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相似文献
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1.
【目的】施氮可增强磷富集植物的磷积累能力,研究施氮对磷富集植物根际生物化学特性的影响,为解析氮素营养促进磷富集植物修复磷过剩土壤提供科学依据。【方法】以磷富集植物矿山生态型粗齿冷水花(ME)为试验材料,以非矿山生态型(NME)为对照。采用土培盆栽试验,分别设施氮(N) 0和140 mg/kg,施磷(P) 0、400、800、1200 mg/kg,共组成8个氮磷组合处理。分析植株地上部和地下部磷含量,根际和非根际土壤磷组分、酶活性和微生物活性的变化。【结果】1)在高磷处理下,两种生态型粗齿冷水花的生长和磷吸收受到抑制,而施氮提高了两种生态型植株对高磷的耐性,增加了其生物量和磷积累量;相比不施氮,施氮处理下ME地上部生物量和磷积累量最大增幅分别为72.5%和78.7%,NME最大增幅分别为80.1%和125.6%。施氮处理下,ME地上部生物量和磷积累量在施磷800 mg/kg时最大,分别为27.2 g/plant和193.8 mg/plant,且显著高于相同处理下的NME,分别是NME的1.18和1.24倍。2)施氮可提高两种生态型植株根际土壤水溶性磷和NaHCO3提...  相似文献   

2.
  【目的】  适宜施氮可提高磷富集植物对磷过剩土壤的修复效率,研究适宜施氮处理下磷富集植物根际微域土壤磷组分的变化,可为利用磷富集植物提取土壤中过剩的磷提供理论依据。  【方法】  采用多隔层根箱土培试验,以磷富集植物矿山生态型粗齿冷水花为材料,非矿山生态型为对照,设磷处理的P质量浓度为800 mg/kg,氮处理的N质量浓度为0 (CK)和140 mg/kg,分析对比了两种生态型粗齿冷水花磷富集能力及根际微域土壤磷组分与磷酸酶活性的变化。  【结果】  1)适宜施氮量下,两种生态型粗齿冷水花地上部、地下部生物量和磷积累量均显著升高;矿山生态型地上部生物量和磷积累量分别为非矿山生态型的1.28和1.45倍。2)适宜施氮量下,两种生态型根际土壤中H2O-P和NaHCO3-Pi含量均增加;土壤H2O-P和NaHCO3-Pi含量均在距矿山生态型根际4 mm微域内显著高于非根际土壤,分别在距非矿山生态型根际4和2 mm微域内显著高于非根际土壤;土壤NaHCO3-Po和NaOH-Pi、NaOH-Po含量在距两种生态型根际6 mm微域内显著低于非根际土壤;土壤HCl-Pi和HCl-Po和Residual-P含量在根际微域和非根际土壤之间无显著变化。不施氮和适宜施氮量下矿山生态型根际微域NaHCO3-Pi含量均显著低于非矿山生态型,矿山生态型对土壤NaHCO3-Pi的吸收利用能力更强。3)适宜施氮量下,两种生态型粗齿冷水花根际土壤磷酸酶活性均较对照增加,土壤酸性磷酸酶、碱性磷酸酶活性分别在距根际4和2 mm微域内显著高于非根际土壤,植酸酶活性在距根际8 mm微域内显著高于非根际土壤。不施氮和适宜施氮量下,矿山生态型根际微域土壤磷酸酶活性更高。  【结论】  高磷条件下,适宜施氮量 (140 mg/kg)增加了两种生态型粗齿冷水花根际微域土壤磷酸酶活性,且矿山生态型根际土壤磷酸酶活性更高,有利于根际微域土壤中磷由低有效态组分向高有效态组分转化,从而促进了植株的生长和磷素积累。  相似文献   

