论文部分内容阅读
垂序商陆(Phytolacca americana L.)是锰污染土壤的超富集植物，已经开展了较多研究，但针对商陆根际界面环境锰的行为特征及作用机制研究不足。本研究设计盆栽试验，研究锰胁迫与垂序商陆根际土壤—植物系统的相互作用关系，旨在为锰污染环境修复及锰矿业废弃地生态重建提供科学依据，主要结论如下： （1）试验结果表明，中度锰污染有利于商陆的生长，而严重锰污染则会抑制商陆生长，在中度锰污染土壤种植商陆105天后，其生物量（干重）最大，为20.31 g，严重锰污染土壤种植商陆在生长105天后生物量仅为11.06 g。严重锰污染土壤中，商陆根际和非根际土壤Mn浓度差异显著（P<0.05），在商陆生长期（45~75天）非根际土壤Mn浓度大于根际土壤。商陆各器官锰含量差异显著（P<0.05），吸收的锰主要储存于叶片。种植105天后，锰严重污染土壤中商陆叶内Mn含量为346.47 mg/kg，根内Mn含量仅为11.13 mg/kg。Mn形态分析结果表明，高Mn胁迫下商陆根际土壤Mn活性要高于非根际。锰严重污染土壤中，商陆种植105天后其根际土壤中残渣态占20％，而在非根际土壤中占30%。 （2）根际、非根际试验结果表明，商陆可以减轻或延缓Mn污染土壤酸化。中度锰污染土壤和严重锰污染土壤的pH值分别从5.19增大到6.58、4.98增大到到6.81。中度Mn污染土壤Eh最大，氧化性最强，锰离子以氧化难容物的形式沉积，不易被植物吸收，所以生物量最大。严重Mn污染土壤中Eh值随商陆生长期延长逐渐减小，由移栽前的230.86 mv降低到了206 mv，还原性增强，Mn可还原态含量增大。商陆生长吸收了土壤中的养分，根际土壤中N、K、P的含量普遍低于非根际土壤。结果表明严重锰污染土壤种植商陆在生长105天后根际和非根际土壤中K分别降低36.4%和19.0%。对根际界面微生物碳的变化的研究，重锰污染土壤105天后微生物碳含量仅为5.77 mg/kg。微生物碳变化的的趋势为低浓度污染>无污染>中浓度污染>高浓度污染；75天>105天>45天。 （3）根系分泌物分析结果表明，土壤距离根的远近不同，土壤溶液中具体根系分泌物存在差异，但基本类别一致，主要有酯类、烷烃、苯酚、醇类、酸等物质。距根1-2cm的土壤溶液GC-MS图中主峰明显，且能够手动检索出的物质最多，当重金属浓度高及溶液pH成中、酸性时，根系分泌中物质种类会增多，含量增大。