納米二氧化鈦對(duì)蘆葦生物量的影響 轉(zhuǎn)載于漢斯學(xué)術(shù)交流平臺(tái)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們

納米二氧化鈦對(duì)蘆葦生物量的影響 內(nèi)容總結(jié)：

水生植物在水體凈化和保護(hù)方面具有十分重要的作用。金樹權(quán)等研究表明水生植物可以明顯降低水體氮、磷的濃度 [1] ，周裔文等研究證明隨著水體氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素濃度的升高，水生植物——苦草對(duì)氮磷的凈化能力逐漸增強(qiáng) [2] ，陳友媛等研究了蘆葦和香蒲修復(fù)高鹽堿富營(yíng)養(yǎng)化水體的作用 [3] 。蘆葦(Phragmites australis (Clav.) Trin.)屬禾本科多年生的水生和濕生植物，分布范圍十分廣泛。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)蘆葦改善生態(tài)環(huán)境的功能進(jìn)行了大量研究。Weis等、Aksoy等對(duì)蘆葦在重金屬的吸收、分布、遷移、釋放規(guī)律等方面進(jìn)行了研究，認(rèn)為蘆葦在重金屬污染區(qū)域的生態(tài)修復(fù)中有著較好的應(yīng)用前景 [4] [5] ?；惼嫉妊芯苛颂J葦對(duì)有毒重金屬的抗性和富集作用 [6] ，錢鳴飛等研究了蘆葦和香蒲去除水污染的效果 [7] ，歐維新等研究了蘆葦濕地對(duì)氮、磷污染物的凈化效應(yīng) [8] ，楊金紅研究了蘆葦對(duì)重金屬污染修復(fù)的作用 [9] 。

內(nèi)容：

1. 引言

水生植物在水體凈化和保護(hù)方面具有十分重要的作用

金樹權(quán)等研究表明水生植物可以明顯降低水體氮、磷的濃度 [1] ，周裔文等研究證明隨著水體氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素濃度的升高，水生植物——苦草對(duì)氮磷的凈化能力逐漸增強(qiáng) [2] ，陳友媛等研究了蘆葦和香蒲修復(fù)高鹽堿富營(yíng)養(yǎng)化水體的作用 [3]

蘆葦(Phragmites australis (Clav.) Trin.)屬禾本科多年生的水生和濕生植物，分布范圍十分廣泛

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)蘆葦改善生態(tài)環(huán)境的功能進(jìn)行了大量研究

Weis等、Aksoy等對(duì)蘆葦在重金屬的吸收、分布、遷移、釋放規(guī)律等方面進(jìn)行了研究，認(rèn)為蘆葦在重金屬污染區(qū)域的生態(tài)修復(fù)中有著較好的應(yīng)用前景 [4] [5]

滑麗萍等研究了蘆葦對(duì)有毒重金屬的抗性和富集作用 [6] ，錢鳴飛等研究了蘆葦和香蒲去除水污染的效果 [7] ，歐維新等研究了蘆葦濕地對(duì)氮、磷污染物的凈化效應(yīng) [8] ，楊金紅研究了蘆葦對(duì)重金屬污染修復(fù)的作用 [9]

利用綠色無污染技術(shù)提高蘆葦?shù)漠a(chǎn)量，增加蘆葦?shù)纳锪?，無疑會(huì)提高蘆葦去除水體污染物的效率

納米材料已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，利用納米材料的生物學(xué)效應(yīng)去除水質(zhì)污染的研究未見報(bào)道

本試驗(yàn)在哈爾濱市后備飲用水源地西泉眼水庫(kù)消落帶的試驗(yàn)區(qū)，研究了納米材料生物學(xué)效應(yīng)對(duì)蘆葦生長(zhǎng)的影響

采用TiO2納米材料對(duì)蘆葦處理，通過觀察和測(cè)定蘆葦生長(zhǎng)發(fā)育和生理的變化，研究其對(duì)蘆葦生物量的生物學(xué)效應(yīng)，為提高蘆葦生物量、改善蘆葦品質(zhì)提供理論依據(jù)，同時(shí)為湖泊水庫(kù)等水源地安全高效凈化水體提供了新的模式

