删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

重金属污染土壤间作修复的研究进展

本站小编 Free考研考试/2022-01-23

摘要
摘要:种植单一的超富集植物修复重金属污染土壤,不但中断农业生产导致经济收益降低,而且因生物量较低、修复周期长等诸多弊端导致修复效果不甚理想。间作作为一种传统的农艺管理方式,利用生态位和生物多样性原理等能提高农作物对资源的有效利用,对共植的农作物种类增量提质。在中、轻度污染土壤修复中利用间作体系,通过调控超富集植物与农作物的生长发育,促进超富集植物根系低分子量有机酸(LMWOAs)的分泌,降低其根际土壤pH,增加重金属活性,从而增加超富集植物对重金属的吸收,同时抑制农作物根系LMWOAs的分泌,以减少农作物对重金属的吸收,提高其产量和品质,实现“边生产边修复”,提高土地利用率,并增加经济效益。本文根据近几年来国内外相关文献,综述了间作条件下超富集植物和农作物生物量、生理生化响应、重金属吸收、转运、富集等方面的变化,以及间作对土壤环境质量的影响,并对间作修复重金属污染土壤领域的发展趋势,如超富集植物和农作物间作的信号转导和分子生物学机制、间作体系下两类植物根际微生物类群的差异及其功能机制,以及构建高效间作体系提高重金属污染土壤的修复效率等方面进行了展望。
关键词:超富集植物/
间作/
重金属/
农作物/
土壤修复
Abstract:Phytoextraction is an efficient, novel, economic, green, and low-risk method for metal-polluted soil remediation that harvests metal hyperaccumulators to remove heavy metals from the soil. The cultivation of a single hyperaccumulator for the remediation of heavy metal-polluted soil not only interrupts agricultural production, leading to economic loss, but also results in low remediation efficiency owing to many disadvantages, such as low biomass and long remediation cycle. As a traditional agronomic management method, intercropping can improve the utilization efficiency of resources and increase the quality of co-planted crop species by using the principles of ecological niche and biodiversity. For the remediation of moderately or lightly metal-polluted soil, an intercropping system can be used to increase the concentrations of heavy metals in hyperaccumulators by regulating the growth and development of the hyperaccumulators and crops. Furthermore, the antioxidative ability of the hyperaccumulators and crops is also improved, which decreases the contents of peroxidation products, such as malondialdehyde and reactive oxygen species, in the cell membrane lipids. Intercropping generally enhances low molecular weight organic acid (LMWOA) secretion from the roots of heavy metal hyperaccumulators, decreases the pH value of rhizospheric soil, increases the activity of heavy metals, and consequently promotes heavy metal uptake by hyperaccumulators. However, LMWOA secretion from the crop roots is inhibited, resulting in decreased heavy metal uptake and improved crop yield and quality. Decreased heavy metal uptake by crops reduces the risk to human health, and the increased metal accumulation in hyperaccumulators enhances the removal of heavy metals from the soil. Moreover, the benefits to farmers are not affected or may even increase when using intercropping remediation technology. Therefore, the land utilization rate and economic benefits increase based on the "production while remediated" approach. This study systematically reviewed changes in biomass, physiological and biochemical responses, heavy metal uptake, translocation, and accumulation in hyperaccumulators and crops, as well as the effects of intercropping on soil environmental quality. While many studies examining the effects of intercropping systems on heavy metal hyperaccumulators and crops had focused on growth and development, metal uptake, translocation, accumulation, and physiological and biochemical responses to heavy metal stress, little information was available on the underlying molecular mechanisms of the physiological and biochemical processes. Additionally, the effects of intercropping on the microbial composition of the rhizosphere of heavy metal hyperaccumulators and crops and the related ecological implications and main function mechanisms remained unclear. From these unsolved questions, future perspectives in this field, such as the signal transduction and molecular mechanisms of the intercropping system of hyperaccumulators and crops, the different and functional mechanisms of rhizosphere microorganisms of two plants, and how to construct an efficient intercropping system to improve the remediation efficiency of heavy metal-polluted soil, were also proposed.
Key words:Hyperaccumulator/
Intercropping/
Heavy metals/
Crops/
Soil remediation



PDF全文下载地址:

http://www.ecoagri.ac.cn/article/exportPdf?id=eb26b6ad-1aab-4d2a-8b62-695106652e00
相关话题/植物 土壤 污染 生态 经济

