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《哈尔滨理工大学》 2011年
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生长调节剂强化龙葵修复镉污染土壤能力的研究

于彩莲  
【摘要】:镉(Cd)污染土壤占重金属污染土壤总面积的40%左右,Cd以其毒性高,且容易被食物链所累积和放大,已经严重地影响了生态系统的安全。龙葵是修复土壤Cd污染的理想植物,但是在高Cd污染的土壤上其修复能力有限。生长调节剂能够增强植物对逆境的抵抗能力,缓解重金属胁迫所造成的不利影响,增加对重金属的累积量。然而植物生长调节剂能否提高龙葵对Cd污染土壤的修复效率还未见报道。 为此,本文通过连续3年的盆栽试验,系统研究了龙葵在修复Cu、Zn、Pb、Cd等单一因素和复合污染中的作用,比较了复硝酚钠、2,4-D及DA-6等生长调节剂在修复Cd污染土壤中的作用,并在不同Cd污染的土壤上进行了DA-6的最佳用量试验,同时还探讨了DA-6和腐植酸联合施用后对Cd污染修复的强化作用,以期揭示DA-6对龙葵修复Cd污染土壤的影响机制。取得的主要研究结果如下: 1.龙葵修复多种重金属污染土壤 Cu、Zn、Pb和Cd四种重金属的复合污染促进了龙葵的生长,根、茎、叶干重最高;在复合污染中,龙葵能同时富集一定量的Cu、Zn、Pb和Cd,植株各器官中的各金属浓度和累积量均为最高,但是对Cu、Zn和Pb富集系数均小于0.6,而地上部对Cd的富集系数接近2,地下部对Cd的富集系数高于3。以上结果表明:龙葵在多种重金属存在下,对土壤中Cd仍具有较强的富集能力。 2.常用生长调节剂对龙葵修复高Cd污染土壤 100mg/kg的高Cd污染土壤抑制了龙葵的生长,使龙葵株高和干重显著降低。生长调节剂2,4-D和DA-6能显著促进龙葵的生长,增加其生物量。但明显低于无Cd处理。施用的三种调节剂使成熟期龙葵地上Cd累积量增加了20.93%-26.74%(P0.05),地下Cd累积量增加了0.5-1.33倍(P0.05),总累积量增加了24.49%-39.8%(P0.05),其中DA-62,4-D复硝酚钠。由于生长调节剂的作用,使抗氧化系统酶的活性显著提高,增强了清除超氧自由基阴离子的能力,减轻了膜脂过氧化损伤,使MDA含量以及叶片的相对电导率显著降低,提高了龙葵叶片SPAD值,其中DA-6降低作用最显著。 3.DA-6强化龙葵修复多浓度Cd污染土壤 DA-6能够不同程度地增加龙葵地上和总Cd的累积量,10 mg/L的DA-6对土壤Cd浓度为10、25和50 mg/kg土壤的修复效果显著,地上Cd累积量最高增加了81.87%;20 mg/L的DA-6对土壤Cd浓度为100 mg/kg土壤的修复效果显著,使龙葵地上和总Cd累积量增加了36.38%和34.54%,强化效果显著。 相同剂量的DA-6对不同Cd浓度污染土壤的作用效果不同,只有适宜浓度的DA-6处理才能最大程度地降低龙葵叶片中MDA含量。在土壤Cd浓度为0和25 mg/kg条件下,40 mg/L的DA-6处理效果最显著;而在土壤Cd浓度为10、50和100 mg/kg条件下,10和20 mg/L的DA-6处理效果比较显著。DA-6处理还能增强叶片中POD活性,提高SPAD值,从而提高了对不良环境的抵抗能力,促进了龙葵的生长,因此提高了对土壤Cd污染的修复能力。 4.腐殖酸和DA-6联合强化龙葵修复Cd污染土壤 在DA-6和腐殖酸作用下,随着Cd浓度提高,龙葵干物质积累先增加,到25 mg/kg达最大,然后下降。随着Cd浓度提高,龙葵植株和根中Cd浓度提高,根系对Cd的富集系数明显增大,Cd总积累量显著提高。腐植酸能提高龙葵修复Cd污染土壤的能力,与DA-6配合施用能使这种能力得到加强。
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X53

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