镉、铜、铅胁迫下蒲儿跟生理特性和富集特征研究

论文摘要

修复植物筛选是重金属污染土壤植物修复的基础和核心问题,同时也是污染环境植物修复的难点及前沿。通过对雅安市宝峰铜矿区的土壤和植物进行调查采样,选取蒲儿根作为研究材料,采用盆栽模拟试验,分析蒲儿根在镉、铜、铅胁迫下的生理响应、对重金属吸收累积情况以及动力学吸收特征,并通过相关分析、回归分析和方差分析进一步研究在镉、铜、铅胁迫下蒲儿根的生理特性和富集特征。研究结果如下：（1）在Cd处理下蒲儿根生长呈现低浓度促进高浓度抑制的趋势,从吸收累积量来看蒲儿根具有较强的Cd富集能力。当Cd处理浓度≤30 mg kg-1时,其株高、根长和生物量均高于对照组,而Cd处理浓度为60 mg kg-1时,蒲儿根株高、根长和生物量呈不断降低趋势。叶绿素受Cd抑制作用较显著,其总含量与处理浓度呈极显著负相关,相关系数r=-0.871**。蒲儿根叶片和根系中的SOD活性在Cd处理下呈不断升高的趋势；叶片中CAT活性随Cd处理浓度增加而不断增强,而根系中的CAT的活性都随着Cd处理浓度的上升而呈先增强后减弱的趋势,其减弱转折点的Cd处理浓度为1200mg kg-1;蒲儿根叶片和根系中POD随着处理浓度的不断升高而呈先增强后减弱的趋势,其减弱转折点的Cd处理浓度分别为1500 mg kg-1、1200 mg kg-1。随着Cd处理浓度的上升,蒲儿根对Cd的吸收含量不断增加,而Cd的累积量呈先升高后降低趋势。在处理浓度为90 mg kg-1时蒲儿根地上部Cd的累积量最高,为41.10μg/株。蒲儿根地上部Cd最高含量为326.21mg kg-1,在Cd处理水平下富集系数均大于1。蒲儿根对Cd的动力学吸收累积量与采样时间呈显著正相关：综合考虑含量与累积量,筛选出Cd污染土壤修复的最佳采样时间大约为60～70天。（2）Cu处理对蒲儿根的生长有明显的抑制作用,而蒲儿根对Cu的富集能力随着处理浓度上升而不断增强。蒲儿根的根长、生物量、叶绿素都随着Cu处理浓度的增加而不断降低,而株高在低浓度处理下呈上升趋势,在Cu处理浓度为1200 mg kg-1时开始下降,并低于对照。在Cu处理水平下,蒲儿根叶片和根系中的SOD活性不断增强；叶片和根系中的CAT活性在Cu处理水平下呈先增强后减弱的趋势,其减弱转折点Cu处理浓度分别为1500 mg kg-1、900mgkg-1;叶片和根系中的POD活性在Cu处理水平下呈先增强后减弱的趋势,其减弱转折点Cu处理浓度分别为900mg kg-1、1200 mg kg-1。蒲儿根对Cu具有较强的富集能力。在处理浓度为1800 mg kg-1时,地上部Cu含量最高,为1097.35 mg kg-1,Cu累积量也最高,为1.21mg/株,其迁移系数大于1。蒲儿根对Cu的动力学吸收累积量与采样时间呈显著正相关：综合考虑含量与累积量,筛选出Cu污染土壤修复的最佳采样时间大于等于70天。（3）在Pb处理下蒲儿根的生长受到显著抑制作用,而蒲儿根对Pb的富集能力随着处理浓度上升而不断增强。蒲儿根的根长、生物量、叶绿素均随着Pb处理浓度的增加而不断降低,而株高在低浓度处理下呈上升趋势,在Pb处理浓度为1200 mg kg-1时株高开始下降,但仍高于对照。在Pb处理下,蒲儿根叶片和根系中的SOD活性均呈先增强后减弱的趋势,叶片中的SOD活性均高于对照,而除在1200 mg kg-1处理水平下根系中的SOD活性均低于对照；叶片和根系中CAT活性在Pb处理下呈先增强后减弱的趋势,其减弱转折点的Pb处理浓度分别为900mg kg-1、1200 mg kg-1;叶片和根系中POD随着处理浓度的不断升高而呈先增强后减弱的趋势,活性减弱转折点的Pb处理浓度分别为1200 mg kg-1、1500 mg kg-1,处理后叶片中酶活性均高于对照。蒲儿根对Pb具有较强的富集性。地上部Pb含量最高为1463.86 mg kg-1.在处理浓度为1200 mg kg-1时,地上部Pb含量为1179.77 mgkg-1,累积量为最高7.09 mg/株,在该处理水平下其迁移系数和富集系数均大于1,说明蒲儿根是Pb的富集植物。蒲儿根对Pb的动力学吸收累积量与采样时间呈显著正相关：综合考虑含量与累积量,筛选出Pb污染土壤修复的最佳采样时间大于等于70天。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 立题背景
• 1.2 研究现状综述
• 1.2.1 重金属胁迫下植物的生理特性
• 1.2.2 植物对重金属的富集特征研究
• 1.2.3 研究方法
• 1.3 研究目标、研究内容和技术路线
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 技术路线
• 2 材料与方法
• 2.1 野外调查与采样
• 2.1.1 蒲儿根简介
• 2.1.2 矿区土壤与植物调查采样
• 2.2 试验方案
• 2.2.1 盆栽试验处理
• 2.2.2 样品采集分析
• 2.2.3 数据处理
• 3 镉胁迫下蒲儿根的生理特性和富集特征
• 3.1 镉胁迫下蒲儿根生理特性分析
• 3.1.1 镉毒害症状
• 3.1.2 镉胁迫下株高、根长和生物量的响应
• 3.1.3 镉胁迫下叶绿素的响应
• 3.1.4 镉胁迫下保护性酶活性的响应
• 3.2 镉胁迫下蒲儿根的富集特征
• 3.2.1 吸收含量特征
• 3.2.2 吸收累积特征
• 3.2.3 富集迁移特征
• 3.2.4 动力学吸收特征
• 3.3 本章讨论
• 4 铜胁迫下蒲儿根的生理特性和富集特征
• 4.1 铜胁迫下蒲儿根生理特性分析
• 4.1.1 铜毒害症状
• 4.1.2 铜胁迫下株高、根长和生物量的响应
• 4.1.3 铜胁迫下叶绿素的响应
• 4.1.4 铜胁迫下保护性酶活性的响应
• 4.2 铜胁迫下蒲儿根的富集特征
• 4.2.1 吸收含量特征
• 4.2.2 吸收累积特征
• 4.2.3 富集迁移特征
• 4.2.4 动力学吸收特征
• 4.3 本章讨论
• 5 铅胁迫下蒲儿根的生理特性和富集特征
• 5.1 铅胁迫下蒲儿根生理特性分析
• 5.1.1 铅毒害症状
• 5.1.2 铅胁迫下株高、根长和生物量的响应
• 5.1.3 铅胁迫下叶绿素的响应
• 5.1.4 铅胁迫下保护性酶活性的响应
• 5.2 铅胁迫下蒲儿根的富集特征
• 5.2.1 吸收含量特征
• 5.2.2 吸收累积特征
• 5.2.3 富集迁移特征
• 5.2.4 动力学吸收特征
• 5.3 本章讨论
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.1.1 植物生长情况
• 6.1.2 植物生理生化方面
• 6.1.3 富集特征
• 6.1.4 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