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矿山生态型和非矿山生态型粗齿冷水花富磷能力的比较

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植物营养与肥料学报 2019年第10期25卷 1719-1726页

作者：戴文颖李廷轩四川农业大学资源学院

【目的】研究适宜施氮条件下磷富集植物粗齿冷水花的磷积累能力,可为有效利用该植物提取土壤中过剩的磷、减少磷的面源污染提供理论依据。【方法】以两种生态型粗齿冷水花(Pilea sinofasciata)为研究对象,进行土培盆栽试验,供试土壤为... 详细信息

【目的】研究适宜施氮条件下磷富集植物粗齿冷水花的磷积累能力,可为有效利用该植物提取土壤中过剩的磷、减少磷的面源污染提供理论依据。【方法】以两种生态型粗齿冷水花(Pilea sinofasciata)为研究对象,进行土培盆栽试验,供试土壤为灰潮土,每盆(8 L)装土8 kg。分别施磷0、400、600、800 mg/kg,陈化8周。幼苗种植前,每盆施入140 mg/kg尿素。移栽9周后收获,测定植株生物量、磷含量,分析了土壤速效磷含量。【结果】1)在供试施磷量范围内,两种生态型粗齿冷水花地上部、地下部生物量在施磷600 mg/kg时达最大,此时矿山生态型地上部、地下部生物量分别是其不施磷对照的2.37和3.69倍,非矿山生态型地上部、地下部生物量是其不施磷对照的4.63和7.36倍,矿山与非矿山生态型地上部生物量最大值分别可达28.6 g/株和31.9g/株。矿山生态型生物量在不施磷和施磷400 mg/kg时显著大于非矿山生态型,在施磷600、800 mg/kg时两生态型间无明显差异。2)随施磷量增加,两种生态型粗齿冷水花地上部磷含量和矿山生态型地下部磷含量均表现为先升高后降低,在施磷800 mg/kg时显著降低,而非矿山生态型地下部磷含量随施磷量增加而增加,在施磷800 mg/kg时达最高。各磷处理下,矿山生态型地上部磷含量均显著高于非矿山生态型,而地下部磷含量低于非矿山生态型。3)高磷处理显著增加了两种生态型粗齿冷水花地上部、地下部磷积累量,且在施磷600 mg/kg时植株磷积累量最大,矿山生态型与非矿山生态型地上部磷积累量最高分别可达195 mg/株和182 mg/株。在不施磷和施磷400 mg/kg时,矿山生态型地上部磷积累量显著高于非矿山生态型,在施磷600、800 mg/kg时两生态型间无明显差异。4)不同磷处理下,两种生态型磷富集系数远大于1,磷转移率大于80%;矿山生态型的磷提取率和移除量在不施磷和施磷400 mg/kg时均大于非矿山生态型,在施磷600、800 mg/kg时两生态型间无明显差异。【结论】适宜施氮条件下,粗齿冷水花在施磷600 mg/kg时表现出较强的磷富集能力。与非矿山生态型相比,矿山生态型在不施磷和施磷400 mg/kg时对磷的积累能力和富磷潜力更强;在施磷600、800 mg/kg时两生态型植株对土壤磷的富集能力无明显差异。

关键词：磷富集适宜施氮粗齿冷水花生态型

适宜施氮量对粗齿冷水花根际微域土壤磷组分及磷酸酶活性的影响

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植物营养与肥料学报 2022年第11期28卷 2060-2069页

作者：张明华李金星戴文颖李廷轩叶代桦四川农业大学资源学院四川成都611130 四川省生态环境科学研究院四川成都610000 成都环境创新科技有限公司四川成都610000

【目的】适宜施氮可提高磷富集植物对磷过剩土壤的修复效率,研究适宜施氮处理下磷富集植物根际微域土壤磷组分的变化,可为利用磷富集植物提取土壤中过剩的磷提供理论依据。【方法】采用多隔层根箱土培试验,以磷富集植物矿山生态型粗齿... 详细信息

