铅胁迫下氮肥形态对日本毛连菜生长及铅累积特性的影响

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土壤重金属的植物修复技术以其具有绿色、廉价和潜在经济效益等优点而受到人们的极大关注,而具有富集能力的植物是重金属污染土壤植物修复技术的基础,通过施肥等农艺措施提高植物的生物量以及积累重金属的能力,是提高修复效率的有效手段之一。本文以日本毛连菜(Picris japonica Thunb.)为供试材料,采用盆栽试验,研究了在Pb胁迫下施加不同形态的氮肥(NH4+-N和NO3--N)对日本毛连菜的生长、生理特性和Pb累积特性的影响。主要研究结果如下:(1)在未施加氮肥时,不同浓度的Pb胁迫下,日本毛连菜均未出现明显的Pb毒害症状。从植物生长发育的指标来看,不同浓度的Pb胁迫下,施用铵态氮肥时,日本毛连菜株高、根长均随施氮量的增加呈先上升后下降的趋势;施用硝态氮肥时,日本毛连菜的株高和干物重随施氮量增加总体呈先升高后降低的趋势。表明在Pb胁迫下,施用适量氮肥有利于日本毛连菜的生长,而施用过量氮肥则对日本毛连菜的生长有一定抑制作用。(2)不同浓度Pb胁迫下,施用铵态氮肥时,土壤中交换态Pb含量,均有随施氮量的增加呈逐渐升高的总体趋势;而施用硝态氮肥时则表现出随施氮量增加而降低的趋势。施用铵态氮肥时,土壤中交换态Pb含量明显高于施用硝态氮肥时。土壤中的碳酸盐结合态、铁锰氧化态、有机结合态和残渣态Pb含量则随施氮量和氮形态的变化较小,无明显的规律性。(3)与对照(ck1、ck2)相比,施用铵态氮肥降低了Pb胁迫下土壤的pH,且随施氮量的增加下降的单位越大,最大降低幅度为1.82个单位。施用硝态氮肥时,土壤pH的整体趋势是较对照处理(ck1、ck2)略有升高,但变化不显著。同一施氮水平和同一浓度的Pb胁迫下,铵态氮处理时土壤pH值均明显低于硝态氮处理。(4)低浓度Pb胁迫下,施用铵态氮肥时,日本毛连菜根、茎、叶各器官的Pb含量总体都随施氮量的增加呈上升的趋势。而硝态氮肥处理下,日本毛连菜根、茎、叶各器官Pb含量表现出的总体趋势均是随施氮量增加而先上升后下降,其中根部和叶部Pb含量以施氮量为100mg/kg时最高。高浓度Pb胁迫下,两种形态氮肥处理对日本毛连菜茎部Pb含量的影响不大;对于日本毛连菜的根和叶,其Pb含量均随施氮量的增加而先上升后下降,当施氮量为400mg/kg时,下降至低于对照(ck2)。铵态氮处理下Pb在日本毛连菜各器官的分配顺序为:根>叶>茎。铵态氮处理时日本毛连菜叶部Pb含量均高于相应处理下茎部Pb含量,且高于同浓度硝态氮处理时叶部Pb含量。与硝态氮肥相比,铵态氮肥更有利于Pb向日本毛连菜叶部转移。(5)低浓度Pb胁迫下,施用铵态氮肥时,随施氮量的增加,日本毛连菜叶绿素含量呈上升趋势。施用硝态氮肥时,当施氮量为50mg/kg时,日本毛连菜叶绿素含量与对照无明显差异,而施氮量>50mg/kg时,植株的叶绿素含量仍呈上升的趋势。在高浓度Pb胁迫下,施用铵态氮肥时,日本毛连菜叶绿素含量呈先升高后降低的趋势,当施氮水平为50mg/kg时最高。施用硝态氮肥时,日本毛连菜的叶绿素含量变化则呈先下降后升高再下降的趋势,在施氮量为100mg/kg时最高。不同浓度Pb胁迫下,施用铵态氮肥时,随施氮量的增加,SOD、POD、CAT三种抗氧化酶活性均是先升高后降低。其中,在高浓度Pb胁迫下,施加两种形态氮肥,日本毛连菜的CAT活性均高于对照(ck1、ck2)。
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