污灌水中氰對小麥生理生化及土壤微生物群落的影響研究.pdf

1、灌溉水資源短缺是干旱半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)持續(xù)性發(fā)展的一個嚴重障礙。開發(fā)各種水資源，特別是污水灌溉越來越受到人們的重視。城市污水經(jīng)處理達標(biāo)后用于農(nóng)田灌溉是污水資源化和污水凈化的有效途徑。一方面由于土壤的自然凈化能力，對污水殘留毒物進一步凈化、解毒，減輕了污水對環(huán)境的危害；另一方面由于污水中的大量營養(yǎng)物質(zhì)被植物吸收，又促進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；同時，污水得以重復(fù)利用，緩解了我國水資源緊張的問題。但是由于我國的污灌技術(shù)還比較落后，相應(yīng)的政策法規(guī)不夠健全，特別

2、是在污灌過程中對水質(zhì)的要求不嚴格，因而常常會引發(fā)一系列問題，其中主要的就是對作物生長發(fā)育的不良影響。
　　 作為有用水資源，合成氨企業(yè)廢水由于其內(nèi)含有大量營養(yǎng)成分而受到人們的日益關(guān)注，但其廢水中經(jīng)常含有氰、酚等劇毒性的有害成分，特別是小型的合成氨企業(yè)，其排放的廢水中含有氰化物濃度甚至可達幾個至十幾個mg·L-1，如果直接灌溉到農(nóng)田中，勢必對農(nóng)作物的生長發(fā)育、生理指標(biāo)、品質(zhì)等產(chǎn)生影響，也會對生態(tài)環(huán)境造成潛在的危害，將會影響到整個的

3、農(nóng)田生態(tài)環(huán)境。
　　 小麥?zhǔn)俏覈狈礁珊蛋敫珊档貐^(qū)最主要的糧食作物，是污水灌溉的主要對象之一，也是我們田間灌溉實驗所使用的農(nóng)作物。因此，本課題針對含氰廢水水中污染物的特點，選用小麥作為代表作物，采用盆栽的方法，研究含氰廢水對其生長以及生理生化指標(biāo)的影響，同時還研究了氰對土壤微生物群落的影響，得出了以下結(jié)論：
　　 1.氰對小麥種子萌發(fā)和活力隨濃度升高而呈現(xiàn)出由促進到抑制的變化規(guī)律。低濃度氰（<1.0mg·L-1）處理能夠

4、促進小麥種子萌發(fā)，提高發(fā)芽率，同時也能夠提高淀粉酶的活力；而在氰濃度5.0～200mg·L-1之間，發(fā)芽率開始下降，氰濃度與小麥種子萌發(fā)率之間存在著極顯著的負相關(guān)關(guān)系。并且當(dāng)氰濃度>100mg·L-1時，幼根的萌發(fā)受到極大抑制，淀粉酶活力也降到對照組的30％以下，使幼苗失去長成完整植株的可能。
　　 2.氰對小麥幼苗生長也呈現(xiàn)出低濃度刺激，高濃度抑制的規(guī)律。低濃度氰（<1.0mg.L-1）對幼芽與幼根的伸長及其干物質(zhì)積累有一定的

5、刺激作用；隨著濃度的增加毒害作用變得明顯，與對照相比根長與芽長均受到不同程度抑制，干物質(zhì)積累逐漸減少。當(dāng)氰濃度達到100～200mg·L-1時，芽和根的生長幾乎停止，干物質(zhì)的積累趨于無法計量。同時，對比一定濃度下氰對幼根與幼芽的影響發(fā)現(xiàn)，氰對小麥幼苗根生長的抑制作用大于對芽的抑制作用，其中根伸長抑制率對氰最為敏感，對于污染物影響研究是較為理想的生物標(biāo)志物。
　　 3.不同濃度氰脅迫對代表作物產(chǎn)量的生理指標(biāo)的影響（地上部干重、根干

6、重、地上部蛋白質(zhì)含量、根系活力、葉綠素a以及葉綠素a/b）有相似的規(guī)律，低濃度（<1.0mg·kg-1土）下有不同程度的促進作用；隨著土壤中氰濃度的增加，均呈現(xiàn)出抑制的趨勢。根系活力的降低與葉綠素含量的減少對小麥幼苗的吸收能力和光合作用產(chǎn)生不利影響，使得其生物量減少，出現(xiàn)黃葉和倒伏現(xiàn)象，繼而影響到整個植株的發(fā)育。
　　 4.不同濃度氰脅迫下，低濃度氰使得代表逆境抗性的氧化酶系統(tǒng)（SOD、CAT）活力上升，MDA含量和POD活力下

7、降；而高濃度氰則使SOD和CAT活力下降，MDA含量和POD活力上升。這就說明在高濃度氰脅迫下，植物細胞中抗氧化作用酶系統(tǒng)的受損打破了植物細胞內(nèi)活性氧產(chǎn)生與清除間的正常平衡狀態(tài)，積累過量的活性氧，活性氧的積累引起膜脂過氧化程度加重，從而對植物產(chǎn)生毒害。
　　 5.對小麥各項生理指標(biāo)與土壤氰濃度之間進行相關(guān)及回歸分析，確定土壤氰濃度與地上部干重相對百分率、根干重百分率、蛋白質(zhì)含量、根系活力、葉綠素a、葉綠素a/b、MDA含量、SO

8、D、CAT、POD活力之間有相關(guān)性。通過比較脅迫效應(yīng)25％值的臨界指標(biāo)EC25值表明，CAT活性更為敏感，建議CAT活性抑制率為土壤氰的臨界值，EC25為45.6mg·kg-1。
　　 6.測定氰對土壤細菌總量和呼吸強度的影響，發(fā)現(xiàn)土壤微生物對氰的耐受能力遠遠高出小麥，中等濃度氰（5～10mg.kg-1土）對微生物產(chǎn)生較為嚴重的抑制，而高濃度氰（30～100mg.kg-1土）對微生物數(shù)量和活力卻產(chǎn)生了的強烈刺激作用，耐氰菌成為微