【目的】适宜施氮可提高磷富集植物对磷过剩土壤的修复效率,研究适宜施氮处理下磷富集植物根际微域土壤磷组分的变化,可为利用磷富集植物提取土壤中过剩的磷提供理论依据。【方法】采用多隔层根箱土培试验,以磷富集植物矿山生态型粗齿冷水花为材料,非矿山生态型为对照,设磷处理的P质量浓度为800 mg/kg,氮处理的N质量浓度为0(CK)和140 mg/kg,分析对比了两种生态型粗齿冷水花磷富集能力及根际微域土壤磷组分与磷酸酶活性的变化。【结果】1)适宜施氮量下,两种生态型粗齿冷水花地上部、地下部生物量和磷积累量均显著升高;矿山生态型地上部生物量和磷积累量分别为非矿山生态型的1.28和1.45倍。2)适宜施氮量下,两种生态型根际土壤中H_(2)O-P和NaHCO_(3)-Pi含量均增加;土壤H_(2)O-P和NaHCO_(3)-Pi含量均在距矿山生态型根际4 mm微域内显著高于非根际土壤,分别在距非矿山生态型根际4和2 mm微域内显著高于非根际土壤;土壤NaHCO_(3)-Po和NaOH-Pi、NaOH-Po含量在距两种生态型根际6 mm微域内显著低于非根际土壤;土壤HClPi和HCl-Po和Residual-P含量在根际微域和非根际土壤之间无显著变化。不施氮和适宜施氮量下矿山生态型根际微域NaHCO_(3)-Pi含量均显著低于非矿山生态型,矿山生态型对土壤NaHCO_(3)-Pi的吸收利用能力更强。3)适宜施氮量下,两种生态型粗齿冷水花根际土壤磷酸酶活性均较对照增加,土壤酸性磷酸酶、碱性磷酸酶活性分别在距根际4和2 mm微域内显著高于非根际土壤,植酸酶活性在距根际8 mm微域内显著高于非根际土壤。不施氮和适宜施氮量下,矿山生态型根际微域土壤磷酸酶活性更高。【结论】高磷条件下,适宜施氮量(140mg/kg)增加了两种生态型粗齿冷水花根际微域土壤磷酸酶活性,且矿山生态型根际土壤磷酸酶活性更高,有利于根际微域土壤中磷由低有效态组分向高有效态组分转化,从而促进了植株的生长和磷素积累。

关键词：粗齿冷水花高磷适宜施氮根际微域磷组分土壤磷酸酶活性

粗齿冷水花（Pilea sinofasciata）磷富集特性及部分生理生化特征研究

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粗齿冷水花（Pilea sinofasciata）磷富集特性及部分生理生化特征...

作者：刘霜四川农业大学

学位级别：硕士

水体富营养化是当今世界最重要的环境问题之一。运用磷富集植物来降低土壤及径流中的磷浓度,是防止水体富营养化的有效途径。本研究通过室内模拟试验,以前期筛选出的矿山生态型粗齿冷水花为研究对象,非矿山生态型为对照,揭示了粗齿冷水... 详细信息