2. 研究區(qū)概況及試驗(yàn)方法2.1. 試驗(yàn)區(qū)概況西泉眼水庫(kù)是哈爾濱市的后備飲用水源地，地理坐標(biāo)為東經(jīng)127?16'，北緯45?12'，位于松花江南岸一級(jí)支流阿什河上游

西泉眼水庫(kù)氣候?qū)贉貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，春季風(fēng)大少雨干旱，夏季濕熱多雨，秋季冷涼早霜，冬季長(zhǎng)而寒冷

年降水量536 mm，全年無霜期120~140 d，年平均氣溫3.4℃，年日照時(shí)數(shù)2400~2700 h，有效積溫2500℃~2800℃

11月初開始冰凍，冰厚0.7~1 m，4月上旬解凍 [10]

目前，庫(kù)區(qū)消落帶植物少，物種不豐富，因此通過水庫(kù)消落帶水生植被的恢復(fù)，控制地表徑流帶來的氮磷污染，對(duì)改善庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境和水源地保護(hù)具有長(zhǎng)遠(yuǎn)意義

2.2. 試驗(yàn)方法試驗(yàn)所用的蘆葦根采自黑龍江省哈爾濱市白魚泡國(guó)家濕地公園

在西泉眼水庫(kù)上游消落區(qū)設(shè)置20 m × 15 m的試驗(yàn)田(

圖1)，將蘆葦以同種模式種植在試驗(yàn)田，然后將試驗(yàn)田劃分為兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)，面積分別為20 m × 7.5 m (

圖2)，分別為試驗(yàn)組和對(duì)照組，對(duì)試驗(yàn)組蘆葦采用納米材料進(jìn)行處理



Figure 1. Location of nano material test area in Xiquanyan reservior

圖1. 西泉眼水庫(kù)納米材料試驗(yàn)區(qū)位置

圖



Figure 2. Sketch map of test area division

圖2. 試驗(yàn)區(qū)劃分示意

圖2011年5月7日將采集的蘆葦根扦插種植，蘆葦根直徑2~3 cm，長(zhǎng)30~40 cm，株距為20 cm × 20 cm

水面覆蓋層為5~10 cm，灌溉用水來自山區(qū)地表徑流，水源充足

西泉眼水庫(kù)五月中旬平均氣溫在15℃左右，蘆葦插秧經(jīng)過20天緩苗期后才開始生長(zhǎng)

2011年5月27日在試驗(yàn)組蘆葦頂端噴灑納米級(jí)鈦化合物

納米材料為納米級(jí)二氧化鈦(產(chǎn)地為廣州拓億，純度為95%)，粒徑20 nm，濃度為2.8%，使用前用超聲波震蕩一小時(shí)，然后加300倍水稀釋

此后，分別于6月27日、8月25日和9月19日對(duì)兩個(gè)組的蘆葦進(jìn)行觀察和數(shù)據(jù)采集

2.3. 形態(tài)指標(biāo)及生理指標(biāo)的測(cè)定2.3.1. 形態(tài)指標(biāo)測(cè)定苗期和穗期分別測(cè)定蘆葦葉穗、株高、株莖、葉長(zhǎng)、葉寬、葉面積、葉鞘長(zhǎng)等生長(zhǎng)指標(biāo)

每次測(cè)量時(shí)，隨機(jī)選取試驗(yàn)組和對(duì)照組的10株蘆葦測(cè)量株高、株徑、葉穗，同時(shí)自距離地面30 cm處開始向上部依次測(cè)量每株蘆葦?shù)?個(gè)葉片，測(cè)量每個(gè)葉片的葉長(zhǎng)、葉寬、葉面積、葉鞘數(shù)值

2.3.2. 生理指標(biāo)測(cè)定穗期分別隨機(jī)選取10株試驗(yàn)組和對(duì)照組的蘆葦測(cè)定其晴天和陰天光合速率

光合速率測(cè)定采用Licor-640光合速率儀

2.4. 數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)采用Excel 2003制

圖，SPSS 17.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行Dun-can’s單因素多重比較檢驗(yàn)

