土壤鋅鎘空間異質(zhì)性對植物生長及金屬富集的影響.pdf

1、當今土壤重金屬污染日益加劇，環(huán)境危害日益加重，亟待治理。重金屬空間異質(zhì)性是污染土壤的重要特征，但其對植物生長和金屬吸收的研究還很少。借鑒植物對大量必需元素(如氮和磷)空間異質(zhì)性的響應策略研究，對污染土壤的植物修復及植物逆境適應性機制研究具有重要指導意義。因此，本文主要探討：鋅(Zn)和鎘(Cd)空間異質(zhì)性對植物生長和金屬富集影響，以及不同植物的逆境響應策略——以超富集植物東南景天、普通農(nóng)作物白菜和玉米為例。主要研究結(jié)果及結(jié)論如下：

2、 一、室內(nèi)盆栽證實，土壤Zn/Cd空間異質(zhì)性顯著影響東南景天的生長和金屬富集。土壤Zn/Cd空間異質(zhì)分布下，東南景天90％以上的根系分配在富Zn(1000和2000 mg Zn kg-1)或Cd斑塊(100和200 mg Cd kg-1)；地上部Zn/Cd富集量及生長明顯優(yōu)于或類似于金屬均質(zhì)分布處理，證實了東南景天存在根系Zn/Cd覓食機制，這是其高效獲取土壤Zn/Cd的重要策略。同時，根系金屬覓食的內(nèi)在機制源于東南景天對Zn/Cd存

3、在內(nèi)在高量需求：地上部Zn濃度高達2500 mg kg-1的植株表現(xiàn)出明顯的缺Zn癥狀；當外源添加高量Zn(500和1000 mg Zn kg-1)或Cd(50和100 mg Cd kg-1)能顯著改善植物生長和促進生物量積累。 二、室內(nèi)盆栽證實，土壤Cd空間異質(zhì)性顯著影響白菜(直根系)、玉米(須根系)的生長和Cd富集。土壤Cd異質(zhì)分布時，兩作物生物量干重、地上部Cd濃度及Cd富集量均明顯降低，空間異質(zhì)性顯著影響植物對Cd的提取

4、效率；根據(jù)“染地暴露風險模型”分析，空間異質(zhì)性也是影響人體Cd暴露風險的重要因素。不同的植物根系響應策略并非是“Cd空間分布形式影響植物生長”的根本原因：白菜60％的側(cè)根系在無Cd土壤斑塊生長，能主動避開富Cd區(qū)，玉米在富Cd斑塊和無Cd斑塊根系分配比例無差異，然而，積極的根系避Cd策略，并沒有使得白菜在生長方面獲得優(yōu)勢。 綜上所述，重金屬空間異質(zhì)性在植物個體尺度上的變化能顯著影響植物生長及金屬富集，進而影響植物修復效率和人體重