水体富营养化是当今世界最重要的环境问题之一。运用磷富集植物来降低土壤及径流中的磷浓度,是防止水体富营养化的有效途径。本研究通过室内模拟试验,以前期筛选出的矿山生态型粗齿冷水花为研究对象,非矿山生态型为对照,揭示了粗齿冷水花对磷的富集特征及其部分生理特性。主要研究结果如下：(1)土培条件下,随着供磷浓度的升高,矿山生态型粗齿冷水花地上部生物量和积累量均呈先增加后减小的趋势,供磷浓度为400mg kg-1时达到最大。矿山生态型地上部磷含量随着供磷浓度的增加而逐渐增加,磷含量最高为9.12g kg-1。在供磷浓度小于400mg P kg-1时,矿山生态型叶片磷所古比例最大,其次为茎部,根系最少。矿山生态型粗齿冷水花叶片抗氧化酶活性随着磷浓度的升高呈现不同的变化趋势,其中POD和SOD活性先降低后增强,而CAT活性逐渐增强。矿山生态型粗齿冷水花根系酸性磷酸酶和植酸酶活性随供磷浓度的升高逐渐增强,在800mgPkg-1时酶活性达到最高。高磷处理下,矿山生态型粗齿冷水花地上部生物量、磷含量及其磷积累量均显著高于非矿山生态型,生态型差异在供磷浓度为400mg kg-1时达到最大,其叶片POD、SOD、CAT活性以及根系酸性磷酸酶和植酸酶活性均显著高于非矿山生态型。(2)土培条件下,随着生长期的延长,矿山生态型粗齿冷水花生物量和磷积累量逐渐增加。高磷处理下,地上部生物量最高达到34.71mg plant-1,磷积累量最高达到141.49mgplant-1。植物生长5周时,粗齿冷水花体内的磷主要聚集在根部,分配到地上部磷较少,而生长到第9周和13周时,叶片磷积累量最大,其次为茎部,根系最少。高磷处理下,矿山生态型粗齿冷水花吸收速率和转运速率均随生长期的延长先减小后增加,在种植5周时最高。随生长期的延长,矿山生态型粗齿冷水花磷提取率和移除量均增加,在第13周时达到最大,其中地上部磷提取率最高为0.91%,整株磷提取率为1.13%,而植株移除量和地上部移除量则分别达到23.49mg kg-1和18.87mg kg-1。高磷处理下,矿山生态型生物量、磷含量、磷积累量、磷吸收速率、磷转移速率、磷提取率和磷移除量均显著高于非矿山生态型,表现出明显的生态型差异。(3)营养液培养条件下,随着供磷浓度的增加,矿山生态型粗齿冷水花生物量呈现先增高后降低的趋势,在400mg P L-1时最大。磷含量则随着供磷浓度的增加而增加,最高达到22.85g kg-1,叶片磷含量最高,其次为根系,茎部磷含量最低。矿山生态型粗齿冷水花总根长、根系表面积、根系总体积、侧根数均随着供磷浓度的增加而先增加后减小,在200mg P L-1和400mg P L-1时显著高于其他处理,根系平均直径则未呈现显著性变化。供磷浓度为100、200和400mgL-1时,矿山生态型粗齿冷水花生物量和磷含量均显著高于非矿山生态型,总根长、根系表面积、根系总体积和侧根数均呈现显著的生态型优势。(4)随着土壤中有机磷(猪粪)浓度的提高,矿山生态型地上部生物量、磷含量和磷积累量均逐渐增加,在有机磷浓度为970mg kg-1(猪粪浓度为50g kg-1)时,矿山生态型地上部生物量达18.20mg plant-1,磷含量达5.09g kg-1,磷积累量达93.06mg plant-1。磷提取率和提取量随有机磷浓度的提高均逐渐增加,富集系数减小,转移系数大于1。矿山生态型地上部磷含量在有机磷浓度为970mg kg-1(猪粪浓度为50g kg-1)时显著高于非矿山生态型,磷积累量在有机磷浓度为485和970mg kg-1(猪粪浓度为25和50g kg-1)显著高于非矿山生态型。

关键词：植物修复粗齿冷水花矿山生态型磷富集生理生化特征

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粗齿冷水花的化学成分及质量标准研究

粗齿冷水花的化学成分及质量标准研究

作者：武旭广西中医药大学

学位级别：硕士

目的:以粗齿冷水花(Pilea sinofasciata ***)干燥全草为研究对象,分离分析其乙酸乙酯部位及正丁醇部位的化学成分;采集不同产地的粗齿冷水花药材,建立其薄层色谱鉴别方法;按照《中国人民共和国药典》2015年版规定项下方法,对壮药粗齿冷... 详细信息