3. 試驗(yàn)結(jié)果與分析5月7日扦插蘆葦，經(jīng)過20天緩苗期后開始生長(zhǎng)新葉

5月27日在蘆葦長(zhǎng)出1~3個(gè)葉片時(shí)對(duì)蘆葦噴灑納米二氧化鈦，將納米材料噴灑在蘆葦頂端(

圖3)



Figure 3. Spraying reed seedlings with nano titanium dioxide

圖3. 納米二氧化鈦噴灑蘆葦幼苗3.1. 納米材料對(duì)蘆葦生長(zhǎng)的作用3.1.1. 噴灑納米材料一個(gè)月后蘆葦生長(zhǎng)情況2011年6月27日對(duì)蘆葦生長(zhǎng)情況進(jìn)行觀察和數(shù)據(jù)采集(4)

采用納米二氧化鈦處理蘆葦后，經(jīng)過一個(gè)月的生長(zhǎng)期，除蘆葦葉片、葉鞘值沒有顯著差異外，試驗(yàn)組和對(duì)照組蘆葦?shù)闹旮?、株徑、葉片數(shù)、葉面積、葉寬和葉長(zhǎng)值都表現(xiàn)出了顯著差異

生長(zhǎng)差異最大的是葉面積，其次是葉長(zhǎng)和株高值，試驗(yàn)組蘆葦平均葉面積36.48 cm2，對(duì)照組平均葉面積18.97 cm2，增幅高達(dá)92.3%；試驗(yàn)組葉長(zhǎng)值平均24.36 cm，對(duì)照組17.26 cm，增幅達(dá)41.1%；試驗(yàn)組蘆葦平均株高101.25 cm，對(duì)照組僅為77.56 cm，差距達(dá)30.5%

納米二氧化鈦處理蘆葦后，經(jīng)過一個(gè)月的生長(zhǎng)期，試驗(yàn)組與對(duì)照組各部位生長(zhǎng)差異大小次序?yàn)椋喝~面積 > 葉長(zhǎng) > 株高 > 葉寬 > 株徑 > 葉鞘 > 葉片



注：株高(cm)，株莖(mm)，葉片數(shù)(片)，葉鞘值(cm)，葉面積值(cm2)，葉寬值(cm)，葉長(zhǎng)值(cm)

Figure 4. Effect of nano titanium dioxide on the growth of reed in one month

圖4. 一個(gè)月后納米二氧化鈦對(duì)蘆葦生長(zhǎng)的影響(mean ± SE)3.1.2. 噴灑納米材料三個(gè)月后蘆葦生長(zhǎng)情況2011年8月25日，在納米材料噴灑三個(gè)月后再次對(duì)蘆葦生長(zhǎng)情況進(jìn)行觀察和數(shù)據(jù)采集

試驗(yàn)組絕大多數(shù)蘆葦都已抽穗，且雜草較少，蘆葦生長(zhǎng)非常旺盛

對(duì)照組蘆葦普遍株高較矮，且雜草較多，其中稗草為優(yōu)勢(shì)種，蘆葦覆蓋度明顯低于試驗(yàn)組，且僅有少部分蘆葦抽穗(

圖5)



Figure 5. Growth status and weed cover of reed in experimental group (right) and control group (left)

圖5. 試驗(yàn)組(

圖右)與對(duì)照組(

圖左)蘆葦長(zhǎng)勢(shì)及雜草覆蓋情況通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，納米二氧化鈦處理后，經(jīng)過三個(gè)月的生長(zhǎng)期，試驗(yàn)組與對(duì)照組蘆葦各部位生長(zhǎng)差異主要表現(xiàn)在抽穗率、葉穗、株徑和株高方面，試驗(yàn)組分別超過對(duì)照組200%、76.9%、38.7%和24.4% (6)；試驗(yàn)組與對(duì)照組差異不顯著的的是葉面積值、葉寬值、葉片數(shù)、葉長(zhǎng)值和葉鞘值



注：抽穗率計(jì)算方法為直接核算試驗(yàn)組和對(duì)照組全部抽穗數(shù)量

葉穗(cm)，抽穗率(%)，株高(cm)，株莖(mm)，葉片數(shù)(片)，葉鞘值(cm)，葉面積值(cm2)，葉寬值(cm)，葉長(zhǎng)值(cm)

