甘蔗對鉛和鎘的吸收特性及生理響應(yīng)研究.pdf

1、鉛(Pb)和鎘(Cd)是土壤中重要的污染物質(zhì)，隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人口數(shù)量的增加，土壤重金屬污染日益嚴(yán)重，對人類健康和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)構(gòu)成了嚴(yán)重危險(xiǎn)。人們已采取了各種方法來降低重金屬污染帶來的危害。在眾多的方法中，植物修復(fù)技術(shù)以其成本低、不破壞土壤組成、重金屬可循環(huán)再利用以及美化環(huán)境、能獲得經(jīng)濟(jì)利益等優(yōu)點(diǎn)而成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，其中利用高生物量植物對重金屬污染土壤進(jìn)行修復(fù)是植物修復(fù)的主要研究方向之一。 本研究通過土培盆栽試驗(yàn)，研究了紫皮甘

2、蔗(Saccharumofficenarum L.，品種為義紅果蔗)在Pb、Cd單一污染及其Pb和Cd復(fù)合污染下的生理生化指標(biāo)的變化，探索了植株各部分對Pb、Cd的吸收、分配和積累差異的規(guī)律。本試驗(yàn)還研究了栽培過程中淋洗表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉和茶皂甙對甘蔗吸收分配Cd的影響。以期明確甘蔗對Pb、Cd脅迫的生理生化反應(yīng)和逆境傷害，為甘蔗能否成為修復(fù)重金屬污染土壤的有效植物，甘蔗的安全性評價提供理論依據(jù)，探索治理重金屬污染土壤的新途徑。

3、試驗(yàn)結(jié)果表明： 1、不同濃度的Pb、Cd污染都會影響甘蔗的生長。Pb單一污染對甘蔗有低促高抑的作用，當(dāng)土壤中Pb添加濃度為250 mg/kg時，甘蔗的莖徑、莖節(jié)長和甘莖產(chǎn)量都達(dá)到最大值，分別較對照提高了9.63％、9.02％和13.47％。而Cd單一污染下，甘蔗的莖徑、莖節(jié)長和甘蔗產(chǎn)量均隨著土壤中Cd濃度的增加而下降。 2、甘蔗在不同濃度的Pb、Cd污染條件下表現(xiàn)出不同的生理響應(yīng)。在Pb單一污染條件下，葉片細(xì)胞膜透性與土

4、壤中Pb添加濃度呈線性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.999；葉片中葉綠素a、葉綠素b與土壤中Pb添加濃度呈一階指數(shù)衰減關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.999、0.999；葉片中蛋白質(zhì)含量、過氧化氫酶活力(CAT)和蔗莖中可溶性糖含量均隨著土壤中Pb濃度的升高呈先增高后降低的趨勢，臨界點(diǎn)的Pb濃度為250 mg/kg左右。在Cd單一污染條件下，葉片細(xì)胞膜透性與土壤中Cd添加濃度呈S函數(shù)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.999。葉片中葉綠素a、葉綠素b、過氧化氫酶(CAT

5、)活力及蔗莖中可溶性糖含量與土壤中Cd添加濃度呈一階指數(shù)衰減關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.998、0.999、0.997和0.996。 3、Pb和Cd復(fù)合污染試驗(yàn)表明，同濃度處理下，不同重金屬對甘蔗生長影響的順序依次為：Cd>Pb+Cd>Pb；Pb在不同處理的甘蔗中的總吸收量：單元素>兩元素，而Cd為：兩元素>單元素；Pb、Cd元素在不同處理的土壤-甘蔗體系中遷移的難易程度為：兩元素處理>單元素處理。 4、甘蔗對Pb、Cd的吸

6、收能力與吸收特性不同。Pb在甘蔗各部分的分布規(guī)律為：根>葉>莖，而Cd則為：根>莖>葉；在土壤Pb添加濃度100-1000 mg/kg之間，甘蔗對Pb的富集系數(shù)和遷移系數(shù)都小于1，甘蔗地上部分對Pb的最大吸收量達(dá)到3.15 mg/株。而在土壤Cd添加濃度為100-1000 mg/kg之間，甘蔗對Cd的吸收能力較強(qiáng)，其富集系數(shù)大于或接近于1，但其遷移系數(shù)都小于1，其地上部分對Cd的吸收量最大達(dá)到6.53 mg/株。各處理甘蔗蔗汁中的Pb含

7、量隨著土壤中Pb(100-1000 mg/kg)濃度的增大而降低，但均高于對照，超過國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 5、表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉和茶皂甙都能提高甘蔗各部分富集Cd的濃度，相比較而言，茶皂甙更能提高甘蔗各部分對Cd的吸收，根、莖、葉中Cd含量較對照分別提高了96.91％、156.80％，30.08％。 6、在Pb單一污染條件下，甘蔗對土壤中Pb的最大吸收量達(dá)到429 g/ha，而在Cd單一污染條件下，甘蔗對土壤