三种草坪草对土壤汞污染耐受性及富集效果的研究

作     者：过昱辰 

作者单位：苏州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王波

授予年度：2016年

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 090706[农学-园林植物与观赏园艺] 0907[农学-林学] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 120405[管理学-土地资源管理] 

主      题：汞 草坪草 耐受性 富集 

摘      要：试验以苏州地区常见的地毯草、假俭草和多年生黑麦草（简称黑麦草,下同）等三种草坪草为供试材料,采用盆栽的方式,研究添加不同浓度汞对种子萌发、根系构型、光合特性和生理生化特征的影响,并据此对其进行综合评价;研究供试植物对土壤汞的富集效果及部位;初步研究化学添加剂对修复效果的强化作用。试验结果表明:（1）与对照相比,当汞离子浓度在1.0μmol?L-1以下时,对所有供试种子的胚芽和最长胚根长伸长均有不同程度的促进作用,随着汞离子浓度进一步上升,胚芽和最长胚根长的伸长受到抑制。当汞离子浓度分别达到1.0μmol?L-1、5.0μmol?L-1和200.0μmol?L-1时,假俭草、地毯草和黑麦草种子发芽率与对照相比开始下降。（2）低浓度汞（0.5、1.0 mg?kg-1）可以促进三种草坪草苗期根系的生长,表现为根系总根长、总表面积、总体积、平均根系直径和根尖数的增加,而中高浓度汞（3.0、5.0、10.0、30.0、60.0、120.0 mg?kg-1）则对三种草坪草苗期根系生长具有明显的抑制作用,主要表现在抑制根系根尖的产生和纵向伸长。随着汞浓度的增加和时间的延长,地毯草和假俭草叶片Pn、Gs、Tr和叶绿素含量持续下降,Ci持续升高。黑麦草叶片Pn、Gs、Tr和叶绿素含量先升高后下降,Ci表现出先降低后升高的趋势。低浓度汞（0.5 mg?kg-1）对黑麦草光合作用具有一定的促进作用,而中高浓度汞（1.0、3.0、5.0、10.0、30.0、60.0、120.0 mg?kg-1）对三种草坪草光合作用则有明显的抑制作用。中低浓度汞（0.5、1.0、3.0、5.0 mg?kg-1）可诱导三种草坪草叶片内SOD和POD的表达,促进SP的合成及Pro的累积,随着汞浓度的增加和时间的延长,叶片膜脂过氧化程度加剧,MDA含量上升,SP含量下降,SOD活性降低,而Pro则持续累积。（3）应用主成分分析法,发现三种草坪草的耐汞性强弱为黑麦草地毯草假俭草。通过逐步回归筛选确定了对草坪草耐汞性具有显著影响的6个指标,分别为根系总表面积、根系平均直径、地上部鲜重、叶绿素b含量、叶片Gs和POD活性。并建立了草坪草耐汞性的预测模型。（4）草坪草对土壤中汞的去除率为黑麦草地毯草假俭草。三种草坪草因土壤汞浓度水平不同而修复效果不同,地毯草、假俭草和黑麦草分别在汞浓度为5.0mg?kg-1、0.5 mg?kg-1和10 mg?kg-1的土壤中修复效果最好,去除率分别为48.33%、39.43%和59.27%。汞在草坪草中积累含量均为:地下部地上部,但黑麦草地上部汞含量占体内总汞比重则随着土壤汞浓度的增加而增加。（5）施用化学调控剂均能在一定程度上提高黑麦草地上部和地下部的生物量及汞富集浓度,从而提高黑麦草体内汞的富集总量。三种化学调控剂对黑麦草地上部生物量强化作用由大到小依次为DTPAEDTASLS。三种化学调控剂对黑麦草地下部生物量、地上部汞富集浓度、地下部汞富集浓度、地上部汞富集量、地下部汞富集量及体内汞富集总量的强化作用由大到小依次为SLSDTPAEDTA。以黑麦草地上部汞富集量作为评价标准,得出对于黑麦草修复效果强化作用最佳的三种化学调控剂及浓度组合由大到小依次为:6 mmol?kg-1 SLS2 mmol?kg-1EDTA4 mmol?kg-1 SLS,其分别使黑麦草地上部汞富集量增加了4.44倍、2.79倍和2.78倍。