Figure 6. Effect of nano titanium dioxide on the growth of reed after three months

圖6. 三個(gè)月后納米二氧化鈦對(duì)蘆葦生長(zhǎng)的影響3.1.3. 噴灑納米材料四個(gè)月后蘆葦生長(zhǎng)情況2011年9月19日對(duì)蘆葦又進(jìn)行了一次觀測(cè)和數(shù)據(jù)采集，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)7



注：葉穗長(zhǎng)(cm)，株高(cm)，株莖(cm)，葉片數(shù)(片)，葉鞘值(cm)，葉面積值(cm2)，葉寬值(cm)，葉長(zhǎng)值(cm)

Figure 7. Effect of nano titanium dioxide on the growth of reed after four months

圖7. 四個(gè)月后納米二氧化鈦對(duì)蘆葦生長(zhǎng)的影響經(jīng)過四個(gè)多月的生長(zhǎng)，蘆葦進(jìn)入成熟期

試驗(yàn)組和對(duì)照組蘆葦顯著差異主要表現(xiàn)在葉穗長(zhǎng)度、株徑直徑和株高尺寸方面

試驗(yàn)組葉穗長(zhǎng)度超過對(duì)照組93.1%、株徑超過47.7%、株高超過23.3%

試驗(yàn)組和對(duì)照組在葉片數(shù)、葉鞘值、葉面積值、葉寬值和葉長(zhǎng)值方面都沒有明顯差異

3.1.4. 試驗(yàn)組和對(duì)照組主要生物生理指標(biāo)比較試驗(yàn)期間對(duì)試驗(yàn)組和對(duì)照組蘆葦?shù)墓夂献饔眯蔬M(jìn)行了測(cè)定，在蘆葦生長(zhǎng)旺盛的8月份選擇相鄰的陽光充足的晴天和光照不足的陰天進(jìn)行測(cè)定

在東北作物停止生長(zhǎng)的10月上旬開始收割蘆葦，計(jì)算試驗(yàn)組和對(duì)照組生物量，同時(shí)計(jì)算雜草覆蓋率(

圖8)



注：晴天光合速率(umol CO2/m2?s?1)，陰天光合速率(umol CO2/ m2?s?1)，生物量(kg/m2)，雜草覆蓋率(%)；注：1) 光合速率測(cè)定日期為8月19日(晴)和8月20日(陰)；2) 生物量計(jì)算方法為10月6日全部收割試驗(yàn)組和對(duì)照組蘆葦稱重后計(jì)算得數(shù)；3) 雜草覆蓋率為收割蘆葦時(shí)實(shí)際核算試驗(yàn)組和對(duì)照組雜草和蘆葦株數(shù)結(jié)果

Figure 8. Comparison of main biological and physiological indexes between experimental group and control group

圖8. 試驗(yàn)組和對(duì)照組主要生物生理指標(biāo)對(duì)比分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組和對(duì)照組光合速率差異顯著，納米二氧化鈦對(duì)蘆葦?shù)墓夂献饔盟俾视绊懞艽?，晴天陽光充足時(shí)試驗(yàn)組光合速率比對(duì)照組增加了88.3%，陰天光照不足時(shí)增加了72.5%

試驗(yàn)組和對(duì)照組蘆葦?shù)纳锪坎町愐卜浅ｏ@著，經(jīng)過一個(gè)完整的生長(zhǎng)周期后，試驗(yàn)組蘆葦?shù)纳锪砍^對(duì)照組生物量的97.5%，蘆葦產(chǎn)量提高了一倍

納米二氧化鈦不僅對(duì)提高蘆葦產(chǎn)量作用明顯，其抑制雜草的效果也非常顯著，試驗(yàn)組雜草覆蓋率僅為對(duì)照組的10.5%

4. 討論4.1. 納米二氧化鈦生物學(xué)效應(yīng)問題納米二氧化鈦具有光催化、比表面積大等一系列優(yōu)異的性能，在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用

目前主要應(yīng)用于化工領(lǐng)域作為催化劑、添加劑和改性劑，水處理領(lǐng)域作為光催化劑降解有機(jī)污染物和富集重金屬，環(huán)保領(lǐng)域用于殺菌消毒、凈化空氣和作為自清潔涂層，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域用于腫瘤診斷治療、種植體表面改性等等

