華中蹄蓋蕨(Athyrium wardii)對鉛的耐性特征及穩(wěn)定修復潛力研究.pdf

1、植物穩(wěn)定修復技術因其經濟高效、環(huán)境友好等特點被廣泛應用于礦區(qū)重金屬治理和植被恢復。華中蹄蓋蕨(Athyrium wardii)是一種多年生草本植物，其根部具有較強的鉛積累能力，在礦區(qū)鉛污染土壤的穩(wěn)定修復上具有較大的應用潛力，因此有必要深入了解其對鉛的耐性和穩(wěn)定修復潛力。本研究以礦山生態(tài)型和非礦山生態(tài)型華中蹄蓋蕨為試驗材料，通過盆栽試驗研究了兩種生態(tài)型華中蹄蓋蕨對鉛的修復能力、耐性特征以及螯合劑對其鉛積累能力的影響等方面，主要研究結果如下

2、:
　　(1)隨著鉛處理濃度的提高，兩種生態(tài)型華中蹄蓋蕨地上部和地下部的生物量均呈降低的趨勢，且礦山生態(tài)型生物量的降幅小于非礦山生態(tài)型;兩種生態(tài)型地上部和地下部的鉛含量和積累量均顯著增加，礦山生態(tài)型鉛含量和積累量顯著高于非礦山生態(tài)型。在800 mg kg-1鉛處理濃度下，礦山生態(tài)型鉛積累量高達184.11mg plant-1，非礦山生態(tài)型僅為26.22 mg plant-1，且礦山生態(tài)型地下部鉛積累量占整株鉛積累的95.3～98.

3、6％，表現(xiàn)出極強的根部固定能力。在各鉛處理濃度下，礦山生態(tài)型的富集系數(shù)均高于非礦山生態(tài)型，轉移系數(shù)也僅為0.02～0.08。礦山生態(tài)型華中蹄蓋蕨地下部和整株的鉛凈化率以及植株有效數(shù)均優(yōu)于非礦山生態(tài)型，表現(xiàn)出較強的的鉛穩(wěn)定修復能力。
　　(2)鉛在兩種生態(tài)型華中蹄蓋蕨中主要以氯化鈉提取態(tài)和醋酸提取態(tài)存在，在礦山生態(tài)型中占全鉛的比例分別為27.8～39.0％和38.0～48.5％，高于其在非礦山生態(tài)型中的比例，而乙醇提取態(tài)和水提取態(tài)均

4、較低。從亞細胞分布來看，77.4～88.8％的鉛分布于礦山生態(tài)型華中蹄蓋蕨的細胞壁，9.0～18.9％分布于可溶性部分，細胞器組分所占比例較低;礦山生態(tài)型華中蹄蓋蕨細胞壁對鉛的固定能力強于非礦山生態(tài)型，特別是地下部。鉛脅迫誘導了礦山生態(tài)型地上部非蛋白巰基(NP-SH)和谷胱甘肽(GSH)的合成，其地下部NP-SH、GSH和植物絡合素(PCs)含量高于非礦山生態(tài)型，分別為其1.26～1.75、1.25～1.30和1.09～3.45倍。礦山

5、生態(tài)型具備了更強的將鉛區(qū)隔化于細胞壁和液泡的能力以降低鉛對生長的毒害作用。
　　(3)兩種生態(tài)型華中蹄蓋蕨根際各形態(tài)鉛含量均隨著鉛處理濃度的提高而顯著增大?？山粨Q態(tài)鉛含量在兩種生態(tài)型中均表現(xiàn)為根際高于非根際，而根際碳酸鹽結合態(tài)鉛和有機結合態(tài)鉛含量低于非根際。在各鉛處理下，礦山生態(tài)型根際各形態(tài)鉛含量均低于非礦山生態(tài)型根際。兩種生態(tài)型華中蹄蓋蕨根際pH均明顯低于非根際，礦山生態(tài)型根際pH降低0.02～0.16個單位，非礦山生態(tài)型降低0

6、.05～0.14個單位。隨著鉛處理的提高，礦山生態(tài)型根際溶解性有機質(DOM)含量顯著增大，與非根際相比提高了32.9％;非礦山生態(tài)型呈先增加后降低的趨勢，與非根際相比提高了15.4％。在600和800mg kg-1鉛處理下，礦山生態(tài)型根際DOM顯著高于非礦山生態(tài)型。兩種生態(tài)型根際微生物數(shù)量均高于非根際;隨著鉛處理濃度的提高，兩種生態(tài)型根際微生物數(shù)量均顯著降低，其中對細菌的影響最大，對真菌和放線菌影響相對較小，且礦山生態(tài)型根際的降幅小于

7、非礦山生態(tài)型。(4)氨三乙酸(NTA)和乙二胺二琥珀酸(EDDS)對礦山生態(tài)型華中蹄蓋蕨的生物量影響較小，但在濃度為5～10 mmol kg-1時生物量顯著降低，且EDDS處理的降幅大于NTA。隨著處理濃度的提高，礦山生態(tài)型地上部鉛含量顯著增大，EDDS處理的鉛含量顯著高于NTA處理，在處理7天和14天時，分別為NTA處理的1.53～2.09和1.63～2.66倍;地下部鉛含量表現(xiàn)為NTA處理高于EDDS處理，分別為EDDS處理的1.1

8、3～1.15和1.10～1.30倍。礦山生態(tài)型鉛積累量與鉛含量變化趨勢相一致，地上部鉛積累量在EDDS處理濃度為10 mmol kg-1時最大;其地下部鉛積累量在NTA處理濃度為2mmol kg1時達到峰值，在處理14天時高達155.5 mg plant-1。NTA和EDDS均有效提高了礦山生態(tài)型的富集系數(shù)，且NTA處理的促進作用更強，其轉移系數(shù)則表現(xiàn)為EDDS處理大于NTA。隨著處理濃度的提高，土壤有效鉛含量顯著增加，處理14天時的含