论文部分内容阅读
近几年,植物-微生物联合修复重金属污染土壤,这种方法成为了一种新兴的修复方法。这种修复方法利用土壤-微生物-植物的互利共生的关系,充分发挥了重金属超富集植物修复技术和微生物修复技术的各自优势,提高土壤的修复效率,不断改进以达到彻底修复污染土壤的目的。本研究在土壤高浓度Co2+胁迫条件下对32种草坪植物进行筛选,筛选出具有相对优良生长性状和钴抗性的4种草坪植物,利用高级生物统计学方法对其钴耐受能力进行了综合评价,研究了钴富集特性,并探讨了植物收割的最佳方法。利用已筛选得到的具有植物促生作用的钴抗性专性菌株,与植物构建微生物-植物联合修复土壤钴污染的技术。主要结果如下:(1)在高浓度Co2+(100mg/L)胁迫土壤条件下从32种草坪植物中筛选出了4种草坪植物,其在土壤Co2+胁迫作用下具有明显的生长优势和优良抗性,它们分别是高羊茅(Festucaelata Keng ex E.Alexeev);一年生黑麦草(Loliummultiflorum Lam.);提摩西草(Uraria crinita(L.)Desv.ex DC.);鸭茅(Da ct ylis glo m erat a L.)。低浓度(5m g/L)的Co2+处理下,种草坪植物的相对发芽率,相对发芽势,相对发芽指数,相对活力指数均表现出了增大的趋势,表明低浓度的Co2+对植物萌发具有一定的促进作用。与此不同的是,高浓度(50mg/L、100mg/L)的Co2+处理对植物发芽具有抑制作用。高羊茅种子在高浓度Co2+处理下其相对发芽率,相对发芽势,相对发芽指数,相对活力指数较其他3种植物,表现出了较好的Co2+耐受能力。研究利用权重赋值法考察了四种草坪植物种子萌发Co2+耐受能力,并作出Co2+耐受性综合评价值。四种草坪植物种子萌发期钴耐受能力为高羊茅>鸭茅>一年生黑麦草>提摩西草。(2)随着钴处理浓度的增加,四种草坪植物的相对电导率,脯氨酸,丙二醛,超氧自由基均表现出了增大的趋势,这说明随着Co2+处理浓度的提高,植物所受到的损害也相应的越来越大。高羊茅和提摩西草的叶绿素含量呈现先增后降的趋势,当Co2+处理浓度在50 mg?kg-1以下时,叶绿素含量随着Co2+处理浓度的提高而逐渐增大,当达到50 mg?kg-1以上时,叶绿素含量下降显著。说明低浓度的Co2+处理浓度对高羊茅和一年生黑麦草的叶绿素合成有一定的促进作用,反之,当Co2+浓度过高时会抑制叶绿素的合成。黑麦草和鸭茅其叶绿素含量随着钴浓度的增加而下降,低浓度时下降并不明显,高浓度时下降显著,说明这两种植物钴的耐受性较其他两种弱。对于可溶性蛋白,可溶性糖来说,黑麦草和提摩西草的含量随着钴处理浓度的提高,出现了逐步下降的趋势,说明这两种植物钴的耐受性较弱。高羊茅出现了先增加再下降的趋势,说明随着钴处理浓度的增加高羊茅为了应对所受到的胁迫,可溶性糖可溶性蛋白含量增加,当处理浓度达到高浓度时,高羊茅受到的损害严重,可溶性糖可溶性蛋白含量减少。对4种草坪植物生理生化及其表观生长指标进行主成分分析和权重分析,得到了四种草坪植物苗期的Co2+耐受性综合评判值,四种草坪植物成苗期钴耐受能力为高羊茅>提摩西草>鸭茅>一年生黑麦草。(3)实验条件下对植物Co2+富集量进行估算,研究发现地上多次割茬的采收方法,与其他方法比较可以有效降低土壤中Co2+含量,又可以较少种植次数,减少人工成本。土壤Co2+含量为100mg/kg时,高羊茅地上部分每年每公顷Co2+离子去除量约为2.36kg,土壤Co2+去除率为1.56%;一年生黑麦草地上部分每年每公顷Co2+去除量约为3.11kg,土壤Co2+去除率为1.85%。(4)高羊茅,一年生黑麦草与蜡样芽孢杆菌,枯草芽孢杆菌和苏云金杆菌三个菌种组成的配伍组合是植物微生物联合修复体系里相对最佳的修复组合。在土壤Co2+含量为50mg/kg和100mg/kg时,钴离子土壤去除能力分别会再提升14.01%,8.46%和16.48%,12.91%。综上所述,高羊茅,一年生黑麦草与蜡样芽孢杆菌,枯草芽孢杆菌和苏云金杆菌三个菌种组成的配伍组合是植物微生物联合修复体系里相对最佳的修复组合,土壤钴离子去除率可以提升15%左右。