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蜈蚣草的种植密度及其收获物的焚烧处理研究

蜈蚣草的种植密度及其收获物的焚烧处理研究

作者：聂灿军华中农业大学

学位级别：硕士

伴随着世界经济、文化及生产技术的快速发展，人民生活水平的迅速提高，环境问题越来越成为大家关注的焦点。而植物修复是一种新兴的极具潜力并可广泛应用到土壤、水体及大气污染的环境治理技术。紧随植物修复技术深入研究，植物修复辅... 详细信息

伴随着世界经济、文化及生产技术的快速发展，人民生活水平的迅速提高，环境问题越来越成为大家关注的焦点。而植物修复是一种新兴的极具潜力并可广泛应用到土壤、水体及大气污染的环境治理技术。紧随植物修复技术深入研究，植物修复辅助措施成为该技术进入实际修复应用的必要条件。本文通过综述了目前国内外重金属污染土壤的植物修复辅助措施的研究进展，并对砷超富集植物在砷污染土壤修复过程中的密度辅助措施与砷超富集植物收获物后续处理的焚烧条件、焚烧机理进行了探索研究。 (1)在10cm×10cm、20cm×20cm、10cm×40cm与40cm×40cm 4个种植密度下，利用蜈蚣草对砷污染土壤进行了2年的田间实际修复，得出如下结论：蜈蚣草是一种适宜于密植的草本植物，具有通过提高栽培密度来提高其地上部生物产量的潜力;同时蜈蚣草密植有利于促使其吸收的砷向地上部富集，从而有利于进一步提高其对砷污染土壤的修复能力;综合考虑修复过程中的收获方式、经济成本与可操作性，在4个密度处理中密度20cm×20cm为蜈蚣草的最佳栽培密度。 (2)植物的焚烧热解是一个复杂的过程，热解条件的选择将决定试验结果的准确和充分反映样品热解的信息。本文探索研究了砷超富集植物TG-DTA分析中升温速率、热解气氛与停留时间三个热分析条件参数对其热解特征的影响，得出如下结论：在10℃／min、25℃／min、50℃／min和100℃／min 4个升温速率中，25℃／min升温速率的热分解曲线特征明显，热解集中，所需时间适中，为试验的最佳升温速率;空气与氮气两个气氛条件对砷超富集植物的热解影响明显，与氮气气氛相比，空气气氛显著促进砷超富集植物的热解，释放出更多的热量，分解更加完全，热分解特征曲线更明显，为试验适宜选择的热解气氛条件;而试验中不同停留时间处理对少量砷超富集植物样品的热解特征的影响并不明显;因此在砷超富集植物的热分析研究中宜采用25℃／min升温速率、空气气氛与连续升温的试验条件。 (3)在砷超富集植物焚烧处理前将样品在60℃条件下干燥24小时可以很好的使样品减重并减少样品直接焚烧过程中砷的损失量。砷超富集植物在马弗炉中的焚烧试验，焚烧温度设定为100、200、300、400、500、600、700和800℃共8个处理。随着焚烧温度处理由100℃上升到800℃，样品重量减少比例由3.1％上升到92.5％;同时砷的损失也增加明显，由2.6％上升到23.9％。表明砷超富集植物的直

关键词：植物修复重金属砷蜈蚣草焚烧热解热差分析

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蜈蚣草组织培养与自然播种繁殖的比较研究

北方园艺 2013年第5期 91-93页

作者：孙静贤高云涛张继王忠诚杨红梅杜刚民族药资源化学国家民委-教育部重点实验室云南昆明650500

以蜈蚣草(Pteris vittata L.)孢子为外植体,研究了蜈蚣草无性系快繁体系技术,比较分析了蜈蚣草组织培养和自然播种繁殖的效果。结果表明:蜈蚣草孢子萌发条件并不苛刻,无论在培养基中,还是普通基质中都能萌发,且萌发率都在90%以上,分化... 详细信息

