重金屬富集植物黑麥草對(duì)鋅、鎘的響應(yīng)及其根際效應(yīng).pdf

1、由于人類活動(dòng)，諸如采礦、冶煉、廢物處理、污水灌溉及污泥施用等，使鎘、鋅等重金屬越來(lái)越多的進(jìn)入土壤環(huán)境。鎘是一種危害較大的重金屬，它在生態(tài)環(huán)境中消除極其緩慢，容易在土壤中蓄集，并且極易被作物吸收。只要土壤中鎘的含量稍有增加，就會(huì)使作物體內(nèi)鎘含量相應(yīng)增加，并經(jīng)食物鏈危及人類和動(dòng)物。鋅作為一種兼具營(yíng)養(yǎng)和毒性的元素，其化學(xué)性質(zhì)與鎘相似，它們?cè)谧匀唤缈偸前樯?、伴存于環(huán)境中，并經(jīng)土壤－植物系統(tǒng)繼而由食物鏈進(jìn)入人體而產(chǎn)生危害。鎘、鋅共存于同一土壤環(huán)境

2、中，由于存在相互作用，其復(fù)合污染效應(yīng)也與單一鎘、鋅污染效應(yīng)不同。黑麥草為1年生禾本科單子葉植物，是在我國(guó)長(zhǎng)江流域種植較普遍的優(yōu)質(zhì)牧草和各地常用的優(yōu)質(zhì)草坪草，其再生能力強(qiáng)，易于種植。有研究顯示黑麥草對(duì)重金屬鎘有富集作用，但有關(guān)Cd、Zn的耐性、抗性機(jī)制以及Cd、Zn脅迫下的根際特征等報(bào)道不多。為此，采用土培根袋試驗(yàn)研究了黑麥草(LoliumperenneL.)在鋅、鎘脅迫下的生長(zhǎng)，葉抗氧化酶活性、脯氨酸含量及根系耐性，鋅、鎘吸收和富集的特

3、點(diǎn)，以及鋅、鎘脅迫下的黑麥草根際特征，以探討黑麥草對(duì)重金屬鋅、鎘耐性或抗性及對(duì)重金屬鋅、鎘的富集機(jī)理。主要研究結(jié)果如下：1.Zn、Cd單一及復(fù)合污染對(duì)黑麥草的生長(zhǎng)均存在不同程度的抑制效應(yīng)。抑制作用以Zn、Cd復(fù)合污染效應(yīng)最大，單一Cd污染次之，單一Zn污染最小。Zn、Cd復(fù)合污染引起黑麥草株高、地上部和根干重降低幅度最高達(dá)到50.6﹪、42.1﹪、43.7﹪，單一Zn污染也使其降低幅度達(dá)到2.4﹪、5.0﹪、3.2﹪。 2.Z

4、n、Cd單一及復(fù)合污染均顯著增強(qiáng)了黑麥草葉片中的POD、SOD活性以及脯氨酸含量，其中Zn、Cd復(fù)合污染處理最高，單一Zn污染處理最低。Zn、Cd單一及復(fù)合污染均顯著降低了黑麥草的根系活力和葉綠素含量，其中以Zn、Cd復(fù)合污染處理根系活力和葉綠素含量降低幅度最大，單一Zn污染處理降幅最小。 3.Zn、Cd單一及復(fù)合污染均使黑麥草對(duì)N、P、K養(yǎng)分的吸收能力顯著降低。其中以Zn、Cd復(fù)合效應(yīng)的抑制作用最大，而Zn與Cd單一污染的抑

5、制作用相當(dāng)。黑麥草地上部、根部Zn、Cd含量以Zn、Cd復(fù)合污染處理最高。黑麥草植株吸收的Zn、Cd均主要集中在地上部，其Zn、Cd富集量最高可達(dá)到3163.68mg·kg-1、153.6mg·kg-1。因此黑麥草存在作為修復(fù)土壤重金屬鋅、鎘復(fù)合污染的植物材料的潛力。 4.Zn、Cd單一及復(fù)合污染的根際和非根際土壤中有效N、P、K含量均高于對(duì)照，以Zn、Cd復(fù)合污染處理的根際和非根際土壤中有效N、P、K含量最高，Cd單一污染處

6、理其次，Zn單一污染處理最低，這與各個(gè)處理中黑麥草植株內(nèi)的N、P、K含量含量的變化趨勢(shì)是相對(duì)應(yīng)的。 5.Zn、Cd復(fù)合污染處理的根際與非根際土壤的全鎘含量均小于對(duì)應(yīng)的Cd單一污染處理。黑麥草根際與非根際土壤的全鋅含量以Zn、Cd復(fù)合污染處理最高，Zn單一污染處理次高。Cd單一污染和Zn、Cd復(fù)合污染處理的根際、非根際處理中的鎘形態(tài)在土壤中的比例均為交換態(tài)＞碳酸鹽結(jié)合態(tài)＞鐵錳結(jié)合態(tài)＞殘?jiān)鼞B(tài)＞有機(jī)結(jié)合態(tài)。Zn單一污染處理、Zn、C

7、d復(fù)合污染處理的根際、非根際處理土壤的鋅形態(tài)均為鐵錳結(jié)合態(tài)＞碳酸鹽結(jié)合態(tài)＞殘?jiān)鼞B(tài)＞有機(jī)結(jié)合態(tài)＞交換態(tài)。而Cd單一污染處理的根際、非根際處理的鋅形態(tài)則以殘?jiān)鼞B(tài)＞鐵錳結(jié)合態(tài)＞有機(jī)結(jié)合態(tài)＞碳酸鹽結(jié)合態(tài)＞交換態(tài)。 6.Zn、Cd單一及復(fù)合污染提高了黑麥草根系氨基酸的分泌量。黑麥草根系所分泌的氨基酸種類有12種，其含量在195～4995μg/100ml。Zn、Cd復(fù)合污染的根際土壤和非根際土壤中的氨基酸總量是各個(gè)處理中最高的，Zn、Cd