2013-2014年5-9月于山西省平陆县望远试验站,以秦烟96为供试品种进行盆栽试验,较系统的研究了烟草对重金属Hg的吸收和累积规律以及重金属Hg的削减技术,测定Hg胁迫下烟草的植物学性状、生物量、叶片矿质元素含量、烟草根系活力、烟叶抗氧化酶活性、烟草Hg含量、土壤有效态Hg含量、pH。1 Hg胁迫对烟草生长的影响及烟草对Hg的吸收累积规律(1)随着Hg浓度的增加,烟草的株高、节距、茎围、有效叶数均显著性下降,烟草各部位的生物量逐渐降低,烟草Hg含量也逐渐增加,烟株生长明显受到限制,烟株的生物量大小顺序为烟叶>茎>根;重金属Hg在根、茎、烟叶的积累规律表现为根>叶>茎,重金属在植物体内的分布规律是在新陈代谢旺盛的器官积累量较大,而在营养器官(茎部、叶)的蓄积量则较少。烟草各个部位对重金属Hg吸收的大小顺序为下部叶>中部叶>上部叶。烟草对重金属Hg的富集系数变化范围为0.52-1.70,Hg的转运系数小于1。(2)汞胁迫下烟叶中8种矿质元素含量动态变化不尽相同,钾、磷、钙、镁元素含量随着生育期的推进逐渐降低,硼、铁含量在叶龄60 d左右时降到最小,而后含量逐渐升高;铜、锌随生育期的推进先降低后升高再降低后趋于稳定。钾、磷、钙、镁元素含量表现为低浓度(≤30 mg/kg)汞促进作用,高浓度(≥50 mg/kg)汞抑制作用;硼、铁元素随汞浓度的增加逐渐减小,铜、锌含量随着汞处理浓度的增加表现出先增加后减小的趋势;镁含量在低浓度汞胁迫下表现出逐渐增加的趋势。烟叶中的钾、镁、铁三种元素在汞胁迫下有极显著的相关性,低浓度(≤30 mg/kg)汞处理下烟叶中钾、镁元素存在着较强的正相关,高浓度(≥50 mg/kg)汞处理下烟叶中的钾、镁、铁元素的均呈现出显著正相关。2生物炭与施肥处理对烟草生长及Hg污染吸收的影响(1)随着烟草生育期的推进,烟草干物质积累量逐渐增大;烟草重金属Hg含量随生育期的推进逐渐降低,施加生物炭处理根茎Hg含量均低于未施加生物炭处理,根茎中的Hg含量在整个生育期内一直大于烟叶;烟株根系活力随生育期的推进表现为先增加后降低的趋势。SOD、CAT活性在生育期内表现出现先增加后减小的趋势,烟苗移栽后45d烟叶的SOD含量达到最大值,生物炭处理均高于未施加生物炭处理;POD活性生育期内呈现逐渐降低的趋势,于移栽后75-90d时降低幅度最大;整个生育期CK处理下叶片中MDA含量均高于其他处理,生育期前期各处理MDA含量差异性不显著,当生育期达到60d时,各处理MDA含量差异性逐渐增大。随着生育期的推进土壤有效态Hg含量逐渐升高,而土壤pH呈逐渐下降趋势,伸根期和旺长期时土壤pH下降幅度最大,移栽后90d烟株生长达到成熟期,pH基本趋于稳定。(2)随着复合肥施用量的增加,烟草的株高、叶长、叶宽最大,有效叶数增多,地上、地下部分干物质积累量逐渐增加,烟株根系活力逐渐增大,添加生物炭能在一定程度上促进烟草的生长,增加烟草的生物积累量,提高烟株的根系活力;施用有机肥、复合肥、生物炭烟草的Hg含量均有不同程度的降低,烟草中的Hg含量随着复合肥用量的增加降低的幅度更为明显,生物炭对根茎Hg含量的削减效应表现的更为明显。未施肥处理下受重金属Hg胁迫的烟叶中SOD、POD、CAT三种抗氧化酶活性最低,MDA含量最高;复合肥对叶片SOD、CAT酶活性影响较大,对POD酶活性影响不明显。施加生物炭和肥料均能降低土壤有效态Hg含量,提高土壤pH值。综合来看,生物炭与高量复合肥配施下烟草的植物学性状表现最好,生物量积累最多,烟草的根系活力最大,烟叶抗氧化酶系统指标最高,土壤pH值最大,烟叶MDA含量、烟草Hg含量、土壤有效态Hg含量最低。3生物炭与施肥处理下烟草Hg含量与土壤有效态Hg含量、土壤有效态Hg含量与土壤pH之间的相关性3种不同施肥配比下烟草根茎、烟叶重金属Hg含量均有一定的降低,且与土壤有效态Hg含量为线性正相关。随着土壤pH的增加,土壤中有效态Hg含量逐渐降低,3种施肥处理下土壤pH与有效态Hg含量线性负相关,添加生物炭后相关性增强,达到显著负相关,而生物炭与施肥配比相结合对降低有效态Hg含量有叠加作用。因此在北方偏碱性的土壤条件下,可以通过施加生物炭与适宜的施肥配比相结合,来增强烟株的抗逆性,在提高土壤pH的基础上降低烟草对重金属Hg的吸收。