目的:以粗齿冷水花(Pilea sinofasciata ***)干燥全草为研究对象,分离分析其乙酸乙酯部位及正丁醇部位的化学成分;采集不同产地的粗齿冷水花药材,建立其薄层色谱鉴别方法;按照《中国人民共和国药典》2015年版规定项下方法,对壮药粗齿冷水花(Pilea sinofasciata ***)的质量标准进行研究,建立和评价粗齿冷水花药材质量标准的方法,并制订粗齿冷水花的质量标准,为壮药粗齿冷水花的质量控制提供科学的依据。方法:取粗齿冷水花全草,阴干,用95%乙醇加热回流提取得到乙醇提取物,用系统溶剂分离法萃取得到石油醚部位、氯仿部位、乙酸乙酯部位和正丁醇部位四个部位;采用薄层色谱法、硅胶柱层析法、凝胶柱层析法、高效液相色谱法、重结晶法、中压制备液相色谱法等现代分离技术和方法对其乙酸乙酯和正丁醇部位化学成分进行分离和纯化,利用HPLC、UV、IR、13C-NMR、1H-NMR、MS等波谱方法,结合相应的理化性质对所得到的单体化合物进行结构鉴别。通过对粗齿冷水花药材的水分、总灰分、酸不溶性灰分及浸出物进行测定,对粗齿冷水花药材进行检查项研究。以Hernandulcin为对照品,考察不同提取溶剂、提取方法、显色剂、展开剂、温湿度等条件对粗齿冷水花药材薄层色谱的影响,对粗齿冷水花药材进行薄层色谱鉴别研究。参照《中华人民共和国药典》2015年版制订壮药粗齿冷水花药材的质量标准(草案)。结果:从粗齿冷水花全草中分离得到20个单体化合物,利用各种光谱、质谱和核磁共振等方法,鉴定了其中16个单体化合物,分别为亚麻油酸乙酯(ethyl linoleate,1)、十六酸乙酯(palmitic acid ethyl ester,2)、α-香树精(α-amyrin,3)、棕榈酸(palmitic acid,4)、二十六烷酸(eicosanoid,5)、二十四烷酸(lignoceric acid,6)、胡萝卜苷(daucosterol,7)、二十七烷酸(heptacosanic acid,8)、腺苷(adenosine,9)、吲哚-4-甲酸(indole-4-carboxylic acid,10)、原儿茶酸(protocatechuate,11)、没食子酸(gallic acid,12)、白桦脂酸(betulinic acid,13)、十八烷酸(stearic acid,14)、齐墩果酸(oleanolic acid,15)、硝酸钾(potassium nitrate,16)。通过对壮药粗齿冷水花5个不同批次的药材进行研究,5个不同批次样品水分含量拟订为不得过12.0%,总灰分拟定为不得过22.0%,酸不溶性灰分拟定为不得过3.5%,浸出物含量拟订为不少于24.0%。不同批次药材之间线性关系良好,RSD值均在正常范围内。参照《中华人民共和国药典》2015年版(四部)通则0502试验,取不同产地的粗齿冷水花药材,以Hernandulcin为对照品进行薄层色谱研究。最佳薄层色谱条件为无水乙醇超声加热提取30min,温度为20℃、湿度为77%,且以石油醚-三氯甲烷-丙酮(7:1:1)溶剂体系为展开剂。TLC结果显示粗齿冷水花药材中含新型甜味剂Hernandulcin,且斑点清晰,Rf值约为0.35。结论:从粗齿冷水花全草中共分离得到20个化合物,鉴定了其中16个,所有化合物均首次从该植物中分离得到。以Hernandulcin为对照品,对不同产地的粗齿冷水花药材进行薄层鉴别研究,实验表明以石油醚-三氯甲烷-丙酮(7:1:1)溶剂体系为展开剂,喷以10%硫酸乙醇溶液,在105℃干燥箱中加热至斑点显色清晰,此方法简单易行,重复性高,结果准确。薄层色谱和检查项研究结果为粗齿冷水花药材质量控制提供了评价指标。参照《中华人民共和国药典》2015年版制订粗齿冷水花的药材质量标准草案,该标准具有科学性、可行性、实用性等特点,为粗齿冷水花药材质量控制提供参考依据。

