蓖麻對Cd污染土壤的修復(fù)潛力、機(jī)制與外源調(diào)節(jié)研究.pdf

1、土壤重金屬污染已成為我國日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題，植物修復(fù)作為環(huán)境友好型修復(fù)技術(shù)已成為土壤修復(fù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，但常見修復(fù)植物往往存在生物量小、經(jīng)濟(jì)效益低等問題。利用能源植物修復(fù)重金屬污染土壤，可使土壤重金屬遠(yuǎn)離食物鏈，還可以為生物柴油工業(yè)提供原料，因此兼具環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和能源效益。
　　本研究以能源植物蓖麻（Ricinus communis L.）為供試植物，開展盆栽實(shí)驗(yàn)研究了其對不同Cd污染土壤的修復(fù)潛力，結(jié)果表明：在0-100 mg·k

2、g-1Cd脅迫下，蓖麻對Cd脅迫表現(xiàn)出較好的耐性，隨著Cd脅迫的加劇，蓖麻各器官Cd含量不斷增加。200 mg·kg-1的Cd顯著抑制了蓖麻的正常生長以及對Cd的富集能力，因而蓖麻對低、中度Cd污染（0-100 mg·kg-1）土壤具有較好的修復(fù)能力。
　　通過水培實(shí)驗(yàn)研究了不同Cd濃度(0、10、25、50、100、200、400μmol·L-1)處理對植物葉片中葉綠素含量、丙二醛含量及抗氧化酶活性的影響。結(jié)果表明：Cd脅迫誘導(dǎo)

3、蓖麻葉片光合色素含量下降，其中對具有保護(hù)葉綠素和清除活性氧作用的類胡蘿卜素含量影響最小；不同濃度 Cd脅迫下，MDA積累量無顯著差異變化，體現(xiàn)了蓖麻葉部較強(qiáng)的抗氧化能力。Cd誘導(dǎo)均能激活蓖麻體內(nèi) SOD和 POD的活性，但在蓖麻體內(nèi)對清除自由氧，發(fā)揮抗氧化性起重要作用為POD。
　　通過水培實(shí)驗(yàn)研究蓖麻體內(nèi)的亞細(xì)胞分布特征和化學(xué)形態(tài)分布特征。結(jié)果表明，Cd在蓖麻根系和葉片各亞細(xì)胞組分的含量均為可溶組分>細(xì)胞壁>細(xì)胞器。隨著 Cd脅

4、迫的增加，蓖麻根系細(xì)胞壁中Cd的相對含量呈增加趨勢，可見液泡區(qū)隔化和細(xì)胞壁固持是蓖麻應(yīng)對Cd脅迫的重要耐性機(jī)制。同時(shí)Cd脅迫的加劇，蓖麻根系和葉片中乙醇提取態(tài)和水提取態(tài) Cd分配比例總和呈緩慢降低趨勢，NaCl提取態(tài)分配Cd比例增加，這有利于降低Cd對植株的相對毒性，因此化學(xué)形態(tài)轉(zhuǎn)化可能蓖麻應(yīng)對Cd脅迫的另一重要耐性機(jī)制。
　　通過盆栽與水培實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，優(yōu)化選擇螯合劑種類與施加方式，以提高蓖麻對Cd的富集能力。結(jié)果表明：酒石酸對C

5、d脅迫具有一定的解毒作用，增大了Cd脅迫下蓖麻各組織生物量，乳酸能增強(qiáng)蓖麻葉部對Cd的富集，提高蓖麻轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)。人工螯合劑EDTA和EGTA均能顯著增強(qiáng)了蓖麻根、莖、葉對Cd的富集能力，但對蓖麻生長有抑制作用。螯合劑分三次施加與收獲前一次性施加對蓖麻生物量均無顯著影響，但分次施加均能顯著增強(qiáng)了蓖麻地上部對Cd的富集能力，分次施加優(yōu)于一次性施加。
　　通過盆栽試驗(yàn)研究了解毒劑（酒石酸）和螯合劑（EGTA）的單施與配施對強(qiáng)化蓖麻修復(fù)Cd

6、污染土壤的作用，探討重金屬污染土壤植物修復(fù)中螯合劑與解毒劑配合使用的可行性。結(jié)果表明：酒石酸與EGTA配施能顯著增強(qiáng)Cd活性，且能有效促進(jìn)Cd從蓖麻根部向地上部的轉(zhuǎn)移，但高劑量的 EGTA處理對植株根系有明顯的毒害作用；EGTA與酒石酸配施能緩解Cd對植株的毒害作用，增大蓖麻生物量和Cd積累量?？梢?，酒石酸與EGTA配施可通過調(diào)控土壤Cd的植物有效性和降低Cd的生理毒性來提高蓖麻對Cd的富集能力和對Cd污染土壤的修復(fù)效果。
　　通

7、過盆栽實(shí)驗(yàn)，針對100mg·kg-1污染土壤，研究葉面施磷對蓖麻富集Cd能力的影響，結(jié)果表明：葉面噴施不同濃度磷肥（0.2％、0.4％和0.6％）均能顯著增強(qiáng)蓖麻根、葉生物量及Cd富集量，且噴施0.4％磷肥效果最優(yōu)。通過營養(yǎng)液栽培實(shí)驗(yàn)，研究葉面施磷對緩解重金屬脅迫的生理生化機(jī)制，結(jié)果表明：不同 Cd濃度下（50、100和150μmol·L-1），葉面噴施0.4％磷肥，顯著緩解了Cd脅迫導(dǎo)致的葉片失綠癥狀，提高了地下部對Cd的積累量，對莖