直流电场对苦草生长的影响和分泌物的研究

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苦草是一种常见的沉水植物,在水体生态修复和沉积物修复领域中有重要的作用。苦草的生长状态与修复效果密切相关,电场是影响植物生长的一个重要因素,但是电场对苦草生长的影响尚不清楚;分泌物是植物生长过程的代谢产物,能够反映和影响植物的生长状态,然而传统的研究方法不太适合沉水植物苦草的研究,也没有区分根部和叶部分泌物的差异,因此通过设计装置开展了一些关于苦草分泌物的基本研究,获得的主要结果如下:  (1)在一定阈值范围内,电场对苦草生长有促进作用,0.2~1.0V的电压可以促进苦草生长,而1.5~3.0 V的电压则会抑制其生长,其中,0.5V电压对苦草生长的促进效果最明显。  (2)自行设计了苦草分泌物收集装置和方法,选择雕塑油泥作为密封材料,实现苦草根部和茎叶部分泌物分隔收集;通过对苦草进行一个月的培养,苦草在培养期内生长状态良好,证明了该收集方法和装置的可行性;同时,通过对苦草根部分泌物总量随时间的累积变化,确认收集时间的最大值为15天。  (3)通过已经建立的方法,探究根部分泌物和茎叶部分泌物的差异,叶部分泌物组成比根部分泌物更复杂,叶部可检测的氨基酸种类更多,而且大分子氨基酸所占比重更大;叶部分泌的氨基酸总量远远大于根部,以相同时间内单位鲜重的分泌量作为衡量分泌能力的标准,则叶部分泌氨基酸能力约为根部的两倍。  (4)苦草种植后,沉积物中微生物群落物种总数和物种多样性都明显增加,β和G变性菌增加,这些菌与Fe(Ⅱ)、硫元素和氮元素的代谢有关,改善了苦草生长的营养状态。  综上所述,电场对苦草生长的影响在一定电压范围内表现出低促高抑的效应,0.2~1.0V的电压有助于沉水植物苦草的生长和强化植物修复过程,而1.5~3.0V的电压会破坏苦草组织,同时导致苦草生境变差,不利于沉水植物苦草的生长;苦草在生长过程中,根部和茎叶部都会向周围环境分泌物质,而且根部和茎叶部的分泌物质是有很大差异的,因此我们在实际的研究过程中有必要对苦草的根部和茎叶部分泌物分开考虑,这将有助于研究者更好的理解苦草对藻类的化感作用和苦草与周围环境的相互作用,在实际研究中,以更准确的角度探究苦草分泌物的功能;苦草对沉积物中微生物群落结构的改变表明了苦草根际与微生物的相互作用,有助于更好的理解苦草对沉积物污染修复的生态功能。
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