关键词：粗齿冷水花化学成分 Hernandulcin 质量标准

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粗齿冷水花的组织培养

植物生理学报 1991年第1期 41-42页

作者：蒋泽平朱鹿鸣江苏省林业科学研究所江苏省林业科学研究所南京 211153

植物名称:粗齿冷水花(Pilea fasciata)。材料类别:茎段、叶片。培养条件:愈伤组织诱导培养基为MS+NAA0.2～0.5mg/L(单位下同)+6-BA0.5～1.0;分化培养基为MS+6-BA0.5或MS+6-BA1.0～2.0+IAA0.1～0.5;壮苗培养基为NS+6-BA0.5～1.0+IAA0.1～... 详细信息

关键词：粗齿冷水花茎段壮苗培养

不同磷处理下两种生态型粗齿冷水花的富磷特征及根系形态差异

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草业学报 2013年第3期22卷 211-217页

作者：刘霜李廷轩戢林张树金四川农业大学资源与环境学院四川成都611130 眉山市农业局农业质量检测中心四川眉山620020

采用水培试验,以矿山生态型和非矿山生态型粗齿冷水花为材料,设置50,100,200,400和800 mg/L五个磷处理,探讨2种生态型粗齿冷水花对磷的富集能力以及根系形态的差异。结果表明,1)随着供磷浓度的增加,2种生态型粗齿冷水花生物量均呈先增... 详细信息

采用水培试验,以矿山生态型和非矿山生态型粗齿冷水花为材料,设置50,100,200,400和800 mg/L五个磷处理,探讨2种生态型粗齿冷水花对磷的富集能力以及根系形态的差异。结果表明,1)随着供磷浓度的增加,2种生态型粗齿冷水花生物量均呈先增高后降低的趋势,并在磷400 mg/L时最大;而不同供磷浓度下,均表现为矿山生态型生物量高于非矿山生态型。2)2种生态型粗齿冷水花根、茎、叶磷含量随着供磷浓度的增加而增加,且矿山生态型高于非矿山生态型,其中叶片磷含量最高能达到22.85 g/kg。3)在一定范围的高磷水平下,矿山生态型粗齿冷水花的总根长、根系表面积、根系总体积和侧根数均大于非矿山生态型,而平均直径差异不大。表明高磷条件下矿山生态型粗齿冷水花具有较好的富磷能力,而良好的根系形态是其富磷的重要特征。

关键词：粗齿冷水花矿山生态型富磷特征根系形态

施氮量对矿山生态型粗齿冷水花磷富集特性的影响

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草业学报 2015年第8期24卷 85-92页

作者：余红梅李廷轩张锡洲郑子成余海英四川农业大学资源学院四川成都611130

采用土培试验，以矿山生态型粗齿冷水花为研究对象，非矿山生态型为对照，探讨了高磷（400 mg P／kg）处理下不同施氮量（0，70，140，210，280和350 mg N／kg）对矿山生态型粗齿冷水花磷富集特性的影响，为利用矿山生态型粗齿冷水花提... 详细信息

