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土壤肥力與環境團隊在蓖麻修復銅污染土壤取得新進展
發布時間:2020-09-10

近日, 資源與環境學院土壤肥力與環境團隊在重金屬污染土壤植物修復方面取得系列進展。該團隊通過探究銅耐性植物蓖麻根系活動對根際土壤銅的形態轉化及施用磷肥對蓖麻提取土壤銅效率的影響,揭示了蓖麻根際土壤銅形態轉化的特征,評價了施磷等農藝措施強化蓖麻修復銅的效果和可行性,為應用蓖麻進行銅污染土壤修復實踐提供了科學依據。

土壤重金屬污染是影響土壤生態安全和人類健康的重要環境問題,而植物提取被視為一種經濟可行且環境友好的土壤修復技術。根際環境中,植物根-土相互作用會影響重金屬的生物有效性,從而影響植物對重金屬的吸收和提取效率。

該團隊通過根袋技術探究蓖麻根際銅形態變化和溶解有機質的組成與特征,探究了蓖麻根系對土壤銅形態變化的作用機理。研究結果發現,在相同濃度銅處理下,根際土中酸交換性銅含量要高于非根際土,而根際土中可還原性銅、可氧化性銅和殘渣態銅含量均低于非根際土。與非根際土相比,根際土壤pH降低,而總氮、碳含量均升高。與對照相比,銅處理根際土壤總低分子量有機酸和總氨基酸含量分別增加15.2%~47.2%和36.4%~200%。此外,根際土中較簡單的溶解有機質和高濃度低分子量有機酸促進了土壤銅從相對穩定的狀態轉化為有效態。以上發現為進一步施加外源強化措施提高蓖麻修復銅效率提供了理論基礎,相關成果發表在Chemosphere期刊上(鏈接一),博士生黃國勇為第一作者,胡紅青教授為通訊作者。

圖片1

此外,施肥作為常用的農藝措施,不僅可以增加植物生物量,而且還能提高植物體內金屬含量。該團隊通過盆栽試驗評估了磷肥對蓖麻修復土壤銅污染的效率,并揭示了磷肥對蓖麻解銅毒的生理機制。結果表明:施磷肥顯著增加了蓖麻生物量和體內銅含量,從而提高了表征植物修復效率的總銅提取量。同時,施磷肥顯著減輕蓖麻受到的銅毒性,表現為顯著降低蓖麻葉片MDA含量,提高了光合色素和抗氧化物質(GSH、AsA)的含量和強抗氧化酶(SOD,POD和CAT)的活性;同時磷酸鹽可與土壤銅形成不溶性的銅/鐵-磷酸鹽沉淀,顯著降低土壤中有效態銅生物濃度。以上研究為農藝措施強化重金屬污染土壤的植物修復提供了新的思路,相關成果也發表在Chemosphere期刊上(鏈接二),碩士生周修佩為第一作者,胡紅青為通訊作者。

該項研究得到國家了國家自然科學基金 (41371170) 、國家重點研發計劃(2015BAD05B02)和土壤環境與污染修復湖北省重點實驗室開放基金(2019104)的經費資助。

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