【摘要】：保持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)植物的多樣性日益受到人們的關注，保持適宜的植物(作物與非栽培植物)多樣性不僅有保護天敵、控制農(nóng)業(yè)害蟲，保持土壤和促進養(yǎng)分循環(huán)等生態(tài)學功能，在消除環(huán)境污染方面也有重要作用。本研究旨在利用植物多樣性及植物多樣性與菌根的復合作用吸收積累重金屬鉛，同時通過作物與田間常見的伴生雜草植物間作，篩選吸收積累鉛比較高的伴生雜草植物，以減少鉛對作物的危害。提出利用植物多樣性消除或減少土壤重金屬污染的新觀念，為土壤重金屬污染的生物修復提供新思路。通過土壤盆栽、小區(qū)模擬和砂培試驗，探討了單個植物物種、兩個植物物種共存、植物多樣性及砂培試驗條件下植物及植物多樣性對土壤中鉛的積累與生態(tài)學效應，研究取得的主要結果如下： 1 單一植物物種在重金屬鉛污染土壤中的響應及其生態(tài)效應 在鉛濃度為334.53mg／kg的土壤中，17種雜草(雞眼草、苦荬菜、升馬唐、無芒稗、早熟禾、黑麥草、野燕麥、野豌豆、婆婆納、北美車前、鼠曲草、白三葉、酢漿草、皺果莧、牛筋草、刺莧和大畫眉)及兩種作物(大豆和陸稻)的生長無明顯受阻，即334.53mg／kg濃度的鉛污染對這些植物生長無明顯影響。 17種植物中，除了刺莧和皺果莧外，其它鉛處理的植物根系鉛含量與對照之間均存在極顯著的差異，地上部分除了雞眼草、升馬唐、早熟禾、婆婆納、鼠曲草、白三葉和皺果莧外，其余均有顯著差異，并且根系鉛含量與地上部分含量之比在0.83—28.99之間，說明鉛主要積累在根部。單位面積(以每盆計算)雜草的吸鉛數(shù)量(吸鉛量=植株含鉛量×植物生物量)則以黑麥草、野燕麥、北美車前、雞眼草、苦荬菜和刺莧較高。 在鉛污染土壤中17種雜草和2種作物菌根的形成發(fā)生了顯著變化，但不同物種的變化趨勢明顯不同。與無鉛污染的對照土壤相比，苦荬菜、早熟禾、黑麥草、野燕麥、野豌豆、白三葉的菌根侵染率下降(P＜0.01)，而無芒稗、北美車前、鼠曲草、酢漿草和大畫眉的菌根侵染率上升(P＜0.01)，雞眼草、升馬唐、婆婆納、皺果莧、刺莧、牛筋草、大豆和陸稻的變化不大(差異不顯著)。菌根泡囊的形成可反映AMF在宿主根系的定殖程度，早熟禾、黑麥草、野燕麥、野豌豆、皺果莧、牛筋草、刺莧、大畫眉和陸稻的泡囊數(shù)沒有明顯變化， 摘要 而無芒稗、婆婆納、北美車前、鼠曲草、白三葉、醉漿草的泡囊數(shù)在鉛污染土壤中明顯增加， 大豆根內(nèi)泡囊數(shù)卻降低。土壤中的抱子數(shù)量一定程度上可反映AMF的多樣性和繁殖活性， 野豌豆、白三葉和醉漿草、皺果覓、牛筋草、無芒稗和陸稻的土壤抱子數(shù)與對照相比無顯著 差異，其余物種在鉛污染土壤中的抱子數(shù)量與對照相比明顯下降(P0.01)。 鉛處理中，除了苦賣菜和馬唐的全磷含量極顯著高于對照而無芒稗全氮含量顯著低于對 照，其它均無顯著差異外，鉛污染對大多數(shù)供試植物吸收養(yǎng)分影響不顯著。 2兩種植物物種共存在重金屬鉛污染土壤中的響應及其生態(tài)效應 與單種比較，鉛污染(濃度為334.53mg/噸)對兩物種共存中植物生長無明顯影響。 兩物種共存中植物菌根侵染率除玉米和無芒稗顯著升高外，其它均無顯著差異。