柳树对富营养水体中磷的吸收及生理响应机制
面源污染造成的水体富营养化已成为水环境的主要问题，水体富营养化引发水污染的机制是径流水体中氮磷营养过高引起藻类和浮游生物过量繁殖，水生生物大量死亡，水质恶化。氮、磷既是植物必需的大量营养元素，且在植物体内发挥重要的作用，又是水体富营养化的关键限制因子。以往研究中对氮的关注较多，但是仅降低水体中的氮素营养水平不能有效的治理富营养化。可见，开展富营养化水体中磷的去除研究很有必要。由于投入低，效果持久以及二次污染较少，运用植物修复水体富营养化具有十分广阔的前景。木本植物相对水生草本植物有生物量大，生长周期长，抗逆性强，便于人工管理等优点，因此选用木本植物对富营养水体进行修复具有重要的意义。然而长期以来关于木本植物修复水体的研究较少，因其生长周期较长难以进行系统的研究。本研究针对富营养化水体中不同磷素水平，采用速生旱柳（Salix matsudana）新品种湿地柳1号作为实验材料，通过设置五个不同磷浓度处理模拟富营养水体(0.1 mg·L-1，0.2 mg·L-1，1 mg·L-1，2mg·L-1，10 mg·L-1)培养旱柳，运用放射性同位素示踪法和放射自显影技术，研究磷在水体-柳树间的迁移机制和其在柳树中的转运分配规律，分析其对磷的净化机制以及对磷浓度的生理响应，得到了以下主要结论: (1)磷被根系吸收后先在根系中转运分配，约24h后开始转运到地上部分;磷在地上部分初期集中于叶片中，首先被转运到靠近根系的叶片，但总体趋势是向生长顶端幼嫩叶片中转运;靠近顶端的叶片受到顶端效应影响，磷的分配受到抑制;在吸收后期各叶位叶片中磷含量无显著差异，磷向茎中的分配比例增加但仍低于叶片。 (2)柳树各部位磷含量均随吸收时间延长而增加，旱柳对磷的吸收率在14d达到21.43％,转运系数为2.389，说明旱柳通过同化吸收能去除一部分水体中的磷并且将其转运到地上部分，这为柳树修复富营养化水体磷提供了理论依据。 (3)柳树在各处理水体中均正常生长，低磷水体中旱柳未出现明显的缺磷症状，高磷浓度水体中柳树生长也未被抑制，三个月处理后株高增加70％，生物量增加101％，且组间无显著差异;总生物量、地上部分形态和叶片可溶性糖浓度组间无显著差异。随磷浓度降低，旱柳生物量向地下分配但无显著改变，根冠比和根长、根表面积、根体积、根系酸性磷酸酶活性均显著增加。在低磷环境中，柳树修复表现出快速且去除率高的特点，但叶片氮磷浓度、叶绿素浓度、光合速率、叶片可溶性蛋白浓度均降低，因此适合进行短期修复;高磷环境中，旱柳表现出吸收缓慢但富集量大的特点，因此适合开展长期修复。
柳树;富营养水体;磷素吸收;生理响应;净化机制
中国林业科学研究院
硕士
森林培育
张建锋
2018
中文
S792.12;X52
70
2018-11-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）