3.
施氮提高矿山生态型水蓼富集土壤磷能力研究   总被引：4，自引：2，他引：2  
【目的】 适宜施氮可促进植物对磷的积累。本文探讨了施氮对磷富集植物磷积累能力的促进作用,为有效利用植物修复土壤磷过剩、减少磷的面源污染提供依据。 【方法】 以磷富集植物矿山生态型水蓼（Polygonum hydropiper）为研究对象,非矿山生态型水蓼为对照,进行了土培盆栽试验。供试土壤为灰潮土,每盆（6 L）装土6 kg,基施800 mg/kg磷,陈化4周后分别施入处理的施氮量（0、25、50、100、200 mg/kg土）,陈化后土壤有效磷为457 mg/kg。取2.5 kg土装入直径15 cm、高7.5 cm的尼龙纱网根袋（400目,孔径约38 μm）中,置于盆中央,其余3.5 kg土装入盆中。选取三叶一心的水蓼幼苗移栽至根袋中,每盆种2株,按田间持水量的70%确定灌水量,移栽10周后收获,调查水蓼生物量、分析植株磷含量。去掉表层2 cm土壤,采集根袋内、外土壤作根际、非根际土,用于测定土壤有效磷含量。 【结果】 1) 供试施氮量范围内,矿山生态型水蓼地上部生物量、磷含量、磷积累量均在100 mg/kg土施氮量下达到最大,为不施氮处理的4.57、1.33、6.10倍,地上部磷积累量为228 mg/株;矿山生态型地上部磷含量和磷积累量在50、100、200 mg/kg土施氮量下均显著高于非矿山生态型,分别为非矿山生态型的1.14、1.08、1.03倍和1.25、1.11、1.09倍。2) 随施氮量的增加,矿山生态型地下部生物量、磷含量、磷积累量均逐渐增加,但均低于非矿山生态型,地下部磷积累量仅为非矿山生态型的39.5%～84.2%。3) 施氮处理条件下,矿山生态型磷富集系数及转运系数均大于1,在100 mg/kg土施氮量下达最大值,分别为12.5和1.33,明显高于相同施氮处理下非矿山生态型,为非矿山生态型的1.09、1.53倍,这表明矿山型水蓼向上运转磷的能力更强。4) 施氮增加了矿山生态型水蓼根际土壤有效磷含量,在施氮量为50、100、200 mg/kg土 时增长最为明显,且明显高于非根际土壤,更有利于植株对磷的吸收积累。 【结论】 高磷条件下,施氮提高了根际土壤中的有效磷含量,增加了矿山生态型水蓼地上部积累磷的能力,100 mg/kg土施氮量为盆栽试验适宜用量,实际应用中的用量还需进一步试验。   相似文献   

4.
高磷对矿山生态型水蓼磷富集特性的影响   总被引：3，自引：3，他引：0  
采用土培试验,以磷富集植物矿山生态型水蓼为研究对象,研究了高磷条件下（P 800 mg/kg）矿山生态型水蓼4周、 8周、 12周的磷富集特性,为利用矿山生态型水蓼提取土壤或水体中过量的磷, 防治磷的非点源污染提供理论依据。结果表明, 1）高磷处理下,矿山生态型水蓼根干重在4周、 8周、 12周时分别为不施磷处理的4.50、 8.12、 3.17倍;茎干重分别为不施磷处理的6.83、 11.47、 15.14倍;叶干重分别为不施磷处理的5.77、 10.49、 7.11倍。矿山生态型水蓼生物量在12周达到最大,增加幅度明显高于非矿山生态型。2）高磷处理下,矿山生态型水蓼各器官磷含量明显高于不施磷处理,且随着生长期延长逐渐降低。矿山生态型水蓼磷富集系数均大于1,且在高磷处理下高于非矿山生态型。各生长期下,矿山生态型磷迁移率均大于50%,且在高磷处理下分别为不施磷处理的1.21、 1.21、 1.20倍。矿山生态型水蓼地下部与地上部磷积累量在12周时,分别达到 9.76、 105.12 mg/plant, DW,为非矿山生态型的2.29、 3.29倍。 3）矿山生态型水蓼根系酸性磷酸酶活性在8周时达到峰值,在4周和8周时表现为高磷处理大于不施磷处理且显著高于非矿山生态型（P0.05）。而植酸酶活性随生长期延长逐渐降低,在12周时表现为高磷处理大于不施磷处理且高于非矿山生态型。表明在高磷处理下,矿山生态型水蓼对磷具有较强的吸收和积累能力,是一种理想稳定的磷富集材料。  相似文献   

