论文摘要
为了达到植物修复重金属污染土壤的问题,本试验选择湖南省常见花卉植物,针对重金属锰展开了水培和砂培条件下的耐性植物筛选试验,并对筛选出来的耐性植物进行土培条件下的富集试验,研究了重金属锰对其生长发育、生理生化的影响,进一步研究了添加诱导物质EDTA对重金属锰污染的富集效应。主要研究结果如下:1.对重金属锰耐受性强的花卉植物的筛选筛选试验通过对湖南省常见的20种花卉植物种子萌发率的比较,筛选出了对重金属锰耐性较强的六种花卉植物,为紫茉莉、金盏菊、万寿菊、蜀葵、凤仙花、紫云英。在随后的幼苗生长试验中,观察锰胁迫下六种花卉植物的生长状况,通过对其胚根伸长的比较,发现紫茉莉、金盏菊、万寿菊三种花卉植物对锰的耐性较强。2.重金属锰对三种花卉植物生理生化特性的影响为了揭示重金属Mn污染对三种花卉植物的生理代谢活动的影响,测定了六个与植物密切相关的生理生化指标,叶绿素、丙二醛、脯氨酸、三种保护酶（SOD、POD、CAT）。试验结果表明,随着Mn处理浓度的增加,三种花卉植物的叶绿素含量呈现先升后降的趋势;丙二醛和脯氨酸的含量均呈上升的趋势,但增加的速度因种类不同而异。三种保护酶对于不同浓度处理水平重金属Mn胁迫的响应不同;在土壤环境质量标准低浓度设置范围内,三种酶有较好的协同效应并能共同抵御重金属胁迫造成的生理毒害作用,表现出较强的自我调节能力。而在高浓度处理水平时,三种酶活性呈现不同的变化趋势。3.重金属Mn污染对三种花卉植物生长状态的影响在Mn污染的土壤中,随着生长时间的增长,三种花卉植物株高呈增加的趋势,但其生长速率有所减缓,在各个时期随Mn污染浓度的上升基本呈先升后降的变化趋势。三种花卉植物地下部干物质积累及地上部干物质积累在各个时期呈现与株高相似的变化趋势,但在成熟期,其地下部干物重及地上部干物重均略低于前一生育期,而对照高于前一生育期。当Mn2+污染浓度为0.6g·kg-1时,开始抑制紫茉莉和金盏菊植株的生长;而0.4g·kg-1Mn2+污染时开始抑制万寿菊的生长,表明万寿菊对重金属Mn污染较紫茉莉和金盏菊敏感。4.三种花卉植物对Mn的富集特征研究结果表明,三种花卉植物根中Mn积累浓度随着生长期的延长逐渐降低。茎叶中Mn积累浓度随着生长期的延长呈现上升的趋势。相同梯度浓度的Mn处理,紫茉莉根和茎中Mn积累浓度较大,表明Mn在紫茉莉根系及茎叶的迁移能力比万寿菊和金盏菊强。Mn在三种花卉植物中的分布为根＞茎叶。对Mn的积累量在成熟期前随生长期的延长而增加,但成熟期时积累量有所下降。这种变化规律是植株体内Mn积累浓度和生物量的综合体现。5.EDTA对紫茉莉富集重金属锰效应的影响当EDTA施加浓度在0.125mmol·kg-1～2mmol·kg-1范围内时能显著促进重金属Mn污染土壤中紫茉莉地上部生物量的提高,在1mmol·kg-1时达到最大值,地上部增产趋势较地下部明显。同时表明:通过向重金属Mn污染土壤中施加EDTA可以显著提高紫茉莉对各重金属的积累能力。综合紫茉莉各项生长指标变化、对各重金属积累和转运情况以及从经济和环境风险方面考虑,可以将EDTA的最佳施用浓度确定为1mmol·kg-1,采用1mmol·kg-1EDTA+紫茉莉组合模式治理重金属Mn污染土壤能够取得良好的生态效益与经济效益。