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《华中农业大学》 2009年
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二氧化碳浓度升高对诱导高丹草和红三叶蓄积铯的影响

武慧斌  
【摘要】: 随着核工业的发展,放射性核素对土壤的污染越来越受到人们的关注,尤其是铯和锶的污染。目前用于放射性核素污染土壤治理的方法很多,包括物理、化学和工程等,但针对大面积、低剂量的放射性核素污染土壤来说,这些方法成本高,难以实地实施,而植物修复方法相比起来则具有较多的优点。但如何增加植物对放射性核素的绝对吸收量以提高植物修复的绝对效率,或通过改善植物的生物学性状(生长速率、生长周期等)增加单位面积上植物对放射性核素的吸收和积累总量以提高植物修复的相对效率便成为人们关注的焦点。本文利用开顶式气室装置(OTC)及室内气候室装置研究CO_2浓度升高对高丹草和红三叶生长及其蓄积铯的影响。在盆栽土培试验与水培试验相结合的基础上,对高丹草和红三叶的株高、生物产量、叶绿素含量以及植株铯含量、土壤pH值,根际微生物等指标进行研究,探讨不同CO_2浓度水平及不同铯污染水平等因素对高丹草、红三叶蓄积铯的影响,并取得以下主要结论: 1.CO_2浓度升高对植株叶绿素含量的影响 随着铯浓度的增加,高丹草和红三叶叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素均呈不断降低的变化。CO_2浓度升高促进高丹草和红三叶叶片叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量增加。但在1500mg/kg铯水平,CO_2浓度升高明显降低高丹草和红三叶叶片各项光合色素含量。同时高丹草叶绿素a/b的值(Chla/Chlb)随着CO_2浓度的升高而增大,但红三叶叶绿素a/b的值(Chla/Chlb)有升有降,变化不一致。 2.CO_2浓度升高对植株生长的影响 CO_2浓度升高显著增加高丹草和红三叶株高、地上部与地下部生物量干重。且CO_2浓度升高增大红三叶的根冠比,却降低高丹草的根冠比。在3000mg/kg铯污染水平高丹草可以保持一定时期的生长,但红三叶不能够成活。 3.CO_2浓度升高对植株铯积累的影响 CO_2浓度升高显著增加土培高丹草和红三叶地上部与地下部铯的绝对含量以及其对铯的相对积累总量,并提高其富集系数。但CO_2浓度升高使水培红三叶地上部铯绝对含量发生稀释作用,降低其地上部铯绝对含量。 4.CO_2浓度升高对土壤pH值的影响 CO_2浓度升高显著降低高丹草和红三叶不同铯水平的根际土壤pH值。高丹草根际土壤pH值平均下降0.17个单位,红三叶平均下降0.13个单位。 5.CO_2浓度升高对根际微生物的影响 随着土壤中铯浓度的增加,除红三叶真菌数量增加外,两种牧草细菌、真菌和放线菌数量均减少。CO_2浓度升高影响土壤微生物的生存环境,显著增加红三叶根际细菌、真菌和放线菌数量,也增加高丹草根际细菌和真菌数量,却明显减少其放线菌数量。 上述表明,CO_2浓度升高增加高丹草和红三叶的生物量及铯蓄积量,并降低根际土壤pH值,改变叶片叶绿素含量及根际微生物群落等特征。尤其是CO_2浓度升高促进高丹草和红三叶的生物量及铯积累量的增加,这意味着可能提高对放射性核素污染土壤的植物修复效率,对植物修复技术的发展具有重要的意义。此外本实验仅仅研究了盆栽试验,要将CO_2施肥技术应用于植物修复治理放射性污染土壤,还需要通过大田试验进行深入地研究。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:X173

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