以蜈蚣草(Pteris vittata L.)孢子为外植体,研究了蜈蚣草无性系快繁体系技术,比较分析了蜈蚣草组织培养和自然播种繁殖的效果。结果表明:蜈蚣草孢子萌发条件并不苛刻,无论在培养基中,还是普通基质中都能萌发,且萌发率都在90%以上,分化率也较高。故而,可以创造适合孢子萌发的人工条件,通过自然播种,低成本地获得大量蜈蚣草种苗;同时可以通过组织培养快速繁殖优良的蜈蚣草株系,并在相对干净的背景下研究微生物与蜈蚣草对砷吸收的相互作用。

关键词：蜈蚣草孢子组织培养自然插种比较

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砷、钙对蜈蚣草中金属元素吸收和转运的影响

生态学报 2003年第8期23卷 1477-1487页

作者：肖细元廖晓勇陈同斌张杨珠中国科学院地理科学与资源研究所环境修复室北京100101 湖南农业大学农业资源系长沙410128

蜈蚣草是砷的超富集植物和钙质土壤的指示植物。本试验在砂培条件下 ,研究砷、钙对蜈蚣草吸收和转运必需金属元素 K、Mg、Mn、Fe、Zn和 Cu的影响。结果表明 ,提高营养液中的砷浓度显著降低根部 Mg和 Zn的吸收 ,但对根部其它元素的浓度... 详细信息

蜈蚣草是砷的超富集植物和钙质土壤的指示植物。本试验在砂培条件下 ,研究砷、钙对蜈蚣草吸收和转运必需金属元素 K、Mg、Mn、Fe、Zn和 Cu的影响。结果表明 ,提高营养液中的砷浓度显著降低根部 Mg和 Zn的吸收 ,但对根部其它元素的浓度没有明显影响 ;叶柄中的 Mn和地上部的 Fe浓度因介质中添加砷而显著减少 ,其它元素在地上部的分布不受抑制。添加砷限制 Fe从地下部向地上部转运 ,但促进其从叶柄向羽叶中运输 ;另外 ,还显著促进 Mn由叶柄向羽叶和 Zn由根向羽叶的转运。提高钙处理浓度对蜈蚣草吸收 Fe、Zn、Cu无显著影响 ,但显著限制 K、Mg和 Mn的吸收。 Mn是研究的 6种金属元素中惟一一种明显向地上部转运富集的元素。从根部到羽叶中 ,金属元素间的相关性增强 ,在根部 Ca与各种金属元素都无相关性 ;叶柄中 Ca和 Fe浓度呈极显著正相关 ;在羽叶中 ,Ca与 K、Mg、Mn和 Zn浓度呈显著负相关。

关键词：超富集植物蜈蚣草砷钙金属元素吸收转运

螯合剂添加对蜈蚣草修复砷污染土壤效果的影响分析

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环境工程 2021年第3期39卷 204-209,119页

作者：邱亚群李益华彭佩钦李二平余振华湖南省环境保护科学研究院水污染控制技术湖南省重点实验室长沙410004 中南林业科技大学环境科学与工程学院长沙410004 常德市环境保护局湖南常德415000

用盆栽试验的方法,研究了3种可生物降解螯合剂谷氨酸二乙酸四钠(GLDA)、甲基甘氨酸二乙酸(MGDA)、乙二胺二琥珀酸(EDDS)和1种传统螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA),在不同浓度(0,1.25,2.50,5.00,10.00 mmol/kg)下对蜈蚣草吸收土壤中As的影响。... 详细信息

用盆栽试验的方法,研究了3种可生物降解螯合剂谷氨酸二乙酸四钠(GLDA)、甲基甘氨酸二乙酸(MGDA)、乙二胺二琥珀酸(EDDS)和1种传统螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA),在不同浓度(0,1.25,2.50,5.00,10.00 mmol/kg)下对蜈蚣草吸收土壤中As的影响。研究表明:4种螯合剂在1.25 mmol/kg时均能显著提高蜈蚣草生物量。EDDS在10 mmol/kg时根际土壤生物有效态As的含量最高,较空白组CK提高了69.2%。GLDA在10.00 mmol/kg时根际土壤As较原土壤降低了28.84%。浓度为5.00 mmol/kg的EDDS处理的蜈蚣草对As的富集系数BCF最高,为7.99,是CK的1.70倍。综合蜈蚣草生物量和对As的BCF值来看,5.00 mmol/kg MGDA地上部分对As积累量最大,其值为2648.65μg/pot,较CK提高了65.92%。已被广泛应用于修复土壤Cd和Zn领域的新型螯合剂GLDA和MGDA在修复土壤As污染同样具有明显的潜力。

