凤仙花和万寿菊对铅胁迫的生理响应及其对铅污染土壤的修复

论文摘要

为选择和筛选富集重金属Pb或对重金属Pb具有耐性的植物,以达到利用植物修复Pb污染土壤的目的,本研究通过室内种子萌发、温室砂培盆栽以及室外土培盆栽模拟试验,研究了常见的2种花卉植物—凤仙花和万寿菊,其种子、幼苗和植株在Pb胁迫下的萌发生长情况及土壤重金属Pb污染对凤仙花和万寿菊生长、生理生化指标和重金属Pb积累特性的影响,并初步拟定了Pb对2种花卉植物生态毒性效应临界值,同时研究了施用N和K改良剂对生长在Pb污染土壤中的2种花卉植物生长及重金属Pb积累特性的影响。最后结合以上研究,通过综合分析,探讨了凤仙花和万寿菊对重金属Pb污染土壤的修复潜力,主要研究结果和结论如下:1.在低浓度Pb胁迫下,凤仙花和万寿菊种子的萌发率随着处理浓度的升高而增大,但Pb浓度超过800mg/L以后萌发率逐渐下降,凤仙花的萌发率优于万寿菊。幼苗在Pb胁迫下,随着Pb处理浓度的升高,根冠比逐渐下降,根长变短,叶绿素含量降低。2.Pb污染条件下,在土壤环境质量标准低浓度设置范围内,Pb能够刺激凤仙花和万寿菊的生长,以凤仙花和万寿菊生物量减产10%为依据,通过试验可得到凤仙花和万寿菊对土壤中Pb的耐性临界值分别为1500 mg/kg和1000mg/kg。Pb胁迫在低浓度时使2种植物的生物量增加,高浓度时显著减少;2种植物叶绿素值随着Pb胁迫浓度的升高而逐渐降低;丙二醛含量随着Pb胁迫浓度的升高逐渐上升。在土壤环境质量标准低浓度设置范围内,三种抗氧化酶表现出同样的变化趋势,在低浓度Pb胁迫时,促进其含量的增加,在高浓度Pb胁迫时,其活性逐渐下降,下降的程度和持续时间与Pb胁迫程度有关,而Pb胁迫时间对CAT的活性没有明显影响。3.凤仙花和万寿菊植株根部含Pb量大于茎叶部含Pb量,且万寿菊Pb积累能力强于凤仙花。Pb在2种植物地上部和地下部积累量与土壤中对应重金属添加量之间存在显著的线性关系(P＜0.05)。4.营养元素N和K对凤仙花和万寿菊吸收Pb的影响结果表明,少量的N和K会促进2种植物叶片叶绿素值和干重的增加,促进植物对Pb的吸收,但随着N和K水平的增加,植物对Pb的吸收能力降低,只是K的抑制作用不如N的显著,但叶绿素值和干重一直在增加。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 研究目的及意义
• 2 国内外研究进展
• 2.1 植物吸收累积Pb的机制
• 2.1.1 植物对Pb的吸收
• 2.1.2 植物对Pb的耐性
• 2.2 影响植物富集吸收Pb的因素
• 2.2.1 土壤条件
• 2.2.2 土壤中Pb的存在形态
• 2.2.3 土壤中其他元素的影响
• 2.2.4 植物种类
• 2.2.5 其他因素
• 3 植物修复技术存在的问题及近期研究重点
• 3.1 植物修复技术存在的问题
• 3.2 植物修复技术近期研究重点
• 4 本研究的主要内容与预期目标
• 4.1 主要内容
• 4.2 预期目标
• 第二章 铅对凤仙花和万寿菊种子萌发和幼苗生长的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.3 测定方法
• 2 结果与分析
• 2.1 Pb对植物种子萌发率的影响
• 2.2 Pb对植物种子萌发后幼苗发育的影响
• 3 讨论
• 第三章 凤仙花和万寿菊抗氧化酶系统对铅胁迫的生理响应
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.3 测定方法
• 2 结果与分析
• 2.1 Pb对植物生物量的影响
• 2.2 Pb对植物叶中叶绿素总含量的影响
• 2.3 Pb对植物抗氧化酶系统的影响
• 2.3.1 Pb对植物叶中SOD活性的影响
• 2.3.2 Pb对植物叶中POD活性的影响
• 2.3.3 Pb对植物叶中CAT活性的影响
• 2.3.4 Pb对植物叶中MDA含量的影响
• 2.4 不同Pb浓度处理下植物的Pb富集能力
• 2.4.1 Pb在植物体内的分配
• 2.4.2 植物对Pb的富集能力
• 3 结论
• 第四章 营养元素N、K对凤仙花和万寿菊吸收铅的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.3 测定方法
• 2 结果与分析
• 2.1 营养元素N对植物吸收Pb的影响
• 2.1.1 植物叶片叶绿素值
• 2.1.2 植物干重
• 2.1.3 植物体内Pb含量
• 2.2 营养元素K对植物吸收Pb的影响
• 2.2.1 植物叶片叶绿素值
• 2.2.2 植物干重
• 2.2.3 植物体内Pb含量
• 3 结论
• 结论与展望
• 1 主要研究结论
• 2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介