5.
  【目的】  磷富集植物对高磷具有良好的耐性是其应用于植物修复的前提。本研究探讨磷富集植物矿山生态型水蓼根系对高磷的耐受能力,为后期利用其修复环境中的过量磷提供一定的理论依据。  【方法】  采用矿山生态型和非矿山生态型水蓼(ME和NME)进行了水培试验,营养液中设置无机磷2、4、8、16 mmol/L 4个高浓度处理,以正常磷0.5 mmol/L浓度为对照,分析对比了两种生态型水蓼根系对高磷的耐受特征。  【结果】  随着磷浓度的增加,ME地上部和根系生物量和磷积累量均先显著增加后降低,在磷浓度4 mmol/L时出现峰值,而NME则大体呈降低趋势。高磷处理ME地上部和根系生物量分别为NME的1.35～2.56和1.18～1.86倍,除磷浓度16 mmol/L处理外,ME地上部和根系磷积累量分别为NME的1.35～2.58和1.36～1.96倍,磷积累能力更强。ME根系质膜开始受到明显损伤的营养液磷浓度是8 mmol/L,而NME是磷浓度4 mmol/L。随着磷浓度的增加,ME根系中H2O2、MDA和NME根系中的MDA含量均表现为先稳定后显著增加,而NME根系中的H2O2含量则持续增加;两种生态型水蓼根系SOD、POD和CAT活性均先显著增高后降低,分别在磷浓度4和2 mmol/L时显著高于对照。与NME相比,ME根系抗氧化酶活性更高,对H2O2和MDA的清除能力更强。两种生态型水蓼根系亚细胞组分磷含量均表现为可溶部分(含液泡)＞细胞壁＞细胞器。随着磷浓度的增加,两种生态型水蓼各亚细胞组分磷含量均显著增加,且在磷浓度2和4 mmol/L处理下,根系可溶部分(含液泡)磷分配比例明显高于对照,液泡是其磷素储存的重要场所。  【结论】  矿山生态型水蓼对高磷的耐受能力和磷积累能力均强于非矿山生态型水蓼。高磷处理下矿山生态型水蓼存在根系自由基和保护酶动态平衡、细胞壁固持和可溶部分的液泡区隔化现象,这是其根系的重要耐受特征。  相似文献   

6.
【目的】 针对猪粪不合理利用导致土壤中磷过剩和磷流失的突出问题,明确磷富集植物矿山生态型水蓼 (Polygonum hydropiper) 对施用猪粪土壤磷的吸取净化效果,为高效提取施用猪粪土壤中的过量磷,降低磷素的流失风险提供科学依据。 【方法】 采用微区模拟试验,根据农田磷肥安全用量 (< 200 kg/hm2),设1、2、3 kg/m2共3个猪粪用量,以不施猪粪为对照 (CK),共4个处理,每处理3次重复。在矿山生态型水蓼收获期 (移栽后3个月) 采集植物地上部,采用微波消解仪 (CEM MARS5, USA) 消解—全自动间断化学分析仪 (AQ2, UK) 测定植株磷含量,分析矿山生态型水蓼对猪粪处理土壤中磷的富集能力。在矿山生态型水蓼移栽前和收获后按5点采样法分别采取0—20 cm和20—40 cm土层土壤样品,测定土壤样品中的水溶性磷和有效磷含量,分析种植矿山生态型水蓼前后猪粪处理土壤中易溶性磷含量的变化情况。 【结果】 不同用量猪粪处理下,矿山生态型水蓼地上部生物量较不施猪粪处理分别显著增加了18.4、24.6和42.0 g/株,最大时高达不施猪粪处理的2.16倍。各猪粪处理矿山生态型水蓼地上部磷含量显著高于不施猪粪处理,较不施猪粪处理分别增高了0.60、0.91和1.49 g/kg,最高为施猪粪处理的1.53倍。矿山生态型水蓼地上部磷积累量随猪粪用量的增加而显著增大,较不施猪粪处理分别增加了P 84.0、124和236 mg/株,最高为不施猪粪处理的3.32倍。各处理下,种植矿山生态型水蓼后0—20 cm土层中的水溶性磷和有效磷含量与种植前相比均显著降低,水溶性磷含量降低了74.9%～81.5%,有效磷含量降低了48.9%～60.0%;20—40 cm土层的水溶性磷和有效磷含量均无明显变化。 【结论】 种植矿山生态型水蓼能显著减少表层土壤中水溶性磷和有效磷量,高效吸取净化猪粪带入土壤中磷。因此,在高磷含量的土壤上种植、收获矿山生态型水蓼,是降低土壤磷素流失风险的有效生物手段。   相似文献   

