土壤镉铅锌复合污染下大花栀子和水栀子的生理响应及富集特征

摘要

本文选取常见的观赏性植物大花栀子（Gardenia jasminoides）和水栀子（Gardenia stenophylla）为试验材料，采用盆栽模拟试验法，研究了两种栀子在不同浓度镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)复合污染土壤中的生长状况及生理响应，并进一步探讨了大花栀子和水栀子对Cd、Pb、Zn的富集能力及机理。主要研究结果如下:
　　(1)低水平Cd、Pb、Zn复合胁迫(T1～T4)可促进大花栀子和水栀子的生长，而高水平复合胁迫(T5～T7)则抑制二者的生长，且对水栀子的抑制作用强于大花栀子。随着Cd、Pb、Zn复合污染处理浓度的增加，大花栀子和水栀子叶片叶绿素含量、根系活力均呈先增加后降低的趋势，且后者降低幅度显著大于前者。说明大花栀子和水栀子对Cd、Pb、Zn复合污染具有一定的耐性，且大花栀子的耐性强于水栀子。
　　(2)在低浓度Cd、Pb、Zn复合污染时，两种栀子体内SOD、POD、CAT和APX活性较高，能及时清除植物体内活性氧物质，避免过氧化伤害;但高浓度复合污染下二者体内这四种酶的活性显著降低，清除活性氧物质的能力减弱，MDA均过量积累，植株受到了严重的过氧化伤害。同时，水栀子MDA积累量大于大花栀子，说明水栀子受到的氧化伤害比大花栀子强。
　　(3)重金属的化学形态和亚细胞分布研究表明，Cd、Pb、Zn在大花栀子和水栀子根、茎、叶中主要以醋酸提取态、氯化钠提取态和盐酸提取态存在，且Cd、Pb、Zn主要被束缚在植株根、茎、叶细胞壁和可溶性部分中，代谢较强的细胞膜和细胞器中含量极少，有利于增强大花栀子和水栀子对Cd、Pb、Zn的耐性和富集能力。
　　(4)Cd、Pb、Zn复合污染下，大花栀子地上部对Cd、Pb、Zn富集量最大值分别可达137.84μg/plant、4546.76μg/plant和3123.93μg/plant，占整株的83.82％～91.48％;水栀子地上部富集量可达90.64μg/plant、2636.89μg/plant和2878.69μg/plant，占整株的88.53％～93.43％。因此，大花栀子比水栀子更具修复潜力。
　　综上所述，大花栀子和水栀子生物量大、观赏性强，对Cd、Pb、Zn具有较强的耐性和富集能力。因此，它们是两种可行的Cd、Pb、Zn污染土壤的修复植物，适用于低浓度的Cd、Pb、Zn复合污染土壤的修复。

目录

声明

摘要

1绪论

1．1选题意义

1．2研究现状综述

1．2．1土壤重金属复合污染现状

1．2．2植物修复技术

1．2．3植物对重金属胁迫的生理响应

1．2．4植物对重金属的富集机理

1．2．5修复植物类型

1．3研究方案

1．3．1研究目标

1．3．2研究内容

1．3．3技术路线

2材料与方法

2．1．1植物材料

2．1．2供试土壤

2．2试验设计

2．3．1株高和根长

2．3．2生物量

2．3．3根系活力和叶绿素含量

2．3．4丙二醛含量和细胞质膜透性

2．3．5抗氧化酶活性

2．3．6重金属含量

2．3．7亚细胞组分分离

2．3．8重金属形态

2．4数据分析

3栀子对镉、铅、锌复合污染的生理响应

3．1栀子对镉、铅、锌复合污染的生长响应

3．2．1叶绿素含量

3．2．2根系活力

3．3镉、铅、锌复合污染对栀子丙二醛含量和细胞质膜透性的影响

3．3．1丙二醛含量

3．3．2细胞质膜透性

3．4镉、铅、锌复合污染对栀子抗氧化酶活性的影响

3．4．2 POD活性

3．4．3 CAT活性

3．4．4 APX活性

3．5讨论

3．6小结

4栀子对镉、铅、锌的富集特征

4．1栀子体内镉、铅、锌的含量

4．1．1大花栀子体内镉、铅、锌含量

4．1．2水栀子体内镉、铅、锌含量

4．2栀子体内镉、铅、锌的亚细胞分布

4．2．1大花栀子体内镉、铅、锌的亚细胞分布

4．2．2水栀子体内镉、铅、锌的亚细胞分布

4．3栀子体内镉、铅、锌的化学形态

4．3．1大花栀子体内镉、铅、锌的化学形态

4．3．2水栀子体内镉、铅、锌的化学形态

4．4栀子体内镉、铅、锌的富集量

4．4．1大花栀子体内镊、铅、锌的富集量

4．4．2水栀子体内镉、铅、锌的富集量

4．5栀子对镉、铅、锌的转移系数和富集系数

4．5．1大花栀子对镉、铅、锌的转移系数和富集系数

4．5．2水栀子对镉、铅、锌的转移系数和富集系数

4．6讨论

4．6．1栀子对镉、铅、锌的富集特征

4．6．2栀子对镉、铅、锌的富集机理

4．7小结

5结论与展望

5．2展望

参考文献

致谢