有机肥对Pb、Cd污染下马铃薯生长以及各器官Pb、Cd累积的影响

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tonyyang
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因我国现代化和工业化快速发展,促使部分粮田被以Pb、Cd为首的重金属污染,且随着经济加速的发展其情况日益严重。目前最受欢迎的技术就是植物修复和添加改良剂相结合治理土壤重金属污染,主要是因成本低,且治理过程中不会破坏土壤性能,对治理土壤不会造成二次污染。本研究以马铃薯(potato)、液体有机肥(Liquid organic fertilizer)为试验材料,采用土培盆栽试验。试验在单因素Pb污染、单因素Cd污染、Pb、Cd复合污染三种模式下,施加液体有机肥,研究在液体有机肥不同浓度下,马铃薯生长环境的改善情况,生长状况的变化情况,光合色素以及抗氧化系统的变化情况,以及对马铃薯各器官Pb、Cd的吸收量的影响,为在Pb、Cd污染的土壤中,利用添加改良剂(有机肥)改善马铃薯生长环境,安全生产马铃薯和扩大马铃薯生产范围提供研究思路。具体研究结果如下:1.Pb、Cd污染下,液体有机肥对马铃薯单株产量、干物质累积以及叶面积的影响。具体如下:各处理中的单株产量均随有机肥浓度的升高而增加。当液体有机肥达到最高浓度时,各处理相对其对应未施加有机肥处理组,单株产量分别提高26.4%、90.6%、36.4%。液体有机肥作用下,各处理的马铃薯干物质累积量相对其对应未施加有机肥处理均有提高:块茎成熟期时,单因素Pb污染提高56.72%、单因素Cd污染提高85.39%、Pb、Cd复合污染提高5.46%。Pb、Cd污染下,液体有机肥对马铃薯叶面积有明显的缓解作用,并且单因素Cd污染下的叶面积变化最明显。块茎成熟期,液体有机肥从低浓度到高浓度叶面积提升范围依次是:单因素Pb污染3.54%~15.74%、单因素Cd污染42.76%~128.99%、Pb、 Cd复合污染0.54%~24.23%。2.Pb、Cd污染下,液体有机肥对马铃薯叶绿素及叶片抗氧化系统的酶活性影响是,它们均随液体有机肥浓度的增加而增大。具体如下:液体有机肥作用下,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量大小变化一致:单因素Pb污染>Pb、Cd污染>单因素Cd污染。液体有机肥对单因素Cd污染的马铃薯叶绿素提升率最大,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素分别为37.26%、54.45%、34.32%;单因素Cd处理下叶绿素a/b比值波动最大,其次是Pb、Cd复合污染,最后是单因素Pb污染,说明叶绿素对Cd较Pb敏感。抗氧化系统中的SOD酶、POD、CAT活性均随液体有机肥浓度的增大而增大,并且在块茎膨大期均出现生物学上的“酶活性高峰”。液体有机肥作用下,SOD酶、POD、CAT活性提升率最大的处理组分别是:单因素Cd污染是131.9%、单因素Cd污染是58.09%、单因素Pb污染是127.29%。3.Pb、Cd污染下,液体有机肥对马铃薯土壤根际酶活性变化如下:脲酶、蔗糖酶以及过氧化氢酶活性均随液体有机肥浓度的增加而增大,液体有机肥对脲酶和过氧化氢酶酶活性提升率很低,变化范围很窄,蔗糖酶活性提升率高,变化范围大。液体有机肥作用下,脲酶、蔗糖酶以及过氧化氢酶活性提升率最高的处理分别是:单因素Pb污染是13.43%、单因素Cd污染147.71%、单因素Cd污染22.39%。4.Pb、Cd污染下,液体有机肥对马铃薯各器官Pb、Cd吸收量的影响,具体如下:液体有机肥作用下,马铃薯各器官吸收的Pb、Cd基本上都积累在根、茎、叶中,其吸收量的顺序是:根>茎、叶>块茎。实验中马铃薯各器官之间的相关性分析发现:马铃薯块茎中Pb的含量与其根、茎、叶中Pb含量呈极显著相关,块茎中Cd的含量与其根、茎、叶中Cd含量呈显著相关。5.Pb、Cd污染下,液体有机肥对马铃薯富集系数和转运系数的影响如下:富集系数随液体有机肥浓度的增大而减小,随生育期延长而增大。Pb污染下,转运系数的变化是叶>茎>块茎;Cd污染下,转运系数的变化是茎>叶>块茎。试验结果表明,Pb、Cd污染下施加液体有机肥能改善土壤环境包括土壤酶活性的提高,土壤根际Pb、Cd含量的减少;同时也能保证马铃薯的正常生长,降低马铃薯各器官中Pb、Cd吸收量:Pb、Cd污染下,液体有机肥能促进马铃薯叶片中SOD、 POD、CAT活性增强、叶绿素含量提高,以及降低马铃薯根、茎、叶和块茎中Pb、 Cd吸收量。
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