【摘 要】
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据2014年全国土壤污染状况公报数据,我国的耕地镉(Cd)、铅(Pb)污染超标率分别达7.0%、1.5%,农田中Cd、Pb为主要超标物。寻找降低土壤中Cd、Pb含量的高效安全方法,是农田重金属污染控制与修复研究的热点之一。植物修复是一项土壤重金属污染治理的有效技术,但现有研究发现的超富集和富集植物对重金属的修复能力有限,如何在现有基础上进一步提升植物的富集能力是研究突破方向之一。鉴此本研究通过盆栽
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据2014年全国土壤污染状况公报数据,我国的耕地镉(Cd)、铅(Pb)污染超标率分别达7.0%、1.5%,农田中Cd、Pb为主要超标物。寻找降低土壤中Cd、Pb含量的高效安全方法,是农田重金属污染控制与修复研究的热点之一。植物修复是一项土壤重金属污染治理的有效技术,但现有研究发现的超富集和富集植物对重金属的修复能力有限,如何在现有基础上进一步提升植物的富集能力是研究突破方向之一。鉴此本研究通过盆栽试验,以龙葵(Solanum nigrum L.)为研究材料,以4种浓度的螯合剂羧乙基硫代丁二酸(CETSA)和生长调节剂胺鲜酯(DA6)分别联合刈割强化龙葵对Cd和Pb的富集能力研究,旨在探讨不同浓度CETSA、DA6联合刈割时,龙葵对Cd、Pb的耐性和富集特征,掌握提升龙葵修复效果最佳的CETSA、DA6与刈割的搭配方式。以期为推广龙葵治理四川乃至全国农田土壤中Cd、Pb污染提供一定理论依据和技术支持。本研究主要结果如下:(1)1~8 mmol·kg-1的CETSA与刈割的联合试验结果表明:1~2 mmol·kg-1的CETSA以及刈割单一处理均可显著促进龙葵的生长,而8 mmol·kg-1的CETSA抑制了龙葵生长。相比单一修复,联合修复使龙葵生物量进一步提升。在所有处理中,1mmol·kg-1CETSA联合刈割使龙葵单株生物量最大,为49.070 g·株-1,是对照组(CK)的1.68倍(P<0.05)。1~2 mmol·kg-1的CETSA通过提高龙葵的抗氧化酶活性、脯氨酸(Pro)含量以及可溶性糖含量降低了龙葵细胞膜脂过氧化水平,增强了龙葵对Pb、Cd的耐受性。相比单一修复,联合修复不会使龙葵的耐受性显著改变。两种单一修复均能促进龙葵地上部和地下部对Cd和Pb的吸收和转运。而联合修复使龙葵对Cd和Pb的提取率更大。在所有处理中,刈割联合1 mmol·kg-1的CETSA使龙葵的年均Cd提取率最大,为14.39%,是CK的4.52倍(P<0.05);刈割联合2 mmol·kg-1的CETSA使龙葵的年均Pb提取率最大,为1.97%,是CK的2.84倍(P<0.05)。(2)3~24 mg·L-1的DA6与刈割的联合试验结果表明:DA6可显著促进龙葵的生长,随着DA6浓度增加,促进作用先增加后减弱。相比单一修复,刈割联合DA6使龙葵生物量进一步提升。6 mg·L-1的DA6联合刈割对龙葵生长的促进最显著,与CK相比地下部增加了91.87%(P<0.05),地上部增加了72.59%(P<0.05)。DA6通过提高龙葵的抗氧化酶活性、Pro含量以及可溶性糖含量增强了龙葵对Pb、Cd的耐受性,但同时也加快了龙葵的老化速度,缩短了龙葵的生长周期。相比单一修复,联合修复改善了龙葵生长状态。DA6能显著促进龙葵地上部和地下部对Cd和Pb的吸收,但降低了转运能力。而联合修复使龙葵对Cd和Pb的提取率更大。在所有处理中,刈割联合12 mg·L-1的DA6使龙葵的年均Cd提取率最大,为11.05%,是CK的3.46倍(P<0.05)。刈割联合6 mg·L-1的DA6使龙葵的年均Pb提取率最大,为2.41%,是CK的3.47倍(P<0.05)。
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