蚯蚓及蚓粪对植物修复Cu、Zn污染土壤的影响摘要
近年来,蚯蚓在污染土壤的应用得到了较多关注。有研究证实蚯蚓一方面可以改善土壤条件,促进植物生长;另一方面可通过肠道消化和养分富集等过程提高重金属的生物有效性从而提高重金属污染土壤的植物修复效率。但是以往的研究中只涉及了耐性植物,而没有将超积累植物和蚯蚓结合起来修复污染土壤。同时对于蚯蚓活动在Cu、Zn污染土壤中对微生物数量、活性以及酶活性的改善作用也关注较少。而且以往用蚯蚓修复污染土壤的研究中,由于没有向土壤中加入有机物,往往出现培养结束后,蚯蚓活性和体重明显下降的现象,影响了蚯蚓的修复效果。据此,为了进一步完善蚯蚓-植物修复污染土壤的体系,本文设置了一系列培养和盆栽试验,主要研究:(1)蚯蚓(Pheretimasp.)对黑麦草(L.multiflorum)和印度芥菜(Brassicajuncea)修复Zn污染土壤的影响;(2)蚯蚓-秸秆及其相互作用对黑麦草修复Cu污染土壤的影响;(3)蚯蚓-秸秆及其相互作用对Cu污染土壤中微生物区系及微生物活性的影响;(4)蚓粪对铜矿尾矿砂中黑麦草生长及其铜吸收量的影响,试图揭示蚯蚓-植物相互作用在修复Cu、Zn污染土壤中的作用、影响因素与机理。主要结果如下:1.研究发现供试蚯蚓(Pheretimasp.)能存活于设定浓度的Cu、Zn污染土壤中,对重金属污染的有一定的耐受性。蚓体对Cu、Zn的富集系数为0.18-0.31,0.21-0.29,且富集系数随重金属污染浓度升高而降低,同时蚓粪中重金属浓度高于蚓体,表明蚯蚓对Cu、Zn没有强烈的富集作用,可通过排泄等机制将吸收的Cu、Zn排出体外。然而重金属污染仍明显抑制了蚯蚓的生长,蚯蚓生长率随污染浓度升高而下降,同时Cu污染土壤中蚯蚓生物量降幅较大,表明Cu污染对蚯蚓的毒害作用较Zn污染强。此外,施用秸秆为蚯蚓提供了食源,并在一定程度上缓解了Cu对蚯蚓的毒害作用,使蚯蚓富集系数降低,有利于提高蚯
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