采用土培试验，以矿山生态型粗齿冷水花为研究对象，非矿山生态型为对照，探讨了高磷（400 mg P／kg）处理下不同施氮量（0，70，140，210，280和350 mg N／kg）对矿山生态型粗齿冷水花磷富集特性的影响，为利用矿山生态型粗齿冷水花提取土壤中过量的磷，防治磷的非点源污染提供理论依据。结果表明，1）矿山生态型粗齿冷水花地上部和地下部的生物量、磷积累量均在140 mg／kg 施氮量下达最大值；其中，矿山生态型地上部磷积累量为223．73 mg／株，非矿山生态型为159．79 mg／株。不同施氮量处理下，矿山生态型地上部生物量和磷积累量显著高于非矿山生态型。粗齿冷水花磷富集系数随施氮量增加逐渐升高，迁移率均高于50％，达到71％～88％。2）随施氮量增加，矿山生态型根系酸性磷酸酶活性逐渐升高，而植酸酶活性先升高后降低，在140 mg／kg 达最大值。各施氮量下的矿山生态型根系酸性磷酸酶和植酸酶活性均显著高于非矿山生态型，分别为非矿山生态型的1．22～1．67倍和1．02～1．07倍。在70～210 mg／kg 范围施氮有助于促进矿山生态型粗齿冷水花生长，增加植株对磷的积累，提高其富磷潜力。本研究条件下，140 mg／kg 为最佳施氮量。

关键词：施氮量磷富集粗齿冷水花生态型植物修复

高磷条件下氮处理对矿山生态型粗齿冷水花磷积累特性的影响

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高磷条件下氮处理对矿山生态型粗齿冷水花磷积累特性的影响

作者：余红梅四川农业大学

学位级别：硕士

目前,由于过量施磷所引起的农业面源污染问题日益严峻。运用富磷植物提取环境中过量磷是有效措施之一。然而,迄今研究的磷富集植物种类虽多,但磷提取效果不佳,至少需要几十年甚至几百年的时间才能使土壤恢复到正常磷水平。提高现有富磷... 详细信息

目前,由于过量施磷所引起的农业面源污染问题日益严峻。运用富磷植物提取环境中过量磷是有效措施之一。然而,迄今研究的磷富集植物种类虽多,但磷提取效果不佳,至少需要几十年甚至几百年的时间才能使土壤恢复到正常磷水平。提高现有富磷植物磷富集潜力已成为学者研究的热点。通过施氮肥等农艺措施来增加植株对磷的吸收积累能力在作物生产上已得到广泛应用,在富磷植物上的研究较为缺乏。因此,本文以矿山生态型粗齿冷水花为研究对象,非矿山生态型为对照,通过土培和水培试验,揭示氮处理对矿山生态型粗齿冷水花磷积累特性的影响,主要研究结果如下：(1)随着施氮量增加,粗齿冷水花生物量在140 mg kg达最大。粗齿冷水花磷含量、磷富集系数均随施氮量增加而升高,迁移率则无明显变化。矿山与非矿山生态型地上部磷积累量在140 mg kg时可达223.73和159.79 mg plant。