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关键词：
原油,生物降解,生物标志物,姥鲛烷,植烷,藿烷,甾烷
发表时间：
2012-08-15 15:49:40
2种湿地植物根表铁氧化物胶膜的形成及其对磷素吸收的影响
卢佳 | -> | 1249| 2| 0.293334MB |湿地植物,铁氧化物胶膜,根际溶液,磷素吸收,磷素利用有效性
摘要: 在田间条件下, 运用土壤溶液原位抽提和毛细管电泳分析等技术, 比较了芦竹( Arundo donax Linn) 和香蒲( Typ halatifolia )根表铁氧化物胶膜数量、土壤根际溶液磷质量浓度、根际土和根际溶液pH 及根膜比等的差异, 阐明了湿地植物根表铁氧化物胶膜对磷素从非根际土壤-根际土壤-根际溶液-根表铁氧化物胶膜-根系的迁移过程的影响以及在磷素净化中的根际调控机制. 结果表明, 芦竹和香蒲根表铁氧化物胶膜数量(以根系鲜重计) 分别为20 1701 8和7 64013 mg / kg. 有铁氧化物胶膜沉积的芦竹、香蒲的根际土有效磷含量分别是28185、34199 m g /kg; 各比其无铁氧化物胶膜增加了4612%、211 9%. 有铁氧化物胶膜沉积的芦竹、香蒲的根际溶液磷质量浓度为01 65、01 56 mg / kg, 分别比其无铁氧化物胶膜沉积高912%、3319%. 芦竹根表铁氧化物胶膜吸附的磷占根系吸附吸收磷的811 7%, 香蒲是8517%. 根表有铁氧化物胶膜沉积的芦竹磷素利用有效性比无铁氧化物胶膜的植株高161 5%, 香蒲高311 4% . 有铁氧化物胶膜沉积的芦竹和香蒲植株体内磷含量均比无铁氧化物胶膜高. 同时, 铁氧化物胶膜对磷酸盐的吸附提高了磷酸盐从非根际向根际、固相(根际土壤) 向液相( 根际土壤溶液)的迁移速率. 有铁氧化物胶膜沉积的湿地植物根际土有效磷含量累积,无铁氧化物胶膜沉积的湿地植物根际土有效磷含量耗竭.
长期生长在渍水环境下的湿地植物, 如水稻[ 1~ 3] 、芦苇[ 4] 、香蒲[ 5 ] 、眼子菜[ 6 ] 、紫苑[ 7] 、伊乐藻和菹草[ 8] 等, 可向根际释放氧气, 在根际形成一个局部氧化环境[ 9] ; 同时, 土壤中大量存在的还原性金属离子, 如Fe2 + 、Mn2+ 等在根际的微域氧化环境被氧化成铁、锰氧化物, 并在植物根表沉积形成铁氧化物胶膜. 这些沉积在湿地植物根表的铁氧化物胶膜可以吸附生长介质中的重金属, 如镉[ 10, 11] 、锌[ 2, 3]和铜[ 4] 等, 改变其在介质中的移动性和存在状态,进而影响其生物效应[ 11, 12] . 根表有铁氧化物胶膜的水稻对镉、铜、镍毒性的耐受能力明显高于根表无铁氧化物胶膜的水稻; 但是, 铁氧化物胶膜不影响铜进入根内[ 13] . 另有研究发现, 水稻根表铁氧化物胶膜可以吸附生长介质中的镉, 但不影响镉在植物体内的分配, 水稻根系而非铁氧化物胶膜是阻碍镉进入植物体内的因素[ 12]. 湿地植物根表铁氧化物胶膜是两性胶体, 对土壤中的磷酸根离子也有强烈的吸附作用, 可以减少土壤中的磷[ 12] . 在底质有机质含量低时, 湿地植物根表铁氧化物胶膜的形成能够阻止空隙水中的磷向根系扩散, 从而抑制植物体对磷的吸收[ 14] . 铁氧化物胶膜中和铁结合的磷仍然可以被植物吸收利用. 而生长在富含铁、磷底质中的伊乐藻根表铁氧化物胶膜吸附的磷高于整个植株吸收利用的磷; 根表有铁氧化物胶膜形成的伊乐藻和菹草地上部和根系中磷含量均高于无铁氧化物胶膜的地上部和根系的磷量, 即铁氧化物胶膜促进了植物对磷的吸收[ 8] . 研究表明, 水稻根系表面沉积的铁氧化物胶膜在一定范围内可以促进根系对磷素的吸收, 超过一定值后这种促进作用就会逐渐减弱[ 2, 3 ] .然而, 到目前为止, 在湿地生态系统中不同湿地植物根表铁氧化物胶膜的形成及如何调控植物体对磷的去除机制仍存在着较大争议.
南四湖位于山东省的西南部, 是典型的浅水湖泊. 近20年来, 水体磷素污染日益严重, 目前已处于中富-富营养化状态[ 17] . 而每年由于/ 非点源0污染进入湖泊的磷占入湖总磷的6813% [ 17] . 因此, 磷已成为南四湖富营养化的限制性因素[ 17] . 利用湿地去除水体中的磷素污染、净化水质越来越受到人们的关注[ 18] . 湿地对磷的去除是土壤和湿地植物相互作用的结果, 其又和湿地植物的根际环境密切相关. 因此, 湿地植物净化效率差异最关键的因素是根际调
控能力的差异. 本研究以南四湖湿地植物芦竹和香蒲为供试植物, 首次在田间条件下, 运用土壤溶液原位微量抽提等技术, 分析其根表铁氧化物胶膜的形成及在磷素去除中的贡献, 阐明铁氧化物胶膜在磷素根际调控中的内在机制, 以期为湖泊湿地的磷素去除提供理论依据.
南四湖位于山东省的西南部, 是典型的浅水湖泊. 近20年来, 水体磷素污染日益严重, 目前已处于中富-富营养化状态[ 17] . 而每年由于/ 非点源0污染进入湖泊的磷占入湖总磷的6813% [ 17] . 因此, 磷已成为南四湖富营养化的限制性因素[ 17] . 利用湿地去除水体中的磷素污染、净化水质越来越受到人们的关注[ 18] . 湿地对磷的去除是土壤和湿地植物相互作用的结果, 其又和湿地植物的根际环境密切相关. 因此, 湿地植物净化效率差异最关键的因素是根际调
控能力的差异. 本研究以南四湖湿地植物芦竹和香蒲为供试植物, 首次在田间条件下, 运用土壤溶液原位微量抽提等技术, 分析其根表铁氧化物胶膜的形成及在磷素去除中的贡献, 阐明铁氧化物胶膜在磷素根际调控中的内在机制, 以期为湖泊湿地的磷素去除提供理论依据.
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