此外，納米二氧化鈦在電池、印染、顏料、食品、光學(xué)、路橋、木材和彈藥等行業(yè)都得到開發(fā)應(yīng)用 [11] [12] [13]

關(guān)于納米生物學(xué)效應(yīng)問題國(guó)內(nèi)外研究起步較晚，而且主要集中于納米材料的毒理性研究方面

Lovern SB.和Klap R. (2006)研究了納米二氧化鈦可引起浮游動(dòng)物中大型蚤類的中毒死亡 [14] ；Ilona Velzeboer等(2008)在研究納米二氧化鈦對(duì)水生生物的毒理作用時(shí)未發(fā)現(xiàn)對(duì)藻類有任何影響 [15] ；Enrique Navarro等(2008)認(rèn)為納米二氧化鈦可以改變?cè)孱?、植物和真菌的?xì)胞膜以及其他細(xì)胞結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu) [16] ；Uhram Song等(2013)研究了納米二氧化鈦對(duì)油菜、萵苣和菜豆的毒理效應(yīng)，結(jié)論

表明對(duì)這三種植物沒有任何毒性 [17] ；Hassan Feizi等(2012)研究了納米二氧化鈦對(duì)小麥種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明納米二氧化鈦可以促進(jìn)小麥種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng) [18] ；侯東穎等(2012)研究認(rèn)為納米二氧化鈦對(duì)普生輪藻具有毒性作用，且表現(xiàn)出劑量效應(yīng) [19] ；李雅潔等(2013)研究認(rèn)為納米二氧化鈦表現(xiàn)為低濃度(1 mg?L?1)促進(jìn)藻類生長(zhǎng)，高濃度(200 mg?L?1)抑制藻類生長(zhǎng)的趨勢(shì)，同時(shí)高濃度還導(dǎo)致細(xì)胞色素和蛋白質(zhì)含量減少，抗氧化酶活性明顯下降，同樣引起氧化脅迫效應(yīng) [20] ；Maryam Haghighi等(2014)研究了納米二氧化鈦對(duì)西紅柿、洋蔥和蘿卜種子發(fā)芽的影響，認(rèn)為納米二氧化鈦可以提高種子發(fā)芽率，效果最顯著的是西紅柿，其次是蘿卜和洋蔥 [21]

目前國(guó)內(nèi)外開展的植物納米生物學(xué)效應(yīng)問題研究具有很大的局限性，其全部數(shù)據(jù)都是基于實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究取得的，而且僅僅局限于植物生長(zhǎng)發(fā)育的某一個(gè)階段，無法準(zhǔn)確反映植物在自然生長(zhǎng)下的狀態(tài)，更沒有關(guān)于植物整個(gè)生長(zhǎng)周期或完整生命周期的試驗(yàn)數(shù)據(jù)

關(guān)于蘆葦?shù)募{米生物學(xué)效應(yīng)問題也未見任何報(bào)道

本試驗(yàn)自2011年5月7日蘆葦插秧至10月6日蘆葦收割，經(jīng)歷了蘆葦一個(gè)完整的生長(zhǎng)周期，準(zhǔn)確記錄了蘆葦自然生長(zhǎng)狀態(tài)下納米二氧化鈦對(duì)蘆葦?shù)纳飳W(xué)效應(yīng)問題

研究發(fā)現(xiàn)，納米二氧化鈦對(duì)蘆葦生物學(xué)的正向效應(yīng)極為明顯，采用納米二氧化鈦材料處理的試驗(yàn)組蘆葦生物量比對(duì)照組提高了97.5%、株徑增加47.7%、株高增加23.3%

因此納米二氧化鈦的蘆葦生物學(xué)效應(yīng)研究在水生態(tài)環(huán)境修復(fù)中具有重要意義

采用納米技術(shù)促進(jìn)水生植物的生長(zhǎng)，可以極大地提高水生植物消除水質(zhì)污染的效率

由于采用的納米材料無色、無味、無污染、成本低廉，所以納米生物技術(shù)凈化水質(zhì)是一種綠色高效的新技術(shù)