不同施氮量下,矿山生态型地上部磷积累量显著高于非矿山生态型。矿山生态型根际土壤速效磷含量在70、140和210mgkg时明显低于非矿山生态型。随着施氮量增加,矿山生态型根系与地上部酸性磷酸酶活性显著升高,而植酸酶活性先升高后降低,在140 mg kg达最大;且矿山生态型根系与地上部酸性磷酸酶、植酸酶活性均显著高于非矿山生态型。(2)适宜施氮量下,两种生态型粗齿冷水花根、茎、叶干重均随生长期延长显著增加。不同生长期下,矿山生态型茎和叶干重均高于非矿山生态型,但仅在9和11周达显著差异。各器官磷含量则表现为：根>叶>茎：各器官磷含量在两种生态型间无显著差异。矿山生态型地上部磷积累速率在11周达最大,非矿山生态型在13周达最大。矿山生态型与非矿山生态型茎和叶中磷分配比例可达90%。矿山生态型地上部磷积累量随生长期延长显著增加,在11周和13周时的磷积累量可达141.33和165.81 mg plant,为非矿山生态型1.28和1.08倍。随着生长期延长,粗齿冷水花地上部无机磷、酯磷、核酸态磷和残余态磷含量均降低,而地下部无机磷、酯磷和残余态磷含量升高,核酸态磷降低。不同生长期下,矿山生态型无机磷含量低于非矿山生态型,其余磷形态均高于非矿山生态型。表明,矿山生态型通过降低地上部无机磷含量,增加体内酯磷、残余态磷和核酸态磷含量,以降低磷在植株体内的移动性,从而减少磷的再利用率,增加植株磷的积累。(3)适宜施氮量下,随着磷浓度增加,粗齿冷水花磷含量逐渐增加,在800 mgkg达峰值。矿山生态型各器官磷含量为5.75～8.25 g kg,非矿山生态型为5.21-7.10g kg。两种生态型粗齿冷水花磷主要分布于茎和叶中,且矿山生态型茎和叶中磷分配总比例显著高于非矿山生态型。矿山生态型茎、叶磷积累量随着磷浓度增加而升高,在800 mg kg达121.04和196.65 mgpot,非矿山生态型为105.85和151.84 mgpot。两种生态型地上部和整株磷提取率、植株有效数和收获潜力均随磷浓度增加而降低,磷移除量和磷去除潜力则显著升高。不同磷处理下,矿山生态型磷移除量、收获潜力和去除潜力均显著高于非矿山生态型,磷提取率、植株有效数则低于非矿山生态型,表明,适宜施氮量下,矿山生态型在不同高磷浓度下的磷去除能力更强。(4)随着供氮水平增加,粗齿冷水花生物量和磷积累量均在70mgL达最大。不同供氮水平下,矿山生态型地上部生物量和磷积累量均高于非矿山生态型。矿山生态型总根长、根表面积和根体积均随供氮水平增加先升高后降低,比根长则先降低后升高。在≤105 mg L时,矿山生态型不同径级根长、根表面积和根体积均高于非矿山生态型。表明,较优的根系形态更有利于矿山生态型粗齿冷水花磷的富集。