土壤中 的袍子數(shù)，與對照相比，大豆一刺覓土壤中的抱子數(shù)高于對照，玉米一雞眼草土壤中的抱子數(shù) 低于對照，其它陸稻一無芒稗和玉米一苦賣菜組合與對照無顯著差異。 在兩物種共存組合中，除刺覓外，其它物種均是根部鉛的含量高于地上部，對鉛的積累 仍然是根部高于地上部。兩物種共存與單種相比，地上部鉛含量雞眼草、苦賣菜和玉米與單 種基本相同，陸稻鉛含量低于單種，無芒稗和刺覓高于單種，，而根部鉛含量除了陸稻和刺芡 外均是兩物種共存高于單種。無芒稗是陸稻的伴生雜草，在鉛污染土壤上保留適量稗草可減 少鉛對陸稻的危害。而刺覓則是靠龐大的地上部分移去相當數(shù)量的鉛，根系不易吸收積累鉛。 鉛在大豆各器官中的積累規(guī)律是莖、根葉英種子，兩物種共存與單種相比，根、 葉和莢的鉛含量有顯著差異，大豆根、葉和英是對鉛反應比較敏感的器官，與刺覓混作提高 了大豆根、葉和莢的濃度。刺覓是不易積累鉛的雜草，因此，在田間不宜用來與作物混作以 企望吸收土壤中的鉛，不能起到減少鉛對作物的危害的效果。 3多個植物物種共存在重金屬鉛污染土壤中的響應及其生態(tài)效應 在玉米、馬唐、雞眼草組合試驗中，鉛處理(334.53mg/噸)對玉米及雜草的生長無顯 著影響，但明顯影響菌根的形成與抱子數(shù)量。鉛污染土壤上，多個物種共存中植物的菌根 侵染率和泡囊數(shù)發(fā)生了明顯變化。玉米各物種共存的根系菌根侵染率與泡囊數(shù)均極顯著高于 對照，兩個物種共存中馬唐菌根侵染率和泡囊數(shù)低于對照，而三個物種共存中由于雞眼草的 加入改變了根際環(huán)境，馬唐的菌根侵染率顯著高于對照，雞眼草的菌根侵染率高于對照，泡 囊數(shù)則變化不大。冬季草除了早熟禾外，菌根侵染率均升高，說明雜草多樣性對菌根有一種 保護作用。夏季植物土壤中的抱子數(shù)均顯著低于對照，但多個物種共存的土壤中抱子數(shù)是3 個物種共存2個物種單個物種，冬季草土壤中的抱子數(shù)鉛污染與對照相比沒有明顯變 摘要 化，但物種共存對抱子數(shù)量有明顯影響，無論
【圖文】：

圖5一4多個植物物種共存條件下鉛對J舒刀CD的影響F啥5一4EffeetofleadonAwCDundereoe元stingofmanyplantsPecies圖5一5多個植物物種共存條件下鉛對土壤微生物功能類群多樣性的影響Figs一5Influeneeofpbonthefunetionalmicrobein50115underdifferentPlantcotnmu位tyCoverage

土壤微生物功能類群多樣性指數(shù)增加，物種數(shù)2個以上，即可降低鉛對土壤微生物的影響。圖5一4多個植物物種共存條件下鉛對J舒刀CD的影響F啥5一4EffeetofleadonAwCDundereoe元stingofmanyplantsPecies圖5一5多個植物物種共存條件下鉛對土壤微生物功能類群多樣性的影響Figs一5Influeneeofpbonthefunetionalmicrobein50115underdifferentPlantcotnmu位tyCoverage
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：X171

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