蘆葦在濕地及人工濕地系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，它不僅能夠直接吸收有機(jī)物氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)還為微生物提供了良好的場(chǎng)所，使得污染物質(zhì)可以通過硝化、反硝化、降解、絡(luò)合、吸附等作用而去除

蘆葦?shù)母鶎?duì)重金屬的積累具有重要作用

蘆葦對(duì)鎘、鉛、銅等污染物都有一定程度的吸收、積累能力，尤其是對(duì)鉻和六六六，有較大的吸收、積累能力 [22]

納米二氧化鈦可以把蘆葦生物量增加一倍，納對(duì)水生態(tài)環(huán)境修復(fù)作用顯著，直接提高了蘆葦在人工濕地和湖泊、水庫(kù)等水源地去除污染、保護(hù)和凈化水質(zhì)的能力

4.2. 納米二氧化鈦與光合作用Zheng Lei等(2007)研究了納米二氧化鈦與植物光合作用的關(guān)系，認(rèn)為納米二氧化鈦可以提高植物可見光和紫外光的光合速率 [23] ；Su Mingyu等(2007)認(rèn)為納米二氧化鈦提高光合作用效率的機(jī)理是它可以促進(jìn)光合作用中的能量轉(zhuǎn)移和氧氣釋放 [24] ；Fengqing Gao等(2008)研究了納米二氧化鈦增加光合作用速率的機(jī)理，認(rèn)為它不僅能提高光的吸收率，將光能轉(zhuǎn)化為電子能和活性化學(xué)能，更重要的是促進(jìn)了二磷酸核酮糖羧化酶的活性 [25]

本試驗(yàn)中納米二氧化鈦對(duì)蘆葦光合作用的研究數(shù)據(jù)表明：晴天光線充足條件下試驗(yàn)組蘆葦?shù)墓夂纤俾时葘?duì)照組提高了88.3%，陰天光照不足時(shí)光合速率提高了72.5%

本次研究最重要的發(fā)現(xiàn)在于試驗(yàn)組蘆葦陰天光照不足時(shí)的光合速率為9.59 umol CO2/m2?s?1，對(duì)照組晴天光線充足條件下的光合速率為9.93 umol CO2/ m2?s?1，兩者光合速率數(shù)據(jù)相差無幾！證明納米二氧化鈦可以把蘆葦陰天光線不足時(shí)的光合作用速率提高到晴天陽光充足時(shí)的光合作用速率水平

陰天可見光照射強(qiáng)度減少，但是紫外光照射強(qiáng)度與晴天差異不大，本試驗(yàn)直接證實(shí)了Zheng Lei等(2007)認(rèn)為納米二氧化鈦可以提高紫外光光合作用速率的研究結(jié)果

4.3. 納米二氧化鈦與植物群落結(jié)構(gòu)試驗(yàn)證明納米二氧化鈦可以顯著降低蘆葦群落中的雜草覆蓋率，對(duì)照組的雜草覆蓋率為57%，試驗(yàn)組的僅為6%

關(guān)于納米二氧化鈦對(duì)植物種群群落結(jié)構(gòu)的影響方面的研究未見任何報(bào)道

本研究證明納米二氧化鈦對(duì)植物群落結(jié)構(gòu)的影響十分顯著，一部分原因可能是納米材料通過提高蘆葦光合速率對(duì)蘆葦生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，蘆葦通過種間競(jìng)爭(zhēng)抑制了雜草的生長(zhǎng)；另一方面可能由于納米材料在一定程度上對(duì)雜草的生長(zhǎng)具有直接抑制作用，尚需要進(jìn)一步驗(yàn)證

5. 結(jié)論

納米二氧化鈦對(duì)蘆葦具有明顯的生物學(xué)正向效應(yīng)

1) 蘆葦生長(zhǎng)一個(gè)月后，納米二氧化鈦對(duì)蘆葦?shù)纳飳W(xué)效應(yīng)影響主要表現(xiàn)在葉面積、葉長(zhǎng)和株高值

2) 蘆葦生長(zhǎng)三個(gè)月后，納米二氧化鈦對(duì)蘆葦?shù)纳飳W(xué)效應(yīng)影響主要表現(xiàn)在抽穗率、葉穗、株徑和株高方面，試驗(yàn)組分別超過對(duì)照組200%、76.9%、38.7%和24.4%

