紫茉莉?qū)︺U脅迫的響應(yīng)及耐性研究.pdf

1、礦業(yè)廢棄地的治理和植被恢復(fù)是我國面臨的緊迫任務(wù)之一，也是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略優(yōu)先關(guān)注的問題之一，而尾礦廢棄地更是金屬礦山最常見、最難恢復(fù)的礦業(yè)廢棄棄地，還存在潛在的環(huán)境風險。植物穩(wěn)定技術(shù)利用耐性植物的機械固定作用減輕風蝕和水蝕以及根系吸附和根際沉淀作用實現(xiàn)尾礦的長期穩(wěn)定，降低重金屬的生物有效性，是一種比較有前景的環(huán)境友好技術(shù)。在湖南湘潭和吉首等地礦區(qū)調(diào)查時發(fā)現(xiàn)紫茉莉具有生長迅速、生物量大、適應(yīng)性強等特點，是一種較為理想修復(fù)重金屬污染土壤的耐性

2、植物。目前國內(nèi)外關(guān)于紫茉莉在鉛脅迫下生理生態(tài)響應(yīng)的研究較少，因此，開展紫茉莉鉛脅迫下生理生態(tài)響應(yīng)和耐性機理的研究，將為其應(yīng)用于重金屬污染環(huán)境修復(fù)技術(shù)提供科學依據(jù)，進而推動金屬礦業(yè)廢棄地植物穩(wěn)定技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用。 在大量野外調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過營養(yǎng)液培養(yǎng)實驗，綜合運用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀、顯微成像系統(tǒng)、透射電子顯微鏡技術(shù)、傅里葉變換紅外光譜分析技術(shù)等分析手段比較系統(tǒng)地研究不同濃度鉛脅迫條件下紫茉莉生物量和器官組織的變化、礦

3、質(zhì)元素的吸收和累積、不同器官組織化學組分的變化規(guī)律，以期為鉛污染場地植物穩(wěn)定提供理論依據(jù)。通過研究，取得以下主要結(jié)果： 1.紫茉莉不同器官組織對鉛的吸收存在差異性，根系對鉛的積累最強，其次是葉、莖。隨著生長介質(zhì)中鉛濃度水平的升高，根、莖和葉組織鉛含量呈增加態(tài)勢。紫茉莉吸收的鉛絕大部分都積累在植株的根系部位，向地上部分轉(zhuǎn)移量非常少，不同鉛處理條件下莖葉的轉(zhuǎn)移系數(shù)均小于0.04。這既可降低鉛向植株地上部分（莖、葉）的遷移、減輕鉛對地

4、上部分營養(yǎng)器官和生殖器官的毒害作用，又能將植株吸收鉛固定在根系部位，降低Pb的生物有效性。 2.不同鉛處理條件下，紫茉莉根、莖和葉的大量營養(yǎng)元素含量變化不大，并未隨生長介質(zhì)中鉛濃度水平的升高呈明顯降低，甚至部分處理條件下出現(xiàn)一定程度的增加。Cu、Mn、Zn等微量元素在根、莖和葉等器官的含量均呈現(xiàn)出在較低鉛處理濃度條件下逐漸升高，而在較高濃度鉛處理水平下呈下降趨勢。在紫茉莉的整個生命周期內(nèi)，沒有發(fā)現(xiàn)Ca、Mg、Fe等元素缺乏的現(xiàn)象

5、，大量營養(yǎng)元素的穩(wěn)態(tài)維持可能是紫茉莉?qū)︺U脅迫具有較強耐性的一種反饋機制。 3.不同鉛處理條件下，紫茉莉均能正常生長，即使在生長介質(zhì)鉛含量高達到1000μmol·L-1時，紫茉莉仍然能夠完成整個生命周期，生物量與對照植株相比沒有顯著差異。在200μmol·L-1鉛脅迫條件下紫茉莉的根部組織結(jié)構(gòu)與對照相比無顯著差異；當鉛含量達到1000μmol·L-1時植株的根部疏導組織雖然出現(xiàn)了一定程度的減少，但是表皮、皮層、中柱維管組織未發(fā)生明

6、顯變化，而葉片組織結(jié)構(gòu)基本沒有受到影響。這表明紫茉莉有較強的鉛耐性，使其有應(yīng)用植物穩(wěn)定技術(shù)修復(fù)鉛污染環(huán)境的潛力。 4.傅立葉變換紅外光譜分析研究發(fā)現(xiàn)，紫茉莉根部某些羧酸、糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸等物質(zhì)含量出現(xiàn)波動，在中低濃度鉛處理下升高，在高濃度下下降，如在2920 cm-1處羧酸的峰高在200μmol·L-1鉛處理前上升，在500μmol·L-1開始下降。這些物質(zhì)能夠螯合和絡(luò)合重金屬，降低重金屬在植物體內(nèi)活性，可以明顯增強植物對重