薺菜對Cd、Pb脅迫的生理響應(yīng)與富集特性研究.pdf

1、植物修復(fù)是目前重金屬污染地區(qū)實(shí)施環(huán)境修復(fù)技術(shù)中最為經(jīng)濟(jì)、安全有效和耗能低的一種綠色生物技術(shù)，其核心是利用超富集植物對土壤中重金屬的高富集特性來凈化土壤環(huán)境，而該技術(shù)的關(guān)鍵是篩選具有較高實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的超富集植物，并在此基礎(chǔ)上，建立配套的技術(shù)措施和修復(fù)體系。然而，現(xiàn)階段超富集植物篩選面臨的問題有:一是已篩選的植物可能作為外來物種會(huì)造成生物入侵導(dǎo)致應(yīng)用區(qū)域生態(tài)惡化;二是多數(shù)已篩選的植物并不是在全年都有較好的生長勢，尤其在冬季低溫條件下，這嚴(yán)重

2、地制約了植物修復(fù)范圍和修復(fù)效率。本研究就是基于解決上述兩大問題而開展的。
　　本研究發(fā)現(xiàn)，薺菜(Capsella bursa-pastoris(L.)Medic)一種冬季生長的當(dāng)?shù)剞r(nóng)田雜草，在土壤全鎘濃度為60.10mg/kg時(shí)，其地上部分鎘含量為142.50 mg/kg;在土壤全鉛含量100.25mg/kg時(shí)，其地上部分鉛含量為69.72mg/kg。由此可以初步判定該植物是一種冬季鎘超富集植物和鉛富集植物的多用途修復(fù)植物。

3、>　　本課題以薺菜為材料，通過盆栽控制性試驗(yàn)，模擬鎘、鉛重金屬污染環(huán)境，研究薺菜在單一鎘(0、25、50、75、100、125、150mg/kg)、單一鉛(0、200、400、600、800、1000、1200、1400、1600mg/kg)濃度梯度下的生長狀況、生理響應(yīng)、富集特性和土壤修復(fù)能力。其結(jié)果如下:
　　(1)薺菜分別對鎘、鉛具有較好的耐性和較強(qiáng)的富集能力，是一種能夠適應(yīng)冬季低溫環(huán)境的鎘、鉛富集植物。在(0、25、50、

4、75、100、125、150mg/kg)鎘濃度范圍內(nèi)，薺菜地上部鎘含量最大值為382.13mg/kg，超過鎘超富集植物標(biāo)準(zhǔn)值;其根部、地上部鎘富集系數(shù)均大于1，最大值分別為4.03、3.32。在鉛濃度(0、200、400、600、800、1000、1200、1400、1600mg/kg)范圍內(nèi)，薺菜地上部鉛含量最大值為1783.95mg/kg，遠(yuǎn)大于鉛超富集植物標(biāo)準(zhǔn)值;雖根部、地上部鉛富集系數(shù)僅部分大于1，但最大值分別為1.24、1.1

5、1。
　　(2)薺菜能夠應(yīng)用于冬季低溫環(huán)境下單一鎘、鉛污染土壤的修復(fù)。薺菜分別在鎘污染土壤濃度≤50mg/kg、鉛污染土壤濃度≤400mg/kg時(shí)具有較好的修復(fù)效果。其吸收系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)量系數(shù)、相對修復(fù)年限、相對修復(fù)指數(shù)以及相對修復(fù)模量處在最佳范圍，達(dá)到植物修復(fù)能力評價(jià)二級標(biāo)準(zhǔn)。
　　(3)單一鎘、鉛低濃度處理對薺菜未造成明顯的氧化損傷。在鎘處理濃度≤50mg/kg或鉛處理濃度≤600mg/kg時(shí)，薺菜葉片的MDA、H2O2、

6、O2-含量與對照相比無顯著差異(P＞0.05）。
　　(4)薺菜抗氧化保護(hù)系統(tǒng)對鎘、鉛的作用機(jī)制不完全相同。在低濃度鎘(25-50mg/kg)、鉛(200-400mg/kg)處理時(shí)，薺菜抗氧化保護(hù)系統(tǒng)對鎘、鉛的作用機(jī)制相似，即薺菜葉片通過提升4種抗氧化酶(SOD、CAT、APX、GPX)活性和增加2種抗氧化物質(zhì)(GSH、ASA)含量來清除H2O2和O2-;在中濃度鎘(75-100mg/kg)、鉛(600-1000mg/kg)處理時(shí)