论文部分内容阅读
植物修复是一种利用植物来净化、钝化或固定环境污染物从而去除或减少环境污染的一种环境治理技术。由于其自身的投资少、不破坏场地结构、不引起二次污染等优点，正日益成为重金属污染土壤修复与重建的研究热点。香根草为多年生禾本科草本植物，对重金属有富集作用，而且具有生物量大、生长期长、可多次刈割、适应性强等特点，是热带和亚热带地区重金属污染土壤重建的重要植物之一；EDTA是一种最普遍的化学螫合剂，它对土壤中各种金属都有很强的螫合能力能高效率地螫合土壤中重金属。为了深入探讨重金属富集植物香根草与EDTA联合修复土壤重金属污染的效果及其机理，本研究采用根袋土培试验在碱性土壤（钙质紫色土）上研究香根草（Vetiveria zizanioides）对难溶性锌、镉的吸收、利用及EDTA调控机制，辅以室内分析香根草根系分泌物及EDTA对难溶性锌、镉活化的影响，以期为土壤锌、镉污染植物修复提供理论依据。1．难溶性锌、镉均不同程度抑制了香根草生长．对香根草生长抑制作用大小为锌镉复合（地上部和根系的生物量下降，75d时分别为：10.9％和19.0％，90d时分别为：9.4％和24.2％）＞镉＞锌，即随重金属毒性增强抑制作用增大。加入外源EDTA加剧了重金属对香根草生长的影响（地上部和根系生物量分别下降4.6％～18.0％和10.6％～24.2％）。2．香根草地上部和根系的SOD、POD、CAT活性随锌镉毒性增加（锌镉复合＞镉＞锌）均显著增加，叶片Pro、GSH和MDA含量增加，根系活力、叶绿素a、b含量则下降。加入外源EDTA后，酶活性、叶片Pro、GSH、可溶性蛋白含量和MDA含量下降，叶绿素a、b含量有所上升。3．难溶性锌、镉降低了香根草对N吸收，锌增加了植物P、K的吸收，镉降低了P、K的吸收。外源EDTA抑制P、K的吸收和转运，但对N的吸收影响不大。本试验中，在土壤锌镉浓度比不同时，锌镉表现出了不同的交互效应，土壤中锌、镉浓度差异很大时，锌、镉表现为抑制作用；当土壤中锌、镉浓度接近时，锌镉就表现出协同效应，EDTA对这两种重金属的吸收都有显著的调控作用。4．香根草根际土中的全N、碱解N、有效P以及速效K含量均以锌镉交互处理最高，锌单一或镉单一污染次之。非根际土壤碱解N、有效P以及速效K含量变化趋势与根际土壤中有类似规律。外源EDTA增加了根际土中N、P的有效性外，但对K的有效性影响不大。5．香根草根际土壤有效锌含量以Zn＞Zn+Cd＞Cd（75d）或Zn+Cd＞Zn＞Cd（90d），根际土壤有效镉含量以Zn+Cd＞Cd＞Zn。随生长期的推进，锌镉交互处理的根际土壤有效锌含量，以及锌镉交互和镉单一处理土壤有效镉含量增加。加入外源EDTA后，根际土壤有效锌镉含量均显著增加。根系分泌物的产生，使香根草根际土壤pH值＜非根际土壤，根际土壤的pH值随生长期的延长而下降，并且在同一生长期内，根际土壤pH值按对照、锌、镉单一和锌镉交互处理递减。6．在锌、镉胁迫下香根草植株产生的根系分泌物对胁迫其产生的重金属的活化作用显著。就活化土壤中难溶性锌而言，以Zn污染和Zn、Cd复合污染下培养的香根草根系分泌物大于Cd污染的，活化土壤中难溶性镉的作用则以Cd污染和Zn、Cd复合污染下培养的香根草根系分泌物大于Zn污染的。EDTA对土壤中的难溶性重金属的活化量显著高于本实验中的其它介质（在三种土壤中，对锌、镉的活化与CK1比较分别提高了41.7、28.3、26.8倍和10.3、218.8、139.2倍）。正常条件下培养香根草根系分泌物对活化土壤中的难溶性重金属锌、镉作用不大。