模拟酸雨对喜旱莲子草及莲子草生长和土壤环境的影响

来源 :安徽农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bailiyue
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
植物入侵对中国生态系统和生物多样性造成严重威胁,随着全球气候变化推进,酸雨现象频发,被认为是全球三大生态环境灾害之一,我国已经成为继欧洲、北美之后第3个主要的酸雨污染地。酸雨及其酸性物质的沉积对植物入侵的影响是复杂多变的,因此,研究入侵植物在酸雨胁迫下的生态适应能力和耐受力,以此了解在酸雨发生地植物的入侵机制,对酸雨发生地入侵植物的管理具有重要的意义。本试验以入侵植物喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb)和同属土著植物莲子草(Alternanthera sessilis(L.)DC)为研究对象,于室内开展盆栽控制试验,探究不同p H值(p H 2.5、p H 3.5、p H 4.5、p H 5.6和p H 7.0)模拟酸雨处理下植物的生长生理指标、土壤理化性质、土壤微生物指标的变化。(1)通过研究模拟酸雨对喜旱莲子草与莲子草生长及生理指标的影响,结果表明:酸雨胁迫会抑制喜旱莲子草与莲子草的正常生长发育,与对照(p H 7.0)相比,在模拟酸雨(p H≤3.5)处理下喜旱莲子草的地上生物量、叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和净光合速率含量受到显著抑制,最大降幅分别为25.4%、14.0%、7.8%、11.8%和44.3%,模拟酸雨(p H 2.5)处理下,喜旱莲子草叶片的丙二醛(MDA)含量显著增加28.4%,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别显著下降16.0%、16.5%和23.5%;在模拟酸雨(p H≤5.6)处理下,莲子草的株高、地上生物量、叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量和净光合速率受到显著抑制,最大降幅达25.2%、33.2%、40.5%、31.3%、39.1%和54.1%,在模拟酸雨(p H≤4.5)处理下,莲子草MDA含量显著增加,最大增幅达29.8%,SOD、POD和CAT活性受到抑制,最大降幅达19.0%、28.4%和20.4%。研究结果表明喜旱莲子草与莲子草均具有抗酸性,但喜旱莲子草抵抗酸雨能力强于莲子草。(2)通过研究模拟酸雨对喜旱莲子草与莲子草土壤理化性质的影响,结果表明:酸雨会导致喜旱莲子草与莲子草的土壤酸化,提高土壤电导率(EC),喜旱莲子草土壤对酸雨的缓冲能力大于莲子草。与对照相比,喜旱莲子草土壤交换性Mg2+、K+和有机质(OM)在模拟酸雨(p H≤3.5)处理下流失,最大降幅达34.3%和20.7%,Ca2+、铵态氮(AN)和有效磷(AP)含量在模拟酸雨(p H 2.5)处理下显著下降7.4%、10.5%和10.4%,全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量未受酸雨显著影响;莲子草土壤交换性Ca2+和铵态氮含量在模拟酸雨(p H≤4.5)处理下显著降低,最大降幅分别大8.8%和26.2%,交换性K+、有机质、全钾和有效磷含量在模拟酸雨(p H≤3.5)处理下显著降低,最大降幅分别达达23.9%,交换性Mg2+与Na+含量在模拟酸雨(p H≤5.6)处理下显著降低,最大降幅达32.7%和10.8%。由此说明酸雨可以导致土壤养分的流失,喜旱莲子草土壤养分流失幅度小于莲子草土壤。(3)通过研究模拟酸雨对喜旱莲子草与莲子草土壤微生物群落的影响,结果表明:模拟酸雨提高了喜旱莲子草与莲子草土壤真菌和细菌的多样性指数,与对照相比,模拟酸雨(p H 2.5)处理下,喜旱莲子草细菌群落Chao1、ACE和Shannon指数分别显著提高6.8%、8.8%和5.5%,Simpson指数显著降低30.2%,真菌群落Chao1、ACE和Shannon指数显著提高18.0%、17.0%和14.8%,Simpson指数显著降低27.9%;莲子草细菌菌群丰富度指数(Chao1和ACE)与多样性指数(Shannon和Shannon)未受酸雨的显著影响,真菌菌群Chao1、ACE、Shannon指数在模拟酸雨(p H 2.5)处理下分别显著增加14.5%、12.4%、30.4%,Simpson指数显著降低37.3%;p H 2.5模拟酸雨下显著改变了喜旱莲子草与莲子草细菌与真菌群落,冗余分析结果显示土壤电导率与TP为主导细菌群落变化的主要因子,AP、OM、EC、土壤p H为主导真菌群落变化的主要因子。综上,推测酸雨对喜旱莲子草的伤害阈值在p H2.5~3.5之间,对莲子草的伤害阈值p H4.5~5.6之间;相比于莲子草,酸雨胁迫下喜旱莲子草可以更好地保持土壤养分含量,增加土壤微生物多样性,改变微生物结构来提高喜旱莲子草的抗酸性,本研究结果可以为研究酸雨条件下外来植物入侵机制提供理论基础。
