東南景天鎘超積累生態(tài)型根系分泌物的研究.pdf

1、土壤重金屬(尤其是鎘)污染已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要限制因子,植物修復(fù)被認(rèn)為是污染土壤修復(fù)的有效方法之一,其基礎(chǔ)是發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用原生的超積累植物;根系分泌物能改變土壤中重金屬的生物有效性,與超積累植物吸收重金屬密切相關(guān)。
　　 本研究通過(guò)野外調(diào)查和溶液培養(yǎng)試驗(yàn),分析了古銀礦區(qū)土壤和植物的重金屬含量,研究了東南景天古銀礦生態(tài)型對(duì)Cd的積累特性,鑒別和分析了根系分泌物中有機(jī)酸的種類與含量。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.野外調(diào)

2、查結(jié)果表明,古銀礦區(qū)東南景天、野芝麻、甘薯和垂盆草等4種植物地上部的Cu含量依次為12.92、10.9、9.66、6.79 mg/kg;Zn含量依次為1483.46、78.88、61.63、505.66 mg/kg;Cd含量依次為677.79、26.64、2.92、32.43 mg/kg;Pb含量依次為376.12、8.41、2.25、26.62mg/kg。與植物(東南景天、野芝麻1、野芝麻2、甘薯、垂盆草)采集地相對(duì)應(yīng)的5個(gè)土壤樣品的

3、全Cu量依次為150.52、30.60、26.95、34.08、25.92 mg/kg;全Zn量依次為550.49、125.72、133.21、210.39、459.89 mg/kg;全Cd量依次為51.75、1.53、0.76、2.01、0.54.mg/kg;全Pb量依次為710.71、346.50、72.13、123.86、95.64mg/kg。古銀礦區(qū)東南景天地上部的鎘含量高達(dá)677.79 mg/kg,對(duì)鎘的富集系數(shù)達(dá)到13.10

4、,具有富集鎘的潛力。
　　 2.溶液培養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明,400μmol/L Cd處理時(shí)植株出現(xiàn)新葉黃化和根系變褐色的中毒癥狀,其他處理的植株生長(zhǎng)正常;不同處理對(duì)東南景天古銀礦生態(tài)型地上部和根系的干重沒(méi)有顯著的影響,說(shuō)明其對(duì)鎘脅迫具有較強(qiáng)的耐性。鎘處理(100、200、400μmol/L Cd)的地上部Cd含量均大于100 mg/kg,且地上部Cd含量/根系Cd含量之比及地上部Cd積累量/根系Cd積累量之比大于1,可以認(rèn)為東南景天古

5、銀礦生態(tài)型是鎘超積累植物。
　　 3.離子色譜法分析結(jié)果表明,東南景天古銀礦生態(tài)型在鎘脅迫下東南景天古銀礦生態(tài)型能分泌乳酸、乙酸、檸檬酸、酒石酸和草酸,其中檢測(cè)出的乳酸未見(jiàn)報(bào)道。酒石酸和檸檬酸的分泌量最大,其次是乳酸和乙酸,草酸和蘋果酸只有痕量或未能檢出。營(yíng)養(yǎng)液條件下,不同處理(0、100、200、400μmol/L Cd處理)乙酸的分泌量依次為190.4、60.9、111.8、253.0μg/g(鮮重)·d,酒石酸的分泌量依次

6、為510.7、417.3、296.6、486.6μg/g(鮮重)·d,草酸的分泌量依次為13.6、7.0、未檢出、8.3μg/g(鮮重)·d,乳酸的分泌量依次為1.62、2.67、57.15、37.61μg/g(鮮重)·d,檸檬酸的分泌量依次為219.36、369.65、688.97、693.54μg/g(鮮重)·d,鎘處理(100μmol/L Cd處理除外)能顯著(P＜0.01)增加乳酸和檸檬酸的分泌量。氯化鈣收集液中乳酸、蘋果酸、檸

7、檬酸的分離測(cè)定結(jié)果表明,不同處理(0、100、200、400μmol/L Cd處理)乳酸的分泌量依次為1.08、10.66、25.24、36.35μg/g(鮮重)·d;檸檬酸的分泌量依次為70.55、79.28、209.83、130.47μg/g(鮮重)·d。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明,營(yíng)養(yǎng)液條件下200μmol/L和400μmol/L Cd處理乳酸和檸檬酸的分泌量顯著大于完全營(yíng)養(yǎng)液處理(0μmol/L Cd),鎘處理在總體上能促進(jìn)根系分泌乳酸和