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灯心草对土壤重金属钒、钛、钼、镍、锰污染的抗性研究

作　者: 赵婷
导　师: 铁柏清
学　校: 湖南农业大学
专　业: 环境工程
关键词: 重金属灯心草生理生化指标积累与分布植物修复
分类号: X173
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

通过盆栽模拟试验，研究了V、Ti、Mo、Ni、Mn五种重金属单一与复合污染对灯心草生长、生理生化指标的影响并通过回归分析进一步研究五种重金属在灯心草体内的分布及积累特性。主要研究结果如下：V、Ti、Mo、Ni、Mn五种重金属单一污染条件下，V各处理不同程度的促进了灯心草的生长；高浓度的Ti处理对灯心草生长产生了毒害作用；而对于Mo、Ni和Mn，则分别表现为低浓度的胁迫作用和高浓度的抑制作用，高浓度的抑制浓度为Mo100mg／kg、Mn为800mg／kg，Ni在60-600mg／kg的浓度范围内均高于对照处理，促进了灯心草的生长，并且呈现出生长增幅先增后降的趋势。以灯心草生物量为参考指标，根据生态环境效应法可以将种植灯心草的土壤中Ti、Mo、Mn三种重金属临界值分别设定为200mg／kg、100mg／kg、800mg／kg。单一处理下灯心草对各重金属耐性的大小依次为：Ni、Mn、V、Ti、Mo。当重金属浓度在一定范围内时，CAT的活性均呈现上升趋势，SOD则在Ti、Mo、Ni和Mn处理浓度分别为10mg／kg、10mg／kg、60mg／kg和50mg／kg时达到最大值，随着V浓度增加而不断提高。高浓度重金属污染时，造成MDA积累，细胞透性增加，灯心草生长缓慢。灯心草对V、Ti、Mo、Ni、Mn五种重金属复合污染土壤存在耐受性。在V、Ti、Mo、Ni、Mn五种重金属复合污染条件下灯心草株高、分蘖均大于对照，且分蘖与对照相比差异显著。地下部生长明显受影响，增产趋势不明显。通过回归分析，土壤Ni添加量抑制了灯心草生长，并且对株高、分蘖和地上部干重影响显著。V和Mo的添加量则与灯心草分蘖数和株高之间有显著的正相关关系。Mn对灯心草生长影响不显著。在各重金属的相互作用下，灯心草SOD活性整体变化不大，CAT活性受到抑制；叶绿素含量和MDA含量主要受土壤V含量影响；灯心草SOD的活性则主要受土壤含Ti量的影响。通过线性回归分析重金属单一和复合污染条件下V、Ti、Mo、Ni、Mn五种重金属在灯心草体内的分布及五种重金属之间的相互作用关系。单一污染条件下，V、Ti、Ni在植物体内主要累积在根部，Mo和Mn在低浓度时主要累积在灯心草地上部，并随着浓度的升高逐渐累积在根部。重金属单一处理时，灯心草V、Mo和Ni含量与土壤对应重金属的添加量之间自相关性显著，Mn则不显著。在重金属复合污染土壤中，由于土壤中各重金属之间存在的交互作用而导致各重金属在灯心草茎叶和根系中的积累和分布存在差异，重金属在灯心草体内的分布表现出与单一处理时不尽相同的趋势：V和Ti主要累积在灯心草的根部，Mo趋向于向地上部累积，对Ni的累积则随浓度处理不同表现为集中在根部和在地上部的累积。各处理情况下Mn在灯心草体内的累积分布变化不大，大致平衡。复合污染时，土壤V含量对灯心草Ni和Ti的吸收、土壤Ni含量对灯心草Mn的吸收均产生了抑制作用，而土壤Ni则促进了灯心草的下部对V的吸收。同时，Mo吸收的自相关性明显。

