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内源稀土与氨氮对植物酶活性及土壤氮化物形态转化的影响

杨秀英  
【摘要】:在稀土矿区的不规范开采以及稀土矿区中污染物的迁移扩散作用下,稀土元素及铵态氮复合污染已成为我国的环境问题之一。文中以常见农作物及稀土矿区常见野生植物为研究对象,利用矿区调查与盆栽试验相结合,通过测定矿区土壤稀土元素含量、矿区常见植物不同组织稀土元素及铵态氮含量,玉米、大豆及辣椒叶片内硝酸还原酶(NR)、过氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)活性以及根际与非根际土壤中铵态氮(NH_4~+-N)及硝态氮(NO_3~--N)在上、中、下层土壤的含量,探讨了内源稀土元素—铵态氮复合污染下植物的响应及根际作用下内源稀土元素对氮化物形态转化,结果表明:(1)高浓度内源稀土及氮化物的复合污染,使得矿区植被的种类及数量减少,矿区土壤中的内源稀土促进了芒萁对铵态氮的累积,但芒萁各组织中内源稀土含量与氨态氮含量无明显相关性。龙南稀土矿区内常见植物对轻稀土元素的富集程度高,其中芒萁及乌毛蕨均为稀土富集植物,尤其是对钇的富集程度高;稀土矿区的开采会增加重稀土在土壤表层中的配分,降低镧、钕在土壤表层的配分,矿区表现为钇富集铕亏损。(2)内源稀土及氮化物复合污染对玉米、大豆及辣椒体内酶活性的影响具有显著差异。高浓度(NH_4)_2SO_4抑制了辣椒叶片POD活性,大豆叶片POD活性受硫酸铵浓度变化的影响较小;添加3 mg/kg的内源稀土元素可以增强大豆及玉米叶片POD活性但会使得辣椒叶片内POD的活性降低。低浓度的内源稀土元素降低了大豆叶片膜脂过氧化程度,在内源稀土胁迫下(NH_4)_2SO_4对玉米及辣椒叶片内MDA含量具有低抑高促的作用。添加低浓度的内源稀土元素可以促进大豆叶片内NR活性,增强玉米对(NH_4)_2SO_4的抗性,但对辣椒叶片NR活性有抑制作用。高浓度内源稀土及高浓度硫酸铵均会降低玉米种子的发芽率,因此后期对矿区的修复中,可以考虑先利用稀土富集植物来减轻矿区土体环境对植物生长的损伤,在引进其他易存活植物对土体进行修复。(3)内源稀土及氮化物复合污染下,在栽种玉米、大豆及辣椒农作物的根际环境中,能够促进NH_4~+-N向其他氮化物形态的转化,添加低浓度内源稀土元素会使得根际土壤中NO_3~--N含量增多,高浓度内源稀土会抑制NH_4~+-N向NO_3~--N的转化,但同时会促进NH_4~+-N向其他氮化物形态转变。


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