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镉超富集植物对镉—砷复合污染的反应及其积累特征

孙约兵  
【摘要】: 在已发现的超富集植物中,镉超富集植物种类较少,而且都存在着不能同时超量积累多种重金属、生物量小和生长缓慢等缺点,以致于影响植物修复技术的有效性和广泛性应用。与作物相比,农田杂草抗逆境能力强,同时还具有较强的争光、争水和争肥的能力,是修复污染土壤比较理想的种质资源。鉴于镉超富集植物对镉-砷复合污染土壤的修复以及同时对镉、砷具有超富集作用的植物尚未见报道,本研究以新发现的镉超富集植物球果蔊菜(Rorippaglobosa(Turcz.)Thell.)、龙葵(Solanum nigrum L.)和三叶鬼针草(Bidens pilosaLinn.)为研究对象,旨在研究镉-砷复合污染条件下植物的生长反应及其对镉、砷的吸收和积累特征,探讨它们互作的内在机制,以期为镉-砷复合污染土壤修复和治理提供技术支撑。 (1)通过比较和分析镉(Cd)-砷(As)复合污染处理对球果蔊菜的生长及其对Cd、As吸收和积累特征的影响。结果表明,在低浓度Cd-As复合污染条件下,由于Cd、As的拮抗作用,从而促进植物的生长发育,同时也促进地上部对Cd的吸收和积累。Cd-As复合污染高浓度处理表现出对球果蔊菜生长以及Cd的吸收和积累有协同的抑制作用。同时,球果蔊菜对As的吸收和积累能力较差,根部对As的吸收能力大于其地上部,相应的富集系数≤0.3,转移系数≤0.6。 (2)在Cd单一处理浓度≤25mg·kg~(-1)时,龙葵表现出对Cd有很强的耐性,株高和生物没有受到明显抑制(p<0.05),而且低浓度促进植物的生长发育,同时对Cd的吸收和积累也显示出Cd超富集植物的基本特征。在低浓度Cd-As复合浓度为10mg·kg~(-1)和50mg·kg~(-1)时,与单一Cd处理浓度10mg·kg~(-1)相比,生物量也没有显著降低(p<0.05),同时还促进植物对Cd的吸收,茎中Cd含量增加了28%。同样,龙葵对As的吸收和富集能力较弱,表现在根>叶>茎>籽实。 (3)在Cd-As复合污染处理各处理浓度条件下三叶鬼针草生长发育没有明显受到影响,低浓度处理下植物地上部生物量却有所增加。同时在一定浓度下处理,植物表现出Cd超富集植物的基本特征,茎中Cd浓度超过100mg·kg~(-1),富集系数和转移系数都>1.0。同时其具有对As有排异植物的某些特征。


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