全文目录

摘要  7-9
Abstract  9-11
前言  11-20
  1 研究目的与意义  11
  2 国内外研究进展  11-19
    2.1 植物修复技术的提出  11-13
    2.2 超累积植物的概念及发展  13-14
    2.3 超累积植物国内外研究进展  14-16
    2.4 重金属超累积植物的生理机制  16-17
      2.4.1 植物对重金属的避害机理  16-17
      2.4.2 超累积植物修复土壤重金属污染的机理  17
    2.5 植物修复技术存在的问题及近期的研究重点  17-19
      2.5.1 植物修复技术存在的问题  17-18
      2.5.2 植物修复的近期研究重点  18-19
  3 研究内容与预期目标  19-20
    3.1 研究内容  19
    3.2 研究的预期目标  19-20
第一章重金属单一污染对灯心草生长及生理生化特性的影响  20-31
  1 材料与方法  20-22
    1.1 供试材料  20-21
    1.2 盆栽实验  21
    1.3 生理生化指标的测定和数据处理方法  21-22
  2 分析与讨论  22-29
    2.1 重金属单一污染对灯心草生长的影响  22-25
      2.1.1 重金属单一污染对灯心草株高的影响  22
      2.1.2 重金属单一污染对灯心草分蘖的影响  22-23
      2.1.3 重金属单一污染对灯心草地上部干重的影响  23-25
      2.1.4 重金属单一污染对灯心草地下部干重的影响  25
    2.2 重金属单一污染对灯心草生理生化特性的影响  25-29
      2.2.1 重金属单一污染对灯心草叶绿素含量的影响  25-26
      2.2.2 重金属单一污染对灯心草CAT活性的影响  26-27
      2.2.3 重金属单一污染对灯心草SOD活性的影响  27-28
      2.2.4 重金属单一污染对灯心草膜脂过氧化水平的影响  28-29
  3 小结  29-31
第二章重金属复合污染对灯心草生长及生理生化特性的影响  31-41
  1 材料与方法  31-33
    1.1 供试材料  31-32
    1.2 盆栽实验  32
    1.3 生理生化指标测定和数据处理方法  32-33
  2 分析与讨论  33-40
    2.1 重金属复合污染对灯心草生长的影响  33-36
      2.1.1 重金属复合污染对灯心草株高的影响  33
      2.1.2 重金属复合污染对灯心草分蘖的影响  33-34
      2.1.3 重金属复合污染对灯心草干重的影响  34-35
      2.1.4 灯心草生长与土壤重金属添加量的相关性分析  35-36
    2.2 重金属复合污染对灯心草生理生化特性的影响  36-40
      2.2.1 重金属复合污染对灯心草叶绿素含量的影响  36-37
      2.2.2 重金属复合污染对灯心草SOD和CAT活性的影响  37-38
      2.2.3 重金属复合污染对灯心草MDA活性的影响  38-39
      2.2.4 灯心草各生理指标与土壤重金属添加量的相关性分析  39-40
  3 小结  40-41
第三章重金属单一及复合污染对灯心草重金属吸收累积特性的研究  41-50
  1 材料与方法  41-43
    1.1 供试材料  41
    1.2 盆栽实验  41-42
    1.3 重金属含量的测定和数据分析方法  42-43
  2 分析与讨论  43-48
    2.1 重金属单一污染对灯心草重金属吸收累积特性的研究  43-45
      2.1.1 V、Ti、Mo、Ni、Mn在灯心草植株中的含量与分布  43-44
      2.1.2 土壤重金属添加量对灯心草各部位吸收重金属的影响  44-45
    2.2 重金属复合污染对灯心草吸收累积重金属特性的研究  45-48
      2.2.1 V、Ti、Mo、Ni、Mn在灯心草植株中的含量与分布  45-47
      2.2.2 土壤重金属添加量对灯心草各部位吸收重金属的影响  47-48
  3.小结  48-50
第四章结论与讨论  50-55
  1 重金属单一污染对灯心草生长及生理毒性效应的影响  50-51
    1.1 重金属单一污染对灯心草生长的影响  50
    1.2 重金属单一污染对灯心草生理生化指标的影响  50-51
  2 重金属复合污染对灯心草生长及生理毒性效应的影响  51-52
    2.1 重金属复合污染对灯心草生长的影响  51-52
    2.2 重金属复合污染对灯心草的联合生理毒性效应  52
  3 单一及复合污染对灯心草重金属吸收及累积特性的研究  52-54
    3.1 单一污染条件下各重金属在灯心草植株中的积累与分布情况  52-53
    3.2 复合污染条件下各重金属在灯心草植株中的积累与分布情况  53-54
  4 本研究的特色与主要创新点  54
  5 本研究存在的不足与展望  54-55
参考文献  55-59
致谢  59-60
作者简介  60

灯心草对土壤重金属钒、钛、钼、镍、锰污染的抗性研究

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