干旱條件下三種旱生灌木對(duì)土壤重金屬 Cd、Pb脅迫響應(yīng)及其修復(fù)潛能研究.pdf

1、鎘、鉛是土壤中最常見的有毒重金屬元素，在表土層累積后不僅使土壤生態(tài)系統(tǒng)功能遭到破壞，而且進(jìn)入植物后會(huì)降低植物葉片葉綠素含量，抑制呼吸作用，對(duì)細(xì)胞代謝產(chǎn)生直接影響，破壞植物體內(nèi)酶系統(tǒng)，影響各種酶的活性，降低植物生物量。并可通過食物鏈富集，嚴(yán)重威脅人體健康。污染土壤中重金屬通常出現(xiàn)多種重金屬共存，對(duì)土壤形成復(fù)合污染。多種重金屬共存時(shí)可能會(huì)改變彼此在土壤中的生物有效性，因此探究多種重金屬共存時(shí)對(duì)彼此的影響十分必要，可更有針對(duì)性地對(duì)其進(jìn)行植物修

2、復(fù)。在干旱、半干旱地區(qū)，干旱脅迫成為影響植物生長(zhǎng)的主要限制因子。長(zhǎng)期干旱脅迫下，植物的地徑、株高、生物量、根冠比等都會(huì)發(fā)生變化。因此，干旱是西北內(nèi)陸地區(qū)，鎘、鉛污染土壤植物修復(fù)過程中的一大重要限制因素。
　　本研究以沙棘（Hippophae rhamnoides Linn.）、長(zhǎng)梗扁桃（Amygdalus pedunculata Pall.）、互葉醉魚草（Buddleja alternifolia Maxim.）為試驗(yàn)材料，通過盆

3、栽試驗(yàn)設(shè)置常規(guī)水分條件下不同濃度的Cd、Pb及Cd-Pb復(fù)合脅迫和干旱條件下Cd、Pb及Cd-Pb復(fù)合脅迫處理對(duì)三種旱生灌木生長(zhǎng)與生物量積累的影響，以期為開發(fā)鄉(xiāng)土樹種作為土壤重金屬污染“生物修復(fù)型”灌木新品種提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，測(cè)定重金屬脅迫對(duì)三種旱生灌木生理參數(shù)的影響，從生理的角度闡明三種灌木在干旱條件下對(duì)不同濃度重金屬脅迫的響應(yīng)及解毒機(jī)制。主要研究結(jié)果如下：
　?。?）常規(guī)水分條件下，在鎘、鉛單一脅迫和復(fù)合脅迫條件下，沙棘、長(zhǎng)

4、梗扁桃、互葉醉魚草生長(zhǎng)和生物量均受到抑制，濃度愈大抑制作用越強(qiáng)。干旱與重金屬?gòu)?fù)合脅迫下也表現(xiàn)出相同的規(guī)律。由于重金屬對(duì)植物毒性的差異性，不同重金屬對(duì)植物生長(zhǎng)與生物量抑制程度不同，從生物量來看，Cd-Pb復(fù)合脅迫對(duì)植物的抑制作用高于Cd單一脅迫，而Pb脅迫對(duì)植物的抑制作用相對(duì)較輕。在不同脅迫條件下，互葉醉魚草的生物量積累均優(yōu)于其它2個(gè)樹種。
　　（2）重金屬對(duì)植物的傷害是一個(gè)緩慢的過程，高濃度和長(zhǎng)時(shí)間的重金屬脅迫會(huì)導(dǎo)致植物光合生理過

5、程受阻。在 Cd、Pb單一及其復(fù)合處理時(shí)，沙棘、長(zhǎng)梗扁桃、互葉醉魚草的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間二氧化碳濃度（Ci）均隨土壤中鎘、鉛濃度的增加顯著降低。干旱脅迫能夠加重 Cd、Pb單一及其復(fù)合脅迫對(duì)植物的影響，復(fù)合脅迫下三種旱生灌木Pn、Tr、Gs進(jìn)一步下降。而干旱與Cd、Pb復(fù)合脅迫下，互葉醉魚草Ci均隨土壤中鎘、鉛濃度的增加顯著增加。干旱與Cd-Pb復(fù)合脅迫下，沙棘、長(zhǎng)梗扁桃葉片中葉綠素含量因葉片過

6、量失水，葉綠素濃縮，使其含量高于單一 Cd-Pb脅迫，但是葉綠素a/b的比值卻顯著下降。
　?。?）在Cd、Pb單一及其復(fù)合處理下，隨著處理濃度的增大，三種旱生灌木幼苗葉片脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛含量、SOD、POD、CAT活性均呈現(xiàn)不同程度的升高，但上升幅度因植物種類、重金屬種類而異。總體而言，干旱與重金屬?gòu)?fù)合脅迫下，這個(gè)六個(gè)指標(biāo)上升幅度大于單一重金屬脅迫。
　?。?）通過對(duì)三種旱生灌木體內(nèi)鎘、鉛含量測(cè)定，研究三種植物對(duì)

7、鎘、鉛的耐性及富集能力，結(jié)果表明：不同水分條件下，三種旱生灌木根、莖、葉對(duì)兩種重金屬的吸收與土壤中重金屬含量分別呈顯著的正相關(guān)。根部吸收 Cd、Pb的能力最強(qiáng)；Cd-Pb復(fù)合處理時(shí)三種植物對(duì)Cd、Pb的積累量比Cd、Pb單一處理時(shí)的積累量??；而當(dāng)處于土壤干旱條件下，植物對(duì) Cd、Pb的積累量低于常規(guī)水分條件。從植物對(duì)重金屬富集角度看，互葉醉魚草對(duì)鎘、鉛的積累量高于長(zhǎng)梗扁桃，沙棘積累量最低。另外植物對(duì)鎘的轉(zhuǎn)移系數(shù)要大于鉛，鉛更多的積累于植