不同土壤改良剂对铬胁迫下桃树生长和铬积累的影响

摘要

目前，果园土壤的重金属污染现象已日趋严重，铬作为土壤和水体中重要的污染元素之一，对果园的安全绿色生产可能造成威胁。通过改良剂对受污染土壤进行原位修复是降低土壤重金属含量的有效方法之一。本研究以2年生‘鲁星/毛桃’（Prunus persica）为试材，通过两年的盆栽模拟试验，研究改良剂有机肥、黄腐酸钾、生物碳、活性炭和纳米碳对铬胁迫下桃幼树生长、生理生化指标、铬吸收分配，以及土壤酶活性与理化性质的影响，旨在阐明铬对桃幼树的伤害及改良剂对此的缓解机理。主要研究结果如下：
　　1、随着外源Cr胁迫程度的加剧，桃幼树表现出叶绿素含量下降、光合作用减弱、干周增长速度减小、干物质积累量降低的趋势。铬胁迫使桃幼树叶片保护酶活性降低，MDA含量升高。土壤受铬污染后，土壤酶活性受到抑制。高浓度 Cr（150mg/kg）胁迫下土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶分别比对照下降了40.1％、18.9%、43.9%和39.5%。受铬污染土壤会显著增加植株对铬的吸收，污染水平越高，植株体内铬含量越高。桃幼树不同部位铬含量不同，一般表现为细根＞粗根＞主干＞叶片＞新梢，同一部位韧皮部＞木质部。
　　2、有机肥、黄腐酸钾、活性炭作为土壤改良剂对桃幼树铬胁迫的缓解效果试验结果表明：在不同Cr胁迫条件下，施加有机肥可缓解Cr胁迫对桃幼树生长的影响，增大植株生物量；缓解Cr对土壤酶活的抑制作用。通过ICP-Ms测定植株内Cr含量可得，外源Cr胁迫处理下，改良剂有机肥降低植株各部分Cr积累效果显著。重度Cr胁迫水平下，施加有机肥处理比未施改良剂处理桃幼树各部分 Cr含量降低了39.9%~85.3%。黄腐酸钾作为改良剂对缓解铬对桃幼树的胁迫伤害效果不明显。活性炭作为改良剂，在桃幼树受到铬胁迫前期效果显著，与未施加改良剂处理相比增大叶片叶绿素含量及叶片净光合速率，中后期效果逐渐减退。
　　3、生物碳、活性炭和纳米碳三种改良剂对铬胁迫下桃幼树生长及铬积累的影响的试验结果表明：施加改良剂处理能缓解 Cr对土壤酶活的抑制作用，且三种改良剂相比生物碳效果最佳。在中浓度Cr1水平下生物碳处理后脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性分别比未施加改良剂的处理提高65%、49%和53%；在高浓度Cr2水平下脲酶活性为对照的1.65倍。从总体上看，不同改良剂处理对桃幼树总铬的影响达到显著水平(p﹤0.05)。Cr1处理下，生物碳、活性炭和纳米碳处理的桃幼树总铬分别比对照减少了11.5%、36.7%、41.5%；Cr2处理下，生物碳处理减少桃幼树的总铬吸收效果最为显著，与对照相比减少了51.2%。植株三种保护酶CAT、POD、SOD活性在高浓度Cr2处理下均呈现下降趋势。改良剂的添加缓解了Cr胁迫对保护酶活性的抑制作用。不同Cr浓度水平下添加改良剂处理的桃树MDA含量比对照均降低，降低效果为生物碳>活性炭>纳米碳。添加改良剂显著增加了桃幼树新梢生长量和干物质重，在相同 Cr浓度处理下，生物碳处理对增加新梢生长量和提高干物质重效果最好，表现优于活性炭和纳米碳。
　　4、以我国6个桃主产区典型桃园土壤作为研究对象，分析常规施肥和管理水平下桃园土壤的重金属含量水平。结果表明，6个桃主产区的6种重金属Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、Zn都有检出，多因子综合评价指数显示，大部分果园属于清洁果园，云南桃产区重金属污染达警戒水平。各元素单因子污染指数中 Ni污染指数较高，是今后检测和控制的重点。

目录

声明

1前言

1.1重金属铬及其毒害

1.2铬在土壤-植株中的转化

1.3 对铬污染土壤的缓解措施

1.4 改良剂原位修复铬污染土壤

1.5我国果园土壤重金属铬污染现状

1.6有机肥、生物碳等改良剂在农业上的应用及研究进展

1.7 本试验的研究目的及意义

2材料与方法

2.1试验材料与处理

2.2测定项目与方法

2.3数据分析

3结果与分析

3.1有机肥、活性炭、黄腐酸钾对桃幼树铬胁迫缓解效果的研究

3.2生物碳、活性炭、纳米碳对桃幼树铬胁迫缓解效果的研究

3.3我国桃主要产区桃园土壤重金属调查

4讨论

4.1铬胁迫对桃幼树的影响

4.2不同土壤改良剂对桃幼树铬胁迫的缓解作用

4.3桃主要产区土壤重金属调查分析

5结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文情况