7.
【目的】 利用丛枝菌根 (arbuscular mycorrhizal fungi,AM) 真菌与作物互利共生的关系来提高作物对锌的吸收是缓解锌、磷拮抗作用的途径之一,本试验在不同锌、磷浓度条件下,研究了接种AM真菌对玉米侵染和锌、磷吸收的影响,以期为揭示AM真菌影响锌、磷拮抗作用的机理提供理论依据。 【方法】 采用盆栽试验,设置三个施磷水平 (0、200 、400 mg/kg),两个施锌水平 (0、5 mg/kg),2个接菌水平[接菌 (+AM)和不接菌 (–AM)],共12个处理,每个处理4次重复。利用生物镝灯补充光照,在人工光照植物培养室内植株生长50天后,地上部与根部分别收获,测定其生物量、锌磷的含量和吸收量。 【结果】 施磷和接种AM真菌都显著提高了玉米植株生物量,不施锌条件下,施磷从0 mg/kg增加到400 mg/kg,玉米植株地下部和地上部生物量分别提高6.67倍、9.30倍。接种处理对玉米植株生物量的影响也有相同的趋势。在锌水平为5 mg/kg、磷水平为200 mg/kg的条件下,接种AM真菌玉米植株地下部磷的吸收量和含量分别增加了110%、55%;在同一锌、磷供给条件下,接种AM真菌显著提高了玉米对锌的吸收量,地下部和地上部分别是未接种处理的1.71倍和1.68倍。随着施磷水平的不断提高,玉米植株的锌含量会逐渐下降。不施锌条件下,施磷从0 mg/kg增加到200 mg/kg,玉米植株地上部锌含量降低36%,与之相反,接种AM真菌后地上部锌含量增加35%。但在高磷条件 (400 mg/kg) 下,接种AM真菌对玉米植株锌磷含量和吸收量影响均不显著。 【结论】 在本试验条件下,施磷抑制玉米对锌的吸收,接种AM真菌可提高玉米锌磷的含量和吸收量,有效缓解玉米锌磷拮抗作用,改善玉米的锌营养状况。   相似文献   

8.
为了探明不同磷水平对红壤中土壤溶液主要金属离子变化的影响以及小麦对磷的响应,确定红壤中小麦适宜的施磷水平,采用原位提取土壤溶液和比较生物量的方法,监测了短期内红壤溶液中主要金属离子浓度变化及小麦生物量的变化。结果表明:碳酸钙的加入可以显著升高酸性红壤的p H,土壤溶液中铝、锰和镁浓度显著低于未加碳酸钙处理;800 mg/kg磷处理后铝、锰、镁和钙的浓度要比未加磷处理分别至少降低47%、44%、37%和33%。随着施磷量的增加,小麦在200 mg/kg磷处理时积累的生物量最大,随后磷增加,小麦生物量反而降低。而加碳酸钙处理小麦地下部生物量随着施磷量增加则降低。结果表明碳酸钙不仅可以有效升高土壤p H,降低土壤溶液铝浓度,还降低土壤溶液中锰的浓度。磷的加入同样可以降低锰和铝的浓度,缓解铝和锰毒害。红壤中生长小麦的适宜施磷量为200 mg/kg。  相似文献   

