杨桃(Averrhoa carambola)用于修复中度镉污染土壤的潜力研究

摘要

土壤镉（cadmium，Cd）污染导致的生态风险和食品安全问题已经在世界各国引起了广泛的关注。在过去的二十年，植物修复技术被认为是最具有发展潜力的治理土壤重金属污染的方法之一。但是，由于缺乏理想的植物材料，该技术的发展受到了很大的限制，特别是在热带及亚热带地区。
　　 杨桃是目前在热带及亚热带地区发现的仅有的几种具有很强Cd富集能力的植物之一。我们的前期研究已经表明，这种大生物量的木本植物对轻度Cd污染土壤有很强的修复能力。但是，我们并不清楚它能否被用来修复中度Cd污染土壤（特别是重金属复合污染下的中度Cd污染）。
　　 本研究通过盆栽实验和田间试验初步评估了杨桃用于修复中度Cd污染土壤的潜力。主要结果如下：
　　 1.在盆栽实验中，杨桃在总Cd含量为6.13 mg kg-1的重金属复合污染土壤中生长2年后，地上部的生物量能达到650 g pot-1，去除Cd的量达到13.7 mgpot-1，年均去除Cd的百分率达到7.46％。与对照相比，施用尿素（250 mmol kg-1soil）、黄腐酸（1kg-1 soil）、吲哚乙酸（10 mmol pot-1）可以显著地（P<0.05）将杨桃年均去除Cd的百分率提高到13.9％、11.5％、10.9％。另一方面，杨桃生长2年以后在添加尿素（250 mmol kg-1 soil）的情况下其地上部对Pb和Zn的去除量最高，达到135、295 mg pot-1，相应地Pb和Zn的年去除率为1.16、3.61％。此外，与种植杨桃前的土壤相比，种植杨桃后的土壤重金属浓度（包括总的和DTPA可提取态的）、pH以及Ec都显著（P<0.05）降低。
　　 2.在田间试验中，杨桃茎、枝、叶等部位的生物量以及去除Cd的量都是随着种植密度的增大和种植时间的延长而逐渐升高的。当种植密度为30株每平方米时，杨桃树苗在种植2年以后其茎、枝、叶等部位的生物量分别能达到25.3、11.8、4.23 t ha-1，去除Cd的量分别能达到410、189、69.4 g ha-1，地上部去除Cd的量合计为669 g ha-1，去除Cd的百分率达到4.42％。另一方面，杨桃去除Cd的效率在种植后的第一和第三个半年上升较快，因此，种植半年或一年半后是收获杨桃地上部以获得较高的Cd去除率的比较适宜的时间。此外，当种植密度为30株每平方米时，杨桃树苗在种植2年以后其地上部对Cu、Pb和Zn的去除量最高能达到669、4089、8372 g ha-1，相应地Cu、Pb和Zn的去除率为0.31、0.09、0.15％。与种植杨桃前的土壤相比，种植杨桃后的土壤的DTPA可提取态Cd浓度以及Ec都显著P<0.05）降低。
　　 综上所述，本研究的结果初步表明，杨桃具有用于修复中度Cd污染土壤（包括重金属复合污染下的中度Cd污染）的潜力，并且可以通过添加尿素、黄腐酸、吲哚乙酸或增大种植密度等措施进一步提高杨桃修复中度Cd污染土壤的效率。

目录

文摘

英文文摘

资金项目

第1章 前言

1.1 土壤镉(cadmium,Cd)污染的主要来源

1.2 Cd污染土壤的界定

1.3 土壤Cd污染的植物修复研究现状

1.3.1 植物修复技术的起源

1.3.2 植物修复效率与修复周期

1.3.3 不同种类植物对Cd污染土壤的修复效率：盆栽试验与田间试验

1.3.4 螯合剂诱导的植物修复

1.3.5 进一步提高植物修复效率的主要途径

1.4 本研究的提出

第2章 材料与方法

2.1 盆栽试验

2.1.1 供试植物

2.1.2 供试土壤与土壤前处理

2.1.3 试验设计

2.1.4 取样及分析

2.2 田间试验

2.2.1 试验地点概况

2.2.2 供试植物

2.2.3 田间小区试验设计

2.2.4 取样及分析

2.3 化学分析

2.3.1 土壤基本性质分析

2.2.2 重金属分析

2.4 数据统计分析

第3章 结果与讨论

3.1 盆栽试验

3.1.1 种植杨桃前土壤的基本理化性质

3.1.2 杨桃的生K情况与生物量

3.1.3 杨桃对Cd等重金属的富集

3.1.4 杨桃对Cd等重金属的去除能力

3.1.5 种植杨桃后土壤的基本理化性质的变化

3.2 田间试验

3.2.1 种植杨桃前各试验区组土壤的基本理化性质

3.2.2 不同种植密度对杨桃生物量的影响

3.2.3 不同种植密度对杨桃吸收Cd等重金属的影响

3.2.4 不同种植密度对杨桃去除Cd等重金属的总量的影响

3.2.5 不同种植密度对杨桃去除Cd等重金属的效率的影响

3.2.6 不同种植密度杨桃对种植后土壤主要理化性质的影响

第4章 结论与展望

4.1 本研究的主要结论

4.2 研究展望

主要参考文献

在站情况说明

附件

致 谢