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土壤肥力与环境团队在蓖麻修复铜污染土壤取得新进展
来源:牛牛游戏大厅 发布时间:2020-09-10

近日, 资源与环境学院土壤肥力与环境团队在重金属污染土壤植物修复方面取得系列进展。该团队通过探究铜耐性植物蓖麻根系活动对根际土壤铜的形态转化及施用磷肥对蓖麻提取土壤铜效率的影响,揭示了蓖麻根际土壤铜形态转化的特征,评价了施磷等农艺措施强化蓖麻修复铜的效果和可行性,为应用蓖麻进行铜污染土壤修复实践提供了科学依据。

土壤重金属污染是影响土壤生态安全和人类健康的重要环境问题,而植物提取被视为一种经济可行且环境友好的土壤修复技术。根际环境中,植物根-土相互作用会影响重金属的生物有效性,从而影响植物对重金属的吸收和提取效率。

该团队通过根袋技术探究蓖麻根际铜形态变化和溶解有机质的组成与特征,探究了蓖麻根系对土壤铜形态变化的作用机理。研究结果发现,在相同浓度铜处理下,根际土中酸交换性铜含量要高于非根际土,而根际土中可还原性铜、可氧化性铜和残渣态铜含量均低于非根际土。与非根际土相比,根际土壤pH降低,而总氮、碳含量均升高。与对照相比,铜处理根际土壤总低分子量有机酸和总氨基酸含量分别增加15.2%~47.2%和36.4%~200%。此外,根际土中较简单的溶解有机质和高浓度低分子量有机酸促进了土壤铜从相对稳定的状态转化为有效态。以上发现为进一步施加外源强化措施提高蓖麻修复铜效率提供了理论基础,相关成果发表在Chemosphere期刊上(链接一),博士生黄国勇为第一作者,胡红青教授为通讯作者。

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此外,施肥作为常用的农艺措施,不仅可以增加植物生物量,而且还能提高植物体内金属含量。该团队通过盆栽试验评估了磷肥对蓖麻修复土壤铜污染的效率,并揭示了磷肥对蓖麻解铜毒的生理机制。结果表明:施磷肥显著增加了蓖麻生物量和体内铜含量,从而提高了表征植物修复效率的总铜提取量。同时,施磷肥显著减轻蓖麻受到的铜毒性,表现为显著降低蓖麻叶片MDA含量,提高了光合色素和抗氧化物质(GSH、AsA)的含量和强抗氧化酶(SOD,POD和CAT)的活性;同时磷酸盐可与土壤铜形成不溶性的铜/铁-磷酸盐沉淀,显著降低土壤中有效态铜生物浓度。以上研究为农艺措施强化重金属污染土壤的植物修复提供了新的思路,相关成果也发表在Chemosphere期刊上(链接二),硕士生周修佩为第一作者,胡红青为通讯作者。

该项研究得到国家了国家自然科学基金 (41371170) 、国家重点研发计划(2015BAD05B02)和土壤环境与污染修复湖北省重点实验室开放基金(2019104)的经费资助。

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