9.
以玉米为试验材料,采用分根装置(设置A、B根室),研究了不同锌水平下局部施磷或整体施磷对玉米生长以及锌、磷含量的影响。试验设置3个磷水平(0、100、200 mg/kg,分别记为P0、P100、P200),两个锌水平(0、5 mg/kg,分别记为Zn0、Zn5)。玉米生长40 d后收获,测定其地上部与地下部生物量、磷、锌元素含量。结果显示,无锌供应条件下,所有处理地上部和地下部的生物量随施磷水平的提高而显著增加,供锌处理后,生物量变化也有相同的趋势。局部施磷导致施磷一侧地下部生物量显著增加。玉米植株磷含量会随施磷水平的提高而增加,而锌含量呈相反的变化趋势。供锌条件下,供磷(P100、P200)一侧(B室)相对未供磷(P0)一侧(A室)锌含量分别显著降低了16.7%和16.1%;不供锌条件下,锌含量分别降低了13.1%和19.9%。玉米植株锌吸收量与根部生物量(B室)的比值随施磷水平的增加呈下降趋势,且相对于均匀施磷,局部施磷条件导致B室的这一比值显著降低。局部施磷方式加剧了磷对锌的拮抗作用,抑制了根对锌的吸收,同时磷水平的提高抑制锌由地下部向地上部转运;磷、锌拮抗作用的发生是玉米植株的整体反应,而非只发生在局部。  相似文献   

10.
采用室内盆栽试验,研究了在不同浓度cd处理下,两种生态型水蜈蚣的生长和对cd的吸收和富集特性。结果表明：（1）在2mg·kg^-1Cd处理时,Cd对两种生态型水蜈蚣生物量的影响较小。之后随着cd处理浓度的增加,两种生态型水蜈蚣生物量均呈降低的趋势,且差异显著。在200mg·kg^-1Cd处理时,矿山生态型水蜈蚣死亡,而非矿山生态型仍能维持一定生长,表现出较强的cd耐性。（2）在高浓度cd处理下,非矿山生态型水蜈蚣比矿山生态型具有更强的Cd富集能力。在2、10、50mg·kg^-1Cd处理时,两种生态型水蜈蚣Cd含量和积累量均呈增加的趋势。在200mg·kg^-1Cd处理时,非矿山生态型水蜈蚣地上部和地下部Cd含量分别达到498．66mg·kg^-1和1016．09mg·kg^-1,积累量分别为86．00μg·pot^-1和123．82μg·pot^-1,具有较强的cd富集能力。（3）在不同浓度Cd处理下,两种生态型水蜈蚣地上部富集系数均大于1,表现出较强的cd富集能力;矿山生态型水蜈蚣转移系数最大值为0．55,非矿山生态型为0．53。两种生态型水蜈蚣对cd均有一定的富集特性,而在高浓度Cd处理时非矿山生态型水蜈蚣的cd富集能力更强。  相似文献   

11.
The use of suitable plants that can accumulate excess phosphorus (P) from contaminated soil may serve as an attractive method for phytoremediation. In this study, pot experiments were conducted to investigate the effects of P incorporation on P accumulation and physiological mechanisms of Polygonum hydropiper in a mining ecotype (ME) and nonmining ecotype (NME) from a phosphorus mining and a noncontaminated agricultural area, respectively. The results demonstrate that the ME of P. hydropiper growing in soil supplied with 0, 100, 200, 400, 800, 1600 mg P (kg soil)–1 showed a significantly higher biomass compared to the NME. Phosphorus accumulation of the ME was positively correlated with the soil P concentration. APase activity in roots of the ME significantly increased at 1600 mg P (kg soil)–1 and phytase activity of the ME increased with increasing P supply. APase activity of the ME was more than twice that of the NME on average. A significant increase of superoxide dismutase (SOD) was observed compared with the NME at all supplied P levels. Peroxidase (POD) activity of the ME was significantly higher at 200 and 400 mg P (kg soil)–1. No statistical differences in the catalase (CAT) activity of the ME were observed compared with the control. Activity of CAT in the NME was obviously induced after exposure to 100–800 mg P (kg soil)–1. Malondialdehyde (MDA) concentration in leaves of the ME decreased with increasing P supply to reach a minimum at 400 mg P (kg soil)–1. In the NME, an increase in MDA concentration compared to the control was observed at higher P levels. The APase and phytase induction and antioxidative defense allowed for the high P accumulation of the ME.  相似文献   

