两种蔊菜对不同镉(Cd)浓度和水分条件的响应

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镉(Cd)是造成土壤重金属污染的主要元素,镉污染土壤的治理与修复成为当今亟需解决的现实问题。欧亚蔊菜(Rorippa sylvestris)和两栖蔊菜(Rorippa amphibia)为十字花科蔊菜属多年生草本植物,不仅具有较高的观赏价值且根蘖繁殖能力强,耐修剪、生长快、耐践踏、抗性强,管理粗放,经济成本低。可作为较为理想的园林地被植物进行Cd污染土壤修复。本研究以两种蔊菜为试材,通过盆栽试验和人工控水的方法,研究不同浓度镉(0、1、5、10、50、100、200 mg·kg-1)和不同水分条件(土壤相对含水量分别为30~40%、50~60%、70~80%、90~100%、淹水3~5cm)对镉污染土壤(镉浓度为50 mg·kg-1)上两种蔊菜生长的影响,分析了光合生理特性、镉的富集和转运能力以及其他8种矿质营养元素吸收的变化规律。该研究为两种蔊菜应用于镉污染土壤的生态修复提供理论指导。研究结果如下:(1)在不同浓度镉胁迫下,两种蔊菜均能保持正常的生长,生物量随着镉浓度的增加而呈现先上升后下降的趋势,表现出“低促高抑”的现象;两种蔊菜具有较强的镉富集与转运能力,其地上富集系数、全株富集系数和转运系数都大于1;当镉浓度低于100 mg·kg-1时,欧亚蔊菜的转运能力高于两栖蔊菜。两种蔊菜对镉的吸收与钙、镁、锌的吸收表现出拮抗作用,与铜、铁、磷、锰的吸收表现出协同作用。(2)在镉污染土壤上,两种蔊菜抗干旱和耐水淹能力都很强,处理70d后仍具有很强的生命力,两栖蔊菜抗旱能力要强于欧亚蔊菜。欧亚蔊菜的地上富集系数、全株富集系数和转运系数都大于1,且地上干物质中的含镉量都大于100 mg·kg-1,在淹水条件下转移能力较弱,大量的镉集中在根部。除水淹以外,两栖蔊菜地上富集系数和转运系数都大于1,且地上干物质中含镉量都大于100 mg·kg-1。欧亚蔊菜的富集能力强于两栖蔊菜;最利于植物生长且对镉的吸收和富集量达到最高的土壤相对含水量为70~100%。
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