三种豆科植物对铜尾矿矿砂的抗性及修复潜力研究

【摘要】：本文选用三种豆科植物紫花豌豆(Pisum sativum)、紫红豇豆(Vigna unguiculata)和紫扁豆(Lablab purpureus)为试验材料。采用盆栽培养方式,研究三种豆科植物在铜(Cu)尾矿矿砂胁迫下的生长指标、抗性生理及对Cu尾矿修复潜力。主要研究结果如下:(1)通过盆栽试验研究不同Cu尾矿矿砂含量对三种豆科植物生长和金属离子富集的影响。研究表明,三种豆科植物对Cu尾矿矿砂具有一定的适应能力,对纯Cu尾矿的耐受能力以豌豆最强,地上部和地下部干质量均比纯土壤中栽培的高。三种豆科植物的固氮能力,紫红豇豆紫花豌豆紫扁豆。不同尾矿处理下三种豆科植物地上部和地下部Cu含量与对照相比上升显著(P0.05)。三种豆科植物富集的Cu含量大部分停滞在根部,各处理下紫花豌豆和紫红豇豆Cu迁移率均小于1。(2)通过Cu尾矿矿砂和土壤不同混合比胁迫试验,研究Cu尾矿矿砂对三种豆科植物生理指标的影响。研究表明,紫花豌豆幼苗与紫扁豆地上部分MDA含量均随Cu尾砂含量的升高呈先升后降的趋势,紫红豇豆幼苗和紫扁豆地下部MDA含量均有所下降。除紫花豌豆SOD活性逐渐升高和紫扁豆的地上部分CAT先升后降外,三种豆科植物其他酶活性均呈下降趋势。紫花豌豆AsA和GSH含量、紫扁豆GSH含量均呈下降趋势,而紫红豇豆GSH含量随着Cu尾矿砂含量的增高而上升。(3)全尾矿处理下,研究三种豆科植物与黄菖蒲复合栽培对植物生长、Cu富集及栽培基质酶活性的影响。研究结果发现,生长及耐性指数I+P处理H+I处理V+I处理,Cu2+的吸收量I+P处理I+H处理I+V处理,脲酶活性I+P处理I+V处理I+H处理,磷酸酶活性I+V处理其他两种,脱氢酶活性I+P处理I+V处理I+H处理,电导率下降程度I+H处理I+V处理I+P处理。试验表明,黄菖蒲与紫花豌豆复合种植对Cu尾矿矿砂的修复能力最强。(4)通过对Cu尾矿施加氮磷钾及菌肥,探讨对栽培在其中两种豆科植物生长及Cu2+富集的影响。研究表明,氮磷钾及菌肥对纯Cu尾矿中栽植的紫红豇豆耐性起促进作用,对紫扁豆耐性未起到作用。在氮磷钾及菌肥处理下紫红豇豆对Cu的富集均显著高于对照,紫扁豆对Cu富集只有菌肥处理下显著高于对照,但是紫扁豆Cu富集系数和Cu迁移率均高于紫红豇豆。研究结果表明,三种豆科植物均能够在Cu尾矿矿砂中生长,可改善尾矿矿砂基质的环境,并且吸收一定量的Cu,其中黄菖蒲与紫花豌豆复合种植对Cu尾矿矿砂的耐性及其修复能力最强。