关键词：氮磷磷去除植物修复粗齿冷水花植物磷形态

施用猪粪和鸡粪条件下粗齿冷水花对土壤磷的积累变化特征研究

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施用猪粪和鸡粪条件下粗齿冷水花对土壤磷的积累变化特征研究

作者：陈静四川农业大学

学位级别：硕士

畜禽粪便在农业生态系统中的不合理施用易导致土壤中磷的大量积累,土壤中过量的磷通过渗漏或径流等方式向水体迁移,增加水体富营养化风险,利用磷富集植物提取土壤中过量的磷是一种有效的防治措施。本研究通过土培试验,以前期研究筛选出... 详细信息

畜禽粪便在农业生态系统中的不合理施用易导致土壤中磷的大量积累,土壤中过量的磷通过渗漏或径流等方式向水体迁移,增加水体富营养化风险,利用磷富集植物提取土壤中过量的磷是一种有效的防治措施。本研究通过土培试验,以前期研究筛选出的磷富集植物矿山生态型粗齿冷水花为研究对象,非矿山生态型为对照,探讨猪粪和鸡粪处理下粗齿冷水花对土壤中磷的积累变化特征,主要研究结果如下:1、猪粪处理下粗齿冷水花地上部生物量、磷积累量均高于鸡粪处理,分别是鸡粪处理的1.14.33倍和1.19.49倍,粗齿冷水花对施用猪粪土壤中磷的积累能力更强。随猪粪和鸡粪施用量的增加,两种生态型粗齿冷水花地上部生物量、磷积累量均呈先升高后降低的趋势,在猪粪和鸡粪用量为50 g kg时最大,矿山生态型地上部磷积累量是非矿山生态型的1.10.39倍。施用猪粪和鸡粪后,两种生态型粗齿冷水花体内的磷主要积累在地上部,矿山和非矿山生态型茎、叶磷的分配比例分别在83%和80%以上。猪粪和鸡粪处理下,两种生态型粗齿冷水花根和叶中的磷主要以无机态磷和核酸态磷的形式存在。猪粪处理下,矿山生态型粗齿冷水花叶和根的核酸态磷含量显著高于鸡粪处理,分别是鸡粪处理的1.08.16倍和1.18.50倍,同时,矿山生态型叶的酯磷含量和根的无机磷含量均高于非矿山生态型。鸡粪处理下,矿山生态型根的酯磷、核酸态磷和残渣态磷含量高于非矿山生态型。矿山生态型体内更多的酯磷和核酸态磷能够维持植物较强的代谢活力,积累更多的磷。2、适宜用量猪粪处理下,两种生态型粗齿冷水花地上部和地下部生物量、磷积累量在11周后显著高于鸡粪处理。适宜用量猪粪和鸡粪处理下,两种生态型粗齿冷水花生物量和磷积累量均随生长时期的延长逐渐增加,矿山生态型地上部磷积累量最高分别可达283.07 mg plant和243.20 mg plant,是非矿山生态型的1.16倍和1.33倍。两种生态型粗齿冷水花地上部阶段性磷积累量均在7-9周最高,9-11周次之,矿山和非矿山生态型粗齿冷水花在7-11周的阶段性磷积累量分别占磷积累总量的72%2%和77%6%。适宜用量猪粪和鸡粪处理下,两种生态型粗齿冷水花地上部磷积累速率均在11周时最高,且矿山生态型高于非矿山生态型。随生长时期的延长,粗齿冷水花地上部磷提取率和磷移除量逐渐升高,植株有效数逐渐降低。相较于鸡粪处理,猪粪处理下粗齿冷水花地上部磷提取率和移除量均较高,植株有效数较低,粗齿冷水花对猪粪处理土壤中磷的提取能力更强。矿山生态型地上部磷提取率和磷移除量高于非矿山生态型,植株有效数低于非矿山生态型,具有更强的磷提取能力。3、适宜用量猪粪和鸡粪处理下,粗齿冷水花叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均随生长时期的延长逐渐降低至11周,降低幅度分别为6%7%、7%9%和3%6%,矿山生态型光合色素含量高于非矿山生态型。猪粪处理下两种生态型粗齿冷水花光合色素含量和光合参数与鸡粪处理相比均无显著差异,畜禽粪便种类对粗齿冷水花光合作用影响较小。适宜用量猪粪和鸡粪处理下,随生长时期的延长,粗齿冷水花净光合速率、气孔导度、蒸腾速率分别降低9%3%、34%4%和10%0%,胞间CO浓度呈先升高后降低的趋势,其对有机物质的合成能力逐渐降低。矿山生态型净光合速率、气孔导度、蒸腾速率高于非矿山生态型,胞间CO浓度低于非矿山生态型,光合作用更强。4、施用猪粪和鸡粪显著提高了粗齿冷水花根际和非根际土壤各组分磷含量。猪粪和鸡粪处理下,粗齿冷水花根际土壤HO-Pi、NaHCO-P含量高于非根际土壤,HO-Po、NaOH-Pi含量低于非根际土壤。猪粪处理下,粗齿冷水花根际土壤NaHCO-P和HCl-P含量均显著高于鸡粪处理,分别是鸡粪处理的1.11.96倍和1.47.80倍。矿山生态型根际HO-Pi、NaOH-Pi含量低于非矿山生态型,磷吸收利用能力更强。施用猪粪后,粗齿冷水花根际和非根际土壤酸性磷酸酶、碱性磷酸酶和植酸酶活性均高于鸡粪处理。猪粪和鸡粪处理下,两种生态型粗齿冷水花根际土壤pH、酸性磷酸酶活性、碱性磷酸酶活性、植酸酶活性均高于非根际土壤。猪粪处理下,矿山生态型根际植酸酶活性显著高于非矿山生态型,在鸡粪处理下,其根际酸性磷酸酶活性更高。矿山生态型根际更高的磷酸酶活性提高了土壤中磷的有效性,促进了植物对磷的吸收积累。

关键词：猪粪鸡粪磷积累粗齿冷水花植物磷组分土壤磷组分土壤磷酸酶