12.
This study investigated phosphorus (P) accumulation and rhizosphere characteristics of Polygonum hydropiper under high levels (400, 800, and 1600 mg P kg?1) of inorganic P (Pi) and organic P (Po), supplied as KH2PO4 and myo-inositol hexaphosphoric acid dodecasodium salt, respectively. Mining (ME) and non-mining (NME) ecotypes were used since they differed in the capacity of nutrient acquisition. Biomass and P accumulation in shoots and roots of the ME increased by increasing Pi levels, whereas they decreased by increasing Po concentrations. Rhizosphere pH declined by 0.15–0.45 U for the ME and 0.04–0.14 U for the NME. Orthophosphate was the most abundant form, and it depleted greatly in the rhizosphere, with higher effect by the ME than by the NME. Glycerophosphate and inositol hexakisphosphate concentrations increased in the rhizosphere under high Po treatments with higher effect by the ME than by the NME. Rhizosphere acid phosphomonoesterase, alkaline phosphomonoesterase, and phytase activities of both ecotypes were higher in high P treatments than the treatment without P, whereas phosphodiesterase activity decreased. Significantly higher enzyme activities were observed in the rhizosphere soil of the ME than the NME. Probably, the ME might obtain higher shoot P than the NME from P-enriched soils through changes in rhizosphere properties.  相似文献   

13.
Water eutrophication and poultry manure require an efficacious remediation technology to decrease phosphorous (P) concentration. In this study, the P phytoremediation potential of a mining (ME) and nonmining ecotype (NME) of Pilea sinofasciata were analyzed by pot experiments employing different concentrations of P treatments (CK, P100, P200, P400, P800 and P1600) in tested soil. Growth, P accumulation and P-relevant enzyme activities of P. sinofasciata in ME and NME were assessed after 10 weeks’ plantation. The results showed that there was no significant difference between the shoot biomass of the ME and NME. Higher P concentration and accumulation were observed in the ME than NME for all treatments. Stem P concentration of the ME were 117%, 189%, 152%, 153%, 140% and 139% higher than the NME, and leaf P concentration were 122%, 146%, 138%, 144%, 137% and 113%. Maximum P uptake and phytoextraction was observed at P400 for the ME of P. sinofasciata. Elevated activities of acid phosphatase and phytase in roots were examined in P-enriched soil, and the ME presented higher activities compared with the NME. The results in this paper provide a theoretical basis for the use of ME of P. sinofasciata for phosphorus accumulators and suggest that ME of P. sinofasciata is a promising species for the excess P phytoextraction of P-enriched soils.  相似文献   

14.
植物生长及养分利用特征可揭示半干旱区植物对多变水肥环境条件的适应策略。在白羊草分蘖期设置2个供水条件(正常供水和干旱胁迫21天后复水)和2个磷添加水平(复水当日1 kg干土添加0,0.2 g P_2O_5),2周后测定其根冠生物量、根系形态以及氮磷含量。结果表明,旱后复水条件下,磷添加后白羊草根冠生物量、总生物量和根冠比无显著变化,总根长和根表面积显著增加27.1%和24.1%,比根长和比根面积分别显著增加18.3%和15.9%,根系平均直径显著降低1.3%;白羊草地上部、根系和整株磷含量分别显著增加61.1%,35.8%和49.6%,磷累积量分别显著增加68.6%,52.0%和61.3%,氮磷比显著降低。除地上部氮累积量外,各水分和磷处理下白羊草地上部、根系和整株氮磷累积量与总根长和根表面积呈显著正相关关系。本研究表明,根长和根表面积增加是白羊草响应水肥环境条件改善的主要策略。  相似文献   

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