两种木本植物对铅的耐性及其铅污染土壤修复机理的研究

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铅是一种用途广泛而毒性很大的重金属,近几十年来,随着工农业和科学技术的迅速发展,铅使用量越来越多,严重地污染着人类的生活环境,威胁着人类的健康,治理铅污染显得愈来愈重要。本文以山皂角(Gleditsia japonica Miq.)、刺槐(Robinia pseudoacacia L.)为研究对象,通过室内发芽试验(纯铅浓度为0mg/L、200mg/L、400mg/L、800mg/L、1200mg/L、1600mg/L)、野外盆栽试验(纯铅浓度为0mg/kg土、200mg/kg土、400mg/kg土、800mg/kg土、1200mg/kg土、1600mg/kg土),研究不同浓度铅处理对山皂角、刺槐种子的萌发及萌发生理;铅对两种苗木生长发育、生理指标如叶绿素含量、脯氨酸含量、硝酸还原酶活性、过氧化物酶活性的影响以及铅在山皂角、刺槐体内的吸收、分布及富集状况,以期了解两种植物对铅的耐性及其修复铅污染土壤的机理。本研究获得的主要结论如下:1、室内发芽试验表明:不同浓度铅处理对山皂角种子的发芽率、发芽势没有什么影响,对刺槐种子表现出不同程度的抑制作用,且对发芽势的抑制大于对发芽率的抑制;随着浓度的升高,铅对山皂角、刺槐胚根胚轴的伸长抑制作用增强,对胚根伸长的抑制作用大于对胚轴伸长的抑制;山皂角在铅浓度为200mg/L以内,可以正常生长,而刺槐幼苗对铅非常敏感,在铅浓度为200mg/L时,其鲜重就与对照形成显著差异;山皂角、刺槐胚根过氧化物酶活性随铅浓度的增加有逐渐增加的趋势。山皂角胚轴过氧化物酶的活性随铅浓度的增加而降低,刺槐胚轴过氧化物酶的活性在200mg/L、400m/L时较对照升高,在800mg/L时酶的活性达到峰值,之后降低;盆栽铅污染土壤对植物发芽率几乎没有影响。2、盆栽山皂角和刺槐的苗高、地径、质量受到了不同程度的抑制;低浓度的铅处理能够刺激叶绿素含量的形成,高浓度则抑制叶绿素形成;山皂角、刺槐叶片的相对电导率、脯氨酸含量随铅浓度的增加而增加;铅对硝酸还原酶活性有较强的抑制作用,山皂角、刺槐过氧化物酶活性随着铅浓度的增加表现出先升高后降低的趋势,认为在土壤铅浓度在800mg/kg土之内,可以正常的生长,为山皂角、刺槐的适应铅浓度。3、铅在山皂角、刺槐根部、茎部、叶片的含量在同一时间内随着外施铅含量的增加而增加,同一浓度处理下,随着时间的延长,根部,茎部的铅含量增加,各器官铅浓度含量为根>茎>叶:山皂角各个处理茎的转移率大多数都小于0.3,刺槐茎的转移率比较大,一般都在0.5以上,山皂角、刺槐茎对铅的转移率只有对照比较大,在1.0左右;山皂角、刺槐叶片对铅的转移率对照分别在0.5、0.7左右,大于各个处理的转移率;山皂角根对铅的富集系数约为在0.1,茎对铅的富集系数约为0.03,叶片对铅的富集系数约为0.02,刺槐根对铅的富集系数约为在0.1,茎对铅的富集系数约为0.06~0.1,叶片对铅的富集系数约为0.02,山皂角、刺槐各器官对铅的富集能力根>茎>叶片,各部分对铅的富集系数随着铅浓度的增大而降低。4、山皂角吸收的大部分铅储存在根部,这一部分大约占吸收总量的60%~70%,刺槐能将较多的铅吸收后储存在茎内,大约占总吸收量的50%~60%,山皂角单株总铅吸收量随着外加铅量的增加而缓慢的增加,而且在以后增加一定的浓度范围内其总铅吸收量仍会增加,刺槐单株总铅吸收量在一开始增加比较迅速,之后趋于平缓,在铅浓度低于800mg/kg土时,刺槐的吸收总量大于皂角的,在铅浓度为1200mg/kg土到1600mg/kg土时,皂角的吸收总量大于刺槐的。
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