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 夜间增温与农田铜污染对小麦吸持铜的影响
    摘要摘要:当前部分农业土壤铜(Cu)富集与非对称气候变暖潜在地影响我国小麦生产,理解夜间增温与土壤Cu污染对小麦吸持利用Cu的影响有助于确保小麦的安全优质生产。本研究利用田间被动式夜间增温系统,设置土壤Cu污染与对照对比盆栽试验,研究小麦地上部物质积累、不同组织Cu含量与积累量、Cu迁移系数对增温的 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 内蒙古河套灌区粮饲兼用高粱和谷子拔节期农艺性状对土壤盐分梯度的响应
    摘要摘要:粮饲兼用作物种植模式对内蒙古河套地区的农业、畜牧业可持续发展具有重要意义。本研究以粮饲兼用的2个高粱品种(‘F438’和‘2562’)和2个谷子品种(‘张杂19号’和‘张杂13号’)为试验材料,在内蒙古河套灌区五原县进行大田试验,研究2种作物拔节期的农艺性状对不同土壤盐碱水平的响应特征,并 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 绿肥压青对粉垄稻田土壤微生物量碳和有机碳累积矿化量的影响
    摘要摘要:绿肥压青还田是调控现代集约化稻田土壤逆境的重要手段,为评估绿肥压青下粉垄耕作对稻田土壤微生物量碳和土壤有机碳累积矿化量的影响,设置早稻粉垄耕作与常规耕作2种耕作模式,不施肥和同等肥力条件下施化肥、单倍绿肥配施化肥和双倍绿肥配施化肥4种施肥处理,晚稻免耕常规施用化肥,开展双季稻周年大田应用试 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 稻蟹生态种养模式优质食味粳稻的稻米营养品质分析
    摘要摘要:本研究选用优质食味粳稻品种‘辽粳433’和‘五优稻4号’(稻花香2号)为材料,设置了稻蟹生态种养(ecologicalrice-crab,ERC)和水稻单植(ricemonoculture,RM)2个模式,测定与稻米品质相关的蛋白质含量、直链淀粉含量和矿物质元素含量,采用非靶向代谢组学方法 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 有机管理对不同土地利用方式下土壤质量的影响
    摘要摘要:许多研究发现有机管理可以改善农田土壤质量,但是否不同土地利用方式下都存在此结论尚未明确。为探究有机管理对不同土地利用方式土壤质量的影响,本研究基于一个多土地利用方式的有机管理农场及其附近常规管理农田进行土壤质量调查,对比不同管理措施及大棚菜地、果园、露天菜地、农田边界、稻田田埂5种土地利用 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 管理措施及土壤因子对5种农田生境地表蜘蛛群落多样性的影响
    摘要摘要:以往的研究表明有机管理有利于生物多样性保护,但在不同农业生境类型中是否都存在这个结论呢?基于此问题,本研究在一个多生境的有机管理农场与一个相邻的多生境常规集约化管理农区,采用陷阱法进行蜘蛛取样,对比有机和常规管理措施下大棚菜地、果园、稻田田埂、露天田块及农田边界等5种生境类型的农田蜘蛛多样 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 秸秆还田与施肥方式对稻麦轮作土壤细菌和真菌群落结构与多样性的影响
    摘要摘要:为探索秸秆还田与施肥方式2种农田措施对水稻-小麦(稻麦)轮作土壤微生物群落的影响,阐释其对土壤细菌和真菌群落结构和多样性的影响机制,本研究通过7年稻麦轮作长期定位监测试验,设置无肥空白(CK)、常规施肥(RT)、秸秆还田+常规施肥(RS)和秸秆还田+缓释肥(SS)4个处理,采用Illumi ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 镉-乙草胺胁迫对蚯蚓-土壤-玉米系统的影响
    摘要摘要:重金属与农药复合型污染成为重要的环境问题之一,然而当前关于两者共同作用对蚯蚓-土壤-植物系统的影响研究还很少。为了探讨镉-乙草胺复合污染对蚯蚓-土壤-玉米农田系统的生态毒理效应和生态过程的影响,本研究通过室内模拟试验,从镉-乙草胺复合胁迫下蚯蚓生理响应、土壤理化性质及玉米形态特征等变化,探 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 基于能值分析的稻蛙生态种养模式效益评价
    摘要摘要:稻蛙生态种养模式将蛙类引入稻田,提高水稻生产系统的生产效率与可持续发展能力,是我国现代农业发展中重要的生态农业产业之一。为评价稻蛙生态种养模式的经营效益,本研究运用能值分析法,综合分析2015—2019年上海市青浦区稻蛙生态种养模式生产系统的能值投入和能值产出,并选用能值自给率、能值投资率 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 基于生态系统服务和PSO-SOFM神经网络的中亚水土热资源匹配分区
    摘要摘要:水土热资源匹配度分区研究对于区域农业规划具有重要意义。中亚地区长期以来缺乏合理的水土热资源管理,已引发了一系列资源环境问题,严重威胁该地区农业生产。目前的研究也较少关注中亚水土热资源匹配分区模式。本研究利用遥感数据,通过量化4种主要生态系统服务(植被固碳、土壤保持、水源供给与涵养及生物多样 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23