其他文献
拔节期是冬小麦低温冻害高发期,也是低温危害影响的敏感期,低温大风的协同作用将进一步增加冻害的严重程度,影响冬小麦的安全生产。本文以安徽淮北麦区主推的四种半冬性小麦(皖麦、淮麦、涡麦、良星)为研究对象,设置2.0m/s、4.5m/s、6.5m/s、8.5m/s等四种风速处理,每一种风速设置3h、6h、12h等3个处理,采用盆栽的方式,研究在0℃环境中,风寒对冬小麦叶片温度的影响,并同步监测小麦叶片的
学位
霜冻是影响冬小麦生产的主要农业气象灾害之一。为了提高冬小麦霜冻影响下的监测精度和准确性,利用高光谱遥感对植株生理生化参数进行监测。本研究以拔节期冬小麦为研究对象,进行了模拟霜冻实验。实验于2021年在安徽农业大学农萃园和气象学实验室进行,选取江淮地区冬小麦五个主推种植品种:徐农029(A1)、伟隆169(A2)、皖垦869(A3)、恒进麦8号(A4)、徐麦35号(A5),设置三个胁迫温度处理,分别
学位
<正> 本发明以特定方法制造的油酸作为原料,制造聚甘油油酸酯,得到色淡、无气味、稳定性良好的聚甘油油酸酯。本发明使用的油酸的制备方法:(1)把含油酸的脂肪酸混合物和尿素溶解于有机溶剂
期刊
草甘膦(GP)是世界上应用最广泛的除草剂,在水环境中普遍被检出,其在水环境中的残留可能会危害非靶标水生生物,严重威胁水生生态系统健康。同时,由于大量不合理地使用含磷洗涤剂和化肥,导致大量磷酸盐进入水环境系统,加速了水体的富营养化过程,对水体造成严重的污染。因此,从水环境中去除GP和磷酸盐对人类健康和环境可持续性具有重要意义。金属有机框架材料(MOFs)是环境修复中最有吸引力的材料之一,但多数MOF
学位
同时高效去除放射性阳离子和阴离子是核废料修复和环境保护的一个重要的和具有挑战性的研究。在放射性废物中,235铀(235U)作为当前核能的主要来源而普遍存在。235U通常以UO22+的形式存在于环境中,其放射性和毒性会对生态环境和人类生存构成严重威胁。U(VI)的裂变会产生较长半衰期的99Tc,会极大地干扰乏燃料循环过程中铀的提取,99Tc具有较强的放射性和流动性,因此高锝酸盐(99Tc O4-)的
学位
三唑酮类杀菌剂被广泛应用于农业生产的同时,其农药残留造成了严重的生态环境污染问题。微生物修复技术是实现产地绿色修复的重要途径,固定化微生物技术可以解决传统微生物修复技术有效浓度低、环境竞争力弱、抗毒性污染能力差等不足,近年来受到研究学者的广泛关注。本文以课题组前期通过富集培养法对肠道菌群进行分离纯化筛选出的三唑酮降解菌Stenotrophomonas maltophilia(命名为SM3)作为固定
学位
砷(As)和镉(Cd)是两种对人体有着强烈毒害作用的重金属元素,常共存于矿区周边土壤。随着地表径流和地下渗流,这些有毒物质进入农田生态系统,威胁着农业安全生产和人体健康。水稻是我国乃至亚洲地区重要的粮食作物之一,因为先淹水后排水的种植方式以及独特的生理特性而更容易富集As和Cd,稻米中As、Cd污染问题也引起人们的广泛关注。作为植物生长的必需元素,硫(S)也影响土壤中As、Cd迁移转化。稻田硫肥的
学位
染料废水的安全、高效处理已成为印染、纺织等工业发展面临的主要问题之一。近年来,以硫酸根自由基为基础的高级氧化技术(SR-AOPs)在难降解有机污染物治理方面受到广泛关注。钴基催化剂被认为是活化过一硫酸氢盐(PMS)最高效的催化剂,但是泄漏的钴离子易对人体健康产生风险,限制了其应用。而碳-金属限域催化剂通过将金属颗粒限制在碳材料构成的空间内部,可有效抑制金属离子浸出的问题。本论文分别通过自组装法和硬
学位
本文优化了植物螯合肽的提取方法,研究刚毛藻植物螯合肽对铅胁迫的亚细胞响应,研究了不同Pb2+胁迫浓度(0、0.5、1.0、2.5、5.0、7.5、10.0mg/L)下Pb2+在刚毛藻植物螯合肽中的分布。探讨了刚毛藻中非蛋白质态巯基总量(NPT),谷胱甘肽(GSH),植物螯合肽(PCs)对Pb2+的吸收情况,分析了Pb2+在刚毛藻植物螯合肽中的吸收浓度及在刚毛藻Pb吸收中的占比。通过FTIR并拟合出
学位
随着社会的高速发展,抗生素的大量使用以及滥用的情况已经越来越普遍。自然水体环境中常检测到超过安全浓度范围的抗生素存在,由于抗生素不易被完全吸收且在水中具有难降解的性质,会导致水体中抗生素的不断积累。抗生素通过食物链进入人体后会对肾脏、造血系统造成损伤,甚至产生致癌、致畸等效应,威胁人类生命健康安全。吸附法因其成本低廉、高效稳定、无毒无害副产物等优点而被广泛应用。金属有机框架(MOFs)因其具有高比
学位