关键词：蜈蚣草螯合剂土壤修复砷植物富集

玉米套作蜈蚣草修复砷污染农田土壤的效应研究

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农业环境科学学报 2017年第1期36卷 101-107页

作者：邱丹杜芮萍孟德凯顾明华何冰韦燕燕王学礼广西大学农学院南宁530004 广西农业环境与农产品安全重点实验室培育基地南宁530000

为探明作物-超富集植物套作模式对修复砷污染土壤的效应,采用盆栽实验,探讨了玉米(Zea mays L.)与蜈蚣草(Pteris vittata L.)开放性套作、限制性套作和单作模式对植物生长及As吸收累积的影响。结果表明:和单作相比,开放性套作和限制性... 详细信息

为探明作物-超富集植物套作模式对修复砷污染土壤的效应,采用盆栽实验,探讨了玉米(Zea mays L.)与蜈蚣草(Pteris vittata L.)开放性套作、限制性套作和单作模式对植物生长及As吸收累积的影响。结果表明:和单作相比,开放性套作和限制性套作模式下蜈蚣草生物量显著提高,其地上部分别提高了55.7%和43.9%,但玉米生物量没有显著差异;三种处理间除根无显著差异外,玉米茎、叶和籽粒中As含量均呈单作>限制性套作≈开放性套作。和单作相比,开放性套作和限制性套作显著降低了玉米茎、叶、籽粒中As含量,茎中分别降低了35.2%和31.9%,叶片中分别降低了21.9%和18.6%,籽粒中分别降低了24.2%和12.1%;和单作相比,限制性套作对蜈蚣草根部砷含量影响不明显,但显著提高了蜈蚣草地上部砷含量,提高幅度达11.3%;开放性套作同时显著提高了蜈蚣草根和地上部砷含量,分别提高了32.4%和17.9%。开放性套作显著降低了玉米和蜈蚣草根际土有效态As含量,分别降低了9.3%和15.4%;限制性套作显著降低了玉米根际土有效态As含量,降低了9.1%,但对蜈蚣草有效态砷含量影响不显著。玉米与蜈蚣草套作抑制了玉米体内As的累积量,同时促进了蜈蚣草的生长及对土壤中砷的吸收累积。这为中轻度砷污染农田的安全利用提供了参考依据。

关键词：套作砷玉米蜈蚣草效应

蕨类植物蜈蚣草在江苏分布的新记录及其传播机制分析

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西北植物学报 2008年第6期28卷 1265-1270页

作者：李新华南京农业大学生命科学学院南京210095

报道了近期在江苏省南京市中华门城墙上发现的蜈蚣草(Pteris vittataL.)天然种群,共计约101株蜈蚣草生长在高大墙体上部的砖缝中及中下部的条石缝隙中,分布面积共约70m2.这些长势良好的蜈蚣草绝大多数都是成年个体,羽片背面都具有线形... 详细信息

报道了近期在江苏省南京市中华门城墙上发现的蜈蚣草(Pteris vittataL.)天然种群,共计约101株蜈蚣草生长在高大墙体上部的砖缝中及中下部的条石缝隙中,分布面积共约70m2.这些长势良好的蜈蚣草绝大多数都是成年个体,羽片背面都具有线形孢子囊群.由于蜈蚣草在江苏省并没有自然生长与分布,并且它的孢子等繁殖体也很难依靠风、水等自然媒介传播至南京中华门城墙这一孤岛"状生境中,而有关历史资料显示,600多年前在修筑包括中华门城墙在内的南京明城墙过程中,所需的城砖分别在江西、安徽、湖北等省烧制,并通过水路运送至南京.综合分析认为,中华门城墙上的蜈蚣草种群可能最初来源于这些城砖运输过程中所携带的蜈蚣草孢子.

