根系分泌物对苔草铁膜形成及铅胁迫下对根际环境的影响-环境科学专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 本研究受 国家自然科学基金项目 资 助 ACKNOWLEDGEMENTS The present reseach was financed by National Natural Science Foundation of China. Grant Number:摘 摘 要 摘 要 根际是影响其根系生长最为活跃的部分。在重金属胁迫下，根际区域植物 根系分泌物、土壤理化性质、土壤生态环境（土壤微生物、土壤酶）均会受到 不同程度的影响。 本文以鄱阳湖南矶山湿地苔草(Carex cinerascens)为研究对象，通过水培与土 培实验，研究了苔草根系分泌物组成成分及低分子有机酸对苔草铁膜形成与解 吸的影响；探讨了苔草在重金属铅胁迫下，苔草分泌物有机酸的分泌情况及其 对重金属铅的生物有效性的影响和植物根际与非根际土壤生态环境的变化。得 出以下结论： （1）采用 HPLC 和 GC-MS 测得草酸为主要的低分子有机酸，苔草分泌物 组成为：脂类、烷烃类，分别占总分泌物的 59.44 %和 14.86 %； （2）在铅胁迫作用下，经高效液相测得草酸、苹果酸、柠檬酸为苔草分泌 的低分子有机酸。三种酸的总含量均随着外源铅浓度的增加而升高，但草酸、 苹果酸所占总酸的比例增加，柠檬酸下降； （3）草酸、柠檬酸、苹果酸对苔草形成铁膜均存在抑制作用，抑制作用顺 序为：柠檬酸草酸苹果酸，小于 0.05 g 根系干质量/ml 分泌物体积的根系分泌 物促进苔草铁膜的形成，大于 0.25 g 根系干质量/ml 分泌物体积的浓度抑制。有 机酸及根系分泌物对苔草形成铁膜均具有解吸作用，且解吸作用顺序为：酸浓 度为 5 umol/l，根系分泌物为 0.005 g 根系干质量/ml 分泌物体积时，草酸＞柠檬 酸＞苹果酸根系分泌物。酸浓度为 20 umol/l，根系分泌物为 0.05 g 根系干质量 /ml 分泌物体积时，柠檬酸＞草酸＞苹果酸根系分泌物。酸浓度为 100 umol/l， 根系分泌物为 0.25 g 根系干质量/ml 分泌物体积时，柠檬酸＞苹果酸＞草酸根 系分泌物； （4）根际袋实验结果表明，随着外源铅浓度的增大，苔草根际和非根际土 壤的水分含量、电导率、有机质呈持续上升趋势，pH 逐渐下降。根际土壤电导 率高于非根际，而根际土壤 pH、有机质、水分含量均比非根际土低。根际土壤 中铅的酸可提取态、可氧化态、可还原态明显增加，残渣态明显减小。与对照 组相比，苔草对铅的富集系数降低。 苔草地下部分铅含量与土壤中铅含量比例呈上升的趋势，植物地上部分铅 I 含量与土壤中铅含量比例呈下降的趋势； （5）外源铅对苔草根际和非根际土壤中的过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶的活 性影响存在差异。根际和非根际蔗糖酶和过氧化氢酶活性随外源铅浓度的增加 均表现出先上升后下降的趋势，脲酶呈持续下降趋势。三种酶在根际土壤中的 活性普遍高于非根际土； （6）外源铅存在下，苔草根际和非根际土壤中细菌数量存在较大的不同， 低浓度（100 mg/kg 土）铅，土壤中细菌数量增加，高浓度（1000 mg/kg 土） 铅，细菌的数量降低，并逐渐与对照持平横。铅对根际和非根际土壤中放线菌 数量的影响存在较大差异，其数量随外源铅的增加而呈持续下降趋势。土壤真 菌数量受铅的影响与放线菌相似。 关键词：根系分泌物；铅胁迫；根际和非根际；土壤酶；土壤微生物； II AB ABSTRACT ABSTRACT Rhizosphere is a special ecological environment. It is a micro-domain soil,where the plant root grows and acts. Under heavy metal stress, plant root exudates, soil properties, soil ecological environment (soil microorganisms, enzymes) are impacted. In this paper, Carex cinerascens from Poyang Lake was studied based on different concentrations of Lead with pot experiment. Organic acids is effecton on Carexi iron. The results showed in the following: Used GC-MS, the main root exudates of Carex cinerascens are lipids and hydrocarb