蚯蚓在植物修复重金属污染土壤中的应用可行性研究[精品].pdf

中文摘要 蛆蝴在植物修复重金属污染土壤中的应用可行性研究 摘要:植物修复(phytoremediation)这种新兴的绿色生物技术应用于治理重金属 污染土壤时，超积累植物生物量小、土壤中重金属生物有效性低是该项技术成功应用 的主要限制因素。近年来提出的整合诱导一植物修复技术虽能提高修复效率，但缺点 是环境风险大，成本高.因此，寻求安全、经济的技术途径已成为当前急需研究的课 题. 本文以红钻土红壤、长江冲积物形成的高砂土和香港灰化土为供试上壤，分别加 入Cu(0,100,200,400mg/kg)或Cd(0,5,10,20mg/kg)模拟土壤污染，设 互接种X31(pheretimasp.)与不接种AkAI处理，通过培养试验、盆栽黑麦草(Lolium multiflorum)试验、接种菌根 (Glomusmossese+Glomusintraradices)实验等， 研究蛆洲对植物生物童和土壤中重金属生物有效性的影响，揭示蛆Ail对土壤一植物系 统中重金属化学行为作用机理，为蛆乡弓!在植物修复技术中的应用与发展提供理论依 据。 供试3Ag 1是对重金属的忍耐品种，但土壤重金属的污染明显抑制蛆州的生长.在 高砂土和红壤中，蛆J引对Cd的富集系数分别为2.78一3.41和3.08一3.84，说明蛆 洲对Cd具有明显的富集作用;Cu的富集系数分别为0.13一0.16和0.18一。.28,蛆 州对Cu则是部分吸收.绷J弓I活动增加了高砂土Cu.Cd各处理中黑麦草地上部分的产 量，增产幅度为33%一96%，且随重金属浓度的升高而降低。蛆洲活动增加红壤Cu处 理中黑麦草地上部分的产量，增产幅度为 卜40%，对Cd处理中的产量无显著影响。 蛆乡引活动显著提高了红壤和高砂土中速效N的含量，增加幅度分别为11%一56%,24%- 94%，而对两种土壤上速效P和K的含1以及黑麦草中P.K含量没有明显影响。增加 土壤速效N含童，提高植物对N的吸收，进而促进植物生长，是蛆洲活动增加生物量 的机理之一 酸性红壤接种蛆#I后pH显著降低，降低幅度为0.03一。.18个pH单位，而高砂 土的pH则略有升高.AiA!活动增加了红堆中DTPA-Cu.CaCl,-Cu和H,0-Cd的含童; 但对高砂土中Cu和Cd的各形态含量没有明显影响.土壤中三种形态的Cd含量与土 壤pH均呈负相关，其中CaC12Cd达到极显著水平(-0.950).蛆洲通过影响土壤pH, 进而影响土壤中重金属的生物有效性，或通过影响土壤pH值，进而影响川粪中重金 属的生物有效性.蛆:31活动没有增加黑麦草地上部分重金属含量，但由于生物量的显 著增加，增加了黑麦草对Cu的吸收总量.这对提高植物修复效率具有重要意义。 在灰化土上和设定的Cd浓度范围内，菌根侵染率不受添加Cd浓度的影响，平均 蛆月在植物修复重金属污染土坡中的应用可行性研究 怪染率为22%，加入蛆刘能使菌根的侵染率提高9%.但接种菌根，对蛆划的生长率影 响没有呈现明显的规律性。仅接种菌根能显著增加土壤中速效N、P和可溶性有机碳 的含量以及黑麦草对N,P的吸收，但没有提高黑麦草地上部的产童，原因是菌根侵 染促进了黑麦草对Cd的吸收，抑制了植物生长.接种菌根不仅能促进黑麦草对Cd的 吸收，而且还能促进Cd从植物的根部向地上部分转移，这对提高植物修复效率有重 要意义. 蛆角弓}与菌根的相互作用，除了增加黑麦草对N的吸收外，在增加土壤速效养分、 植物对养分的吸收、提高植物产童、降低土壤pH、提高土壤重金属活性和植物时重金 属的吸收方面没有显著的协同作用.当添加Cd的浓度大于加mg/kg时，接种菌根可 部分地抑制妞331对植物的增产作用. 川类中H,0-Cd和DTPA-Cd含童均显著高于相应处理的土壤中的含童，CaCl,Cd 含量则显著低于土壤中的含量.蛆331通过摄取含重金属的土壤，经体内研磨消化排泄 等作用，以及分泌大量粘液蛋白对重金属的络合作用，增加了H,0-Cd和DTPA-Cd的 含量，这是蛆州提高土壤中重金属活性的主要机理之一 同时接种菌根后，川类中三 种形态的含量均低于仅接种蛆川的处理，可见接种菌根后部分抑制了蛆州对土壤中Cd 的活化作用.由于洲粪中三种形态的Cd含量与黑麦草吸收呈极显著的正相关，而川 粪中H,0-Cd和DTPA-Cd含童均高于土壤中的含量。因此，川粪中有效态Cd是植物吸 收Cd的重要供源. 上述研究表明，18331在重金属污染土壤上仍能提高土