4种绿化树种根系分泌物对多环芳烃胁迫的响应

摘要

随着人口的不断增长，工业化和城市化的快速发展，资源和能源的大量消耗和不合理利用，全球生态环境质量持续恶化，严重威胁人类的生存和生活。多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons PAHs)是一类广泛存在于环境中的具有致癌、致畸、致突变性的持久性有机污染物（Persistent Organic Pollutants POPs），土壤中残留PAHs降低了土壤环境质量，通过生物富集作用，对人类造成威胁。对于PAHs胁迫下根际的动态调节过程，特别是根系分泌物这一影响根际环境的主导因子在PAHs根际污染生态系统中的作用机制还缺乏系统的了解。
　　本论文以长沙市4种绿化树种栾树（Koelreuteria paniculata）、紫玉兰(Magnolia liliiflora)、樟树（Cinnamomum camphora）、桂花（Osmanthus fragrans）为研究对象，选定芘为多环芳烃代表物，每个树种设3个处理(L0:0 mg·kg-1;L1:500 mg·kg-1; L2:2000 mg·kg-1，PAHs mg/石英砂kg)，分析比较芘胁迫下根系分泌物及根系形态的差异，探讨了根系分泌物对芘胁迫的响应机制。主要研究结果:
　　(1)不同处理水平下，4种绿化树种根系分泌物中检测到的化合物总的种类有所变化，栾树根系分泌物中化合物种类:L1处理（20种）＞L2处理（19种）＞L0处理（15种），紫玉兰总的种类减少:L0处理（35种）＞L1处理（27种）＞L2处理（14种），樟树:L1处理（14种）＞L2处理（10种）＞L0处理（7种），桂花:L0处理（16种）＞L2处理（14种）＞L1处理（13种），不同处理水平下4种绿化树种根系分泌物中的化学成分也发生明显改变。
　　(2)不同处理水平下，4种绿化树种根系分泌物中总碳(TC)含量范围为:4.86-28.78 mg·L-1，总氮(TN)含量范围为:0.98-7.59 mg·L-1，L0与L1处理水平下，栾树根系分泌物种TC含量均高于其余3种绿化树种，L2处理水平下，桂花含量最高;栾树根系分泌中TN含量在3种不同处理水平下均为最高。
　　(3)随着芘浓度的增加，4种绿化树种地上部分、地下部分的鲜重及干重，呈现先上升后下降的趋势，鲜重及干重根冠比均呈现出先下降后增加的趋势，苗高、根体积、主根长及侧根长表现出不一致的变化趋势。
　　(4)不同处理水平下，4种绿化树种根系活性总吸收面积范围为:3.89-6.56 m2，活跃吸收面积范围为:2.53-3.43 m2，根系活跃面积百分比范围为:49.48％-80.59％，根系磷酸酶活性范围为:6.99-69.56 nmol·g-1·FW-1·min-1，栾树磷酸酶活性在3种处理水平下均为最高。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 根系分泌物

1．1．1 根系分泌物定义和组成

1．1．2 根系分泌物的功能

1．1．3 根系分泌物的影响因素

1．1．4 根系分泌物的研究方法

1．2 根系分泌物对多环芳烃污染土壤的响应

1．3 根系分泌物在多环芳烃污染土壤修复中的应用

1．4 研究目的及意义

2 试验地概况与研究方法

2．1 试验地概况

2．2 供试材料与仪器

2．2．1 供试材料

2．2．2 主要试剂与仪器

2．3 试验设计与方法

2．3．1 缓苗处理

2．3．2 根系分泌物的收集

2．3．3 根系分泌物的提纯

2．3．4 根系分泌物成分的GC-MS分析

2．3．5 根系分泌物中全碳(TC)与全氮(TN)的测定

2．3．6 根系活性的测定

2．3．7 根系酸性磷酸酶活性的测定

2．3．8 根系生长特性指标的测定

2．4 数据处理及分析方法

3 结果与分析

3．1 不同处理水平下4种绿化树种根系分泌物的比较

3．1．1 根系分泌物的GC-MS结果

3．1．2 根系分泌物化学成分的比较

3．1．3 小结与讨论

3．2 不同处理水平下4种绿化树种根系分泌物中总碳及总氮含量的比较

3．2．1 根系分泌物中总碳及总氮含量的比较

3．2．2 小结与讨论

3．3 不同处理水平下4种绿化树种根系形态的比较

3．3．1 4种绿化树种根冠比的比较

3．3．2 4种绿化树种地径和苗高的比较

3．3．3 4种绿化树种根体积与根长的比较

3．3．4 小结与讨论

3．4 不同处理水平下4种绿化树种根系活性及磷酸酶活性的比较

3．4．1 不同处理水平下根系活性的比较

3．4．2 4种绿化树种根系活性的比较

3．4．3 不同处理下根系磷酸酶活性的比较

3．4．4 4种绿化树种磷酸酶活性的比较

3．4．5 小结与讨论

4 结论

4．1 4种绿化树种根系分泌物的比较

4．2 4种绿化树种根系分泌物中总碳及总氮含量的比较

4．3 4种绿化树种根系形态的比较

4．4 4种绿化树种根系活性及磷酸酶活性的比较

参考文献

攻读学位期间的主要学术成果

致谢