关键词：蜈蚣草江苏省新记录中华门城墙南京传播机制

吲哚乙酸和激动素配合施用提高蜈蚣草和龙葵对砷、镉富集的田间试验

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生态环境学报 2021年第6期30卷 1299-1309页

作者：丛超杨宁柯王海娟王宏镔昆明理工大学环境科学与工程学院/云南省土壤固碳与污染控制重点实验室云南昆明650500

植物激素可打破重金属超富集植物的种子休眠、促进发芽和快速生长,从而提高其富集重金属的效率。虽然人工合成的植物生长调节剂在促进超富集植物生长和提高重金属富集方面已取得很多成果,但大多是盆栽试验,大田试验甚少。文章在课题组... 详细信息

植物激素可打破重金属超富集植物的种子休眠、促进发芽和快速生长,从而提高其富集重金属的效率。虽然人工合成的植物生长调节剂在促进超富集植物生长和提高重金属富集方面已取得很多成果,但大多是盆栽试验,大田试验甚少。文章在课题组前期室内盆栽试验筛选出的吲哚乙酸(IAA)和激动素(KT)提高砷(As)超富集植物蜈蚣草(Pteris vittata L.)砷提取效率的最佳配比(IAA꞉KT=25 mg·L^(−1)꞉20 mg·L^(−1))基础上,在云南省个旧市大屯镇重金属污染农田分45个小区、喷施2次激素开展IAA和KT配合施用对As超富集植物蜈蚣草和镉(Cd)超富集植物龙葵(Solanum nigrum L.)超富集As和Cd的影响和机理研究。结果表明,大田条件下IAA和KT配合施用能够促进2种超富集植物快速生长,在含Cd为3.12 mg·kg^(−1)、含砷As 98.7 mg·kg^(−1)的农田土壤上,与未施用植物激素的对照相比,25 mg·L^(−1)IAA和20 mg·L^(−1)KT配合施用后,龙葵和蜈蚣草的株高、鲜物质量、地上部和地下部Cd/As含量、Cd/As转运系数和富集系数均显著增加,且龙葵对Cd、蜈蚣草对As的提取效率最高可分别达7.52%和6.06%。第2次喷施激素后,单加KT和激素配合施用条件下,龙葵和蜈蚣草间作时两种植物叶片过氧化物酶(POD)活性均显著增加。逐步回归分析结果表明,龙葵对As、蜈蚣草对Cd的提取效率均与叶片POD活性成显著正相关。因此,叶片保持较高的POD活性对两种超富集植物对Cd和As的提取具有重要意义。

关键词：蜈蚣草龙葵砷(As) 镉(Cd) 吲哚乙酸激动素植物修复

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砷污染土壤的蜈蚣草修复研究进展

土壤 2007年第3期39卷 341-346页

作者：潘志明邓天龙成都理工大学材料与生物工程学院成都610059

本文评述了As污染土壤的蜈蚣草植物修复及其对As的解毒机制的研究进展,内容着重包括蜈蚣草对As的富集特征,As在蜈蚣草中的赋存形态、迁移及其转化,土壤以及土壤中P、Ca和K等元素对蜈蚣草吸收、转运As的影响等方面。

关键词：蜈蚣草植物修复砷污染土壤

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蜈蚣草总黄酮提取工艺的优选

资源开发与市场 2010年第3期26卷 210-211页

作者：周向军杨宗琪景红艳高义霞天水师范学院生命科学与化学学院甘肃天水741001

采用水浴法提取总黄酮,以蜈蚣草为原料、总黄酮得率为考察指标,通过正交试验研究乙醇浓度、提取时间、提取温度及料液比对提取蜈蚣草总黄酮得率的影响。结果表明,各因素对总黄酮提取率的影响程度为∶乙醇浓度>提取时间>提取温度>料液比... 详细信息

采用水浴法提取总黄酮,以蜈蚣草为原料、总黄酮得率为考察指标,通过正交试验研究乙醇浓度、提取时间、提取温度及料液比对提取蜈蚣草总黄酮得率的影响。结果表明,各因素对总黄酮提取率的影响程度为∶乙醇浓度>提取时间>提取温度>料液比;最佳的提取工艺条件为:乙醇浓度60%,料液比1∶15,提取温度60℃,每次3h,提取3次,在此条件下提取的总黄酮得率为6.15%。

关键词：蜈蚣草总黄酮提取工艺