蔞蒿對土壤中鎘的脅迫反應及修復潛力研究
摘要：以洞庭湖濕地新發現的Cd高富集植物——蔞蒿(Artemisiaselengensis)為試驗材料,采用盆栽方式,系統研究了蔞蒿在生長期內對Cd的性狀反應及富集特征.結果表明,大于40mg·kg-1的Cd脅迫對蔞蒿葉片傷害明顯,且導致生物量下降,但植株在100mg·kg-1脅迫下可完成生活史,對Cd有較強的耐受能力;土壤中有效態Cd的含量僅占土壤全Cd含量的15.3%~37.1%;相同脅迫濃度下,各生長階段的植株體內Cd含量差別不大,但由于生物量的原因,幼苗期對Cd的提取量顯著小于其他時期,其中40~60mg·kg-1的Cd處理可使蔞蒿地上部分Cd含量達492~588mg·kg-1(成株期),且植株對該濃度范圍的Cd污染去除效果最好;蔞蒿可作為對濕地土壤Cd污染較理想的修復植物加以研究和利用.
關鍵詞：鎘，蔞蒿，生長狀況，富集特征，植物修復
濕地是地球環境的重要組成部分,與森林、海洋一起并稱為全球三大生態系統.洞庭湖是我國第二大淡水湖濕地,大部分位于湖南省境內,是湖南省重要的工、農業生產基地.隨著人們對洞庭湖濕地越來越多的開發利用,其資源環境的受損、治理與保護成了備受關注的問題.洞庭湖為湘、資、沅、澧四水交匯,其上游沿途分布有眾多的金屬礦產區,許多開采后的金屬礦質元素被支流攜帶入湖;湖區周邊分布有較多的造紙、船舶、化工企業,生產過程的大量排污導致對水體的點源污染較為嚴重;湖區農業發達,每年大規模農藥、化肥的噴施所造成的土壤面源污染越來越重.以上原因導致洞庭湖水體和土壤中Cd、Pb、Sb等重金屬含量超標,其防治工作已逐步受到重視.洞庭湖區域地形復雜、面積遼闊,采用當前速效但高成本的物理、化學方法進行大面積治理尚難以實現.植物修復是目前備受推崇的一種生態治理方法和研究熱點,其前提是找到對目標重金屬具有較強吸附、富集作用的修復植物,以在植物自身生長過程中完成對介質污染元素的提取和去除,達到降低或遏制污染的目的.
針對洞庭湖濱岸帶土壤中重金屬鎘污染突出的現狀,研究組在野外調查的基礎上,篩選到了一種廣布于湖區的優勢植物———蔞蒿,對濱岸帶土壤中的Cd具有較強的富集效果,其富集能力遠遠高于同一生境下的其他植物,是一種對Cd具有潛在修復價值的植物種類,將來有望成為治理土壤Cd污染的理想修復材料.進行實踐應用前,有必要對該種植物的Cd耐受水平及積累特征進行定性的測試與評價,以更好地評估其應用價值.本試驗采用了盆栽培養和梯度濃度脅迫的方式,對蔞蒿在不同生長發育階段的Cd富集特征進行了系統研究,為當前土壤Cd污染植物修復的開發利用提供了科學的理論參考依據.
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