重金屬富集植物黑麥草對鋅、鎘的響應及其根際效應.pdf

1、由于人類活動，諸如采礦、冶煉、廢物處理、污水灌溉及污泥施用等，使鎘、鋅等重金屬越來越多的進入土壤環(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，就會使作物體內鎘含量相應增加，并經食物鏈危及人類和動物。鋅作為一種兼具營養(yǎng)和毒性的元素，其化學性質與鎘相似，它們在自然界總是伴生、伴存于環(huán)境中，并經土壤－植物系統(tǒng)繼而由食物鏈進入人體而產生危害。鎘、鋅共存于同一土壤環(huán)境

2、中，由于存在相互作用，其復合污染效應也與單一鎘、鋅污染效應不同。黑麥草為1年生禾本科單子葉植物，是在我國長江流域種植較普遍的優(yōu)質牧草和各地常用的優(yōu)質草坪草，其再生能力強，易于種植。有研究顯示黑麥草對重金屬鎘有富集作用，但有關Cd、Zn的耐性、抗性機制以及Cd、Zn脅迫下的根際特征等報道不多。為此，采用土培根袋試驗研究了黑麥草(LoliumperenneL.)在鋅、鎘脅迫下的生長，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，以及鋅、鎘脅迫下的黑麥草根際特征，以探討黑麥草對重金屬鋅、鎘耐性或抗性及對重金屬鋅、鎘的富集機理。主要研究結果如下：1.Zn、Cd單一及復合污染對黑麥草的生長均存在不同程度的抑制效應。抑制作用以Zn、Cd復合污染效應最大，單一Cd污染次之，單一Zn污染最小。Zn、Cd復合污染引起黑麥草株高、地上部和根干重降低幅度最高達到50.6﹪、42.1﹪、43.7﹪，單一Zn污染也使其降低幅度達到2.4﹪、5.0﹪、3.2﹪。 2.Z

4、n、Cd單一及復合污染均顯著增強了黑麥草葉片中的POD、SOD活性以及脯氨酸含量，其中Zn、Cd復合污染處理最高，單一Zn污染處理最低。Zn、Cd單一及復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單一及復合污染均使黑麥草對N、P、K養(yǎng)分的吸收能力顯著降低。其中以Zn、Cd復合效應的抑制作用最大，而Zn與Cd單一污染的抑

5、制作用相當。黑麥草地上部、根部Zn、Cd含量以Zn、Cd復合污染處理最高。黑麥草植株吸收的Zn、Cd均主要集中在地上部，其Zn、Cd富集量最高可達到3163.68mg·kg-1、153.6mg·kg-1。因此黑麥草存在作為修復土壤重金屬鋅、鎘復合污染的植物材料的潛力。 4.Zn、Cd單一及復合污染的根際和非根際土壤中有效N、P、K含量均高于對照，以Zn、Cd復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，這與各個處理中黑麥草植株內的N、P、K含量含量的變化趨勢是相對應的。 5.Zn、Cd復合污染處理的根際與非根際土壤的全鎘含量均小于對應的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)＞碳酸鹽結合態(tài)＞鐵錳結合態(tài)＞殘渣態(tài)＞有機結合態(tài)。Zn單一污染處理、Zn、C

7、d復合污染處理的根際、非根際處理土壤的鋅形態(tài)均為鐵錳結合態(tài)＞碳酸鹽結合態(tài)＞殘渣態(tài)＞有機結合態(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)則以殘渣態(tài)＞鐵錳結合態(tài)＞有機結合態(tài)＞碳酸鹽結合態(tài)＞交換態(tài)。 6.Zn、Cd單一及復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復合污染的根際土壤和非根際土壤中的氨基酸總量是各個處理中最高的，Zn、Cd