3) 蘆葦生長(zhǎng)四個(gè)月后，納米二氧化鈦對(duì)蘆葦?shù)纳飳W(xué)效應(yīng)影響主要表現(xiàn)在葉穗長(zhǎng)度、株徑直徑和株高尺寸方面，試驗(yàn)組葉穗長(zhǎng)度超過對(duì)照組93.1%、株徑超過47.7%、株高超過23.3%

4) 試驗(yàn)組和對(duì)照組光合速率差異顯著，納米二氧化鈦對(duì)蘆葦?shù)墓夂献饔盟俾视绊懞艽螅缣礻柟獬渥銜r(shí)試驗(yàn)組光合速率比對(duì)照組增加了88.3%，陰天光照不足時(shí)增加了72.5%

試驗(yàn)組陰天光照不足時(shí)的光合作用速率達(dá)到了對(duì)照組晴天光照充足時(shí)的光合速率水平

5) 納米二氧化鈦不僅對(duì)增加蘆葦生物量作用明顯，其抑制雜草的效果也非常顯著，試驗(yàn)組雜草覆蓋率僅為對(duì)照組的10.5%

6) 納米二氧化鈦可以增加蘆葦生物量，試驗(yàn)組和對(duì)照組蘆葦?shù)纳锪坎町惙浅ｏ@著，經(jīng)過一個(gè)完整的生長(zhǎng)周期后，試驗(yàn)組蘆葦?shù)纳锪砍^對(duì)照組生物量的97.5%，蘆葦產(chǎn)量提高了一倍

參考文獻(xiàn) NOTES于洪賢（1962-），女，遼寧岫巖人，東北林業(yè)大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，濕地科學(xué)學(xué)科帶頭人，研究方向?yàn)闈竦厣鷳B(tài)與管理

*通訊作者

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摘要: 納米二氧化鈦廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、服裝和水處理行業(yè)。在植物納米生物學(xué)效應(yīng)方面，部分學(xué)者研究了納米二氧化鈦的植物生物毒理試驗(yàn)和對(duì)植物種子發(fā)芽、幼苗生長(zhǎng)的影響。目前的植物納米生物學(xué)效應(yīng)數(shù)據(jù)都是基于室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究取得的，而且試驗(yàn)數(shù)據(jù)只能反映植物在室內(nèi)生長(zhǎng)發(fā)育某一個(gè)階段的狀況，缺少植物在野外自然生長(zhǎng)狀態(tài)下完整的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。關(guān)于納米二氧化鈦對(duì)植物的一個(gè)完整生長(zhǎng)周期和生物量的生物學(xué)效應(yīng)問題，目前仍未見報(bào)道。本試驗(yàn)研究了在野外自然生長(zhǎng)狀態(tài)下納米二氧化鈦對(duì)蘆葦整個(gè)生長(zhǎng)周期的生物學(xué)效應(yīng)問題。蘆葦是分布極為廣泛的水生和濕生植物，在去除水體污染物、凈化水質(zhì)和修復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)方面具有十分重要的作用。試驗(yàn)表明，納米二氧化鈦對(duì)蘆葦生物學(xué)的正向效應(yīng)極為顯著，采用納米二氧化鈦材料處理的試驗(yàn)組蘆葦生物量比對(duì)照組提高了97.5%、株徑增加47.7%、株高增加23.3%、晴天光合速率提高了88.3%、陰天光合速率提高了72.5%，同時(shí)納米二氧化鈦可以顯著降低蘆葦試驗(yàn)田的雜草覆蓋率，試驗(yàn)組的雜草覆蓋率僅有6%，對(duì)照組為57%。本研究通過納米二氧化鈦的生物學(xué)效應(yīng)增加蘆葦生物量，達(dá)到高效率去除水體污染物的目的，為人工濕地和湖泊、水庫(kù)等水源地水質(zhì)凈化保護(hù)提供了安全高效、簡(jiǎn)單易行的新模式。

標(biāo)簽：納米二氧化鈦,蘆葦,生物量,水源地,水質(zhì)凈化保護(hù),Nano

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