獨陰基因型能夠保持較高的生物量，而弱耐性基因型表現(xiàn)較大的下降量。

叁壁上些魚蜂蛤草吸收砷的影響研究圖5一，不同砷和水分處理對土壤pH的影響圖5一2是不同砷濃度和水分處理下土壤氧化還原電位的變化。土壤氧化還原電位對水分變化的反應(yīng)呈拋物線狀，80%時顯著較小，要比60%時低表現(xiàn)為:隨著土壤砷濃度的提高，在土壤相對含水量(RWC)60%時最高，RWC為5.2mv。不同砷濃度處理對土壤氧化還原電位的影響氧化還原電位下降。一一一11〔一~~J一一一一_~200300400500一25.0一30.0劃哥吸日搜鮮屏刊>三婦留鴛舊崛妞臀洲土壤水分含量土壤砷濃度略/kg圖5一2不同砷和水分處理對土壤氧化還原電位的影響2.2對娛蛤草地上部和根部砷濃度的影響由圖5一3可見，不同水分處理對娛蛤草地上部和根砷濃度的影響表現(xiàn)為:在RWC60%時，地上部和根的砷濃度均為最低。同時觀察發(fā)現(xiàn)，娛蛤草在60%的水分含量下生長最旺盛。由此可以認為，娛蛤草在RWC60%時砷濃度較低是由于生物量較大產(chǎn)生的“稀釋效應(yīng)”所致。另從圖5一3可見
【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 毛海立;王震;龍成梅;鄒洪濤;鐘才寧;;重金屬鉛超富集植物的研究進展[J];黔南民族師范學院學報;2011年03期

2 徐小蓉;張習敏;楊立昌;乙引;;汞脅迫對蜈蚣草生理特性的影響[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2011年24期

3 吳大付;張莉;任秀娟;李東方;;超富集植物研究新進展[J];河南科技學院學報(自然科學版);2011年03期

4 宋衛(wèi)鋒;嚴明;林梓河;羅麗麗;張坤峰;鄧琪;;蜈蚣草根部對As(Ⅲ)的吸收特性[J];環(huán)境化學;2011年08期

5 李圣發(fā);;土壤砷污染及其植物修復的研究進展與展望[J];地球與環(huán)境;2011年03期

6 張軍;陳功錫;楊兵;廖斌;;寶山堇菜多金屬吸收特征和耐性策略[J];生態(tài)環(huán)境學報;2011年Z1期

7 于方明;李燕;劉可慧;李明順;鄧華;楊棟林;周振明;;Mn對超富集植物短毛蓼和水蓼生長、Mn吸收及氮素代謝的影響[J];環(huán)境科學學報;2011年08期

8 梁文斌;薛生國;沈吉紅;王萍;王鈞;;錳脅迫對垂序商陸葉片形態(tài)結(jié)構(gòu)及葉綠體超微結(jié)構(gòu)的影響[J];生態(tài)學報;2011年13期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 蔡保松;蜈蚣草富集砷能力的基因型差異及其對環(huán)境因子的反應(yīng)[D];浙江大學;2004年

2 趙俊英;氟對蜈蚣草去除地下水中砷的影響研究[D];中國地質(zhì)大學(北京);2012年

3 郭智;超富集植物龍葵(Solanumnigrum L.)對鎘脅迫的生理響應(yīng)機制研究[D];上海交通大學;2009年

4 王海娟;西南含砷金礦區(qū)砷富集植物篩選及其除砷應(yīng)用研究[D];昆明理工大學;2012年

5 林文杰;黔西北土法煉鋅廢棄地的植物修復[D];四川農(nóng)業(yè)大學;2007年

6 鄭九華;沉陷地復墾基質(zhì)效應(yīng)與重金屬元素的植物修復研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學;2008年

7 戴錫玲;中國真蕨目主要孢子類型孢壁發(fā)育的研究[D];華東師范大學;2005年

8 何振艷;植物對重金屬砷和鎘脅迫適應(yīng)的分子機理初探[D];中國科學院研究生院（植物研究所）;2004年

9 趙慶齡;基于文獻計量的土壤重金屬污染國際比較研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2010年

10 馮人偉;植物對砷、硒、銻的富集及抗性機理研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2009年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 肖細元;蜈蚣草的某些營養(yǎng)特性及富砷機理研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學;2003年

2 鐘振楠;蜈蚣草去除地下水中砷的研究[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2011年

3 肖艷平;砷污染土壤植物修復的強化技術(shù)研究[D];西南大學;2010年

4 張昆峰;粵北某市砷污染土壤現(xiàn)狀調(diào)查及蜈蚣草對As(Ⅲ)吸收特性的研究[D];廣東工業(yè)大學;2007年

5 張斌才;不同蜈蚣草種群（Pteris Vittata L.）砷富集能力及其生理機制研究[D];內(nèi)蒙古大學;2005年

6 熊俊娟;蜈蚣草多糖和黃酮的提取及抑菌活性研究[D];廣東工業(yè)大學;2012年

7 劉豐豪;尾礦砂錳超富集植物鴨跖草的富集機制研究及其應(yīng)用展望[D];中南大學;2012年

8 于士淼;自然水體生物除砷技術(shù)研究[D];山東建筑大學;2012年

9 范稚蓮;土壤和超富集植物中磷、砷相互關(guān)系[D];廣西大學;2001年

10 謝飛;砷對不同砷富集能力植物抗氧化酶和光合過程的影響[D];昆明理工大學;2009年

本文編號：2835181