本论文在国防基础科研重点项目(B3120110001)的资助下，通过研究16种植物在不同土壤铀浓度下的生理生化指标以及铀富集量情况，筛选对核素U具有超富集能力的植物，并对筛选出的高富集植物进行控制性试验，研究3种添加剂对植物富集核素能力的影响，再与实地考察的某铀尾矿优势植物的铀富集情况相比较，测定不同时间植物对铀的吸收情况以及铀在植物体内的迁移情况，从而探讨筛选出的超富集植物在修复核素污染土壤中的可行性、富集特点及应用前景。主要结论如下:　　(1)核素铀对植物表观生长参数的影响因植物不同而不同，在5种铀浓度梯度下，可以促进某些植物发芽率的增高，其中向日葵升高5.1％～12.8％，菊苣4.8％～21.4％;但更多的情况是，铀污染使植物的发芽率降低，降低幅度为1.1％～43.6％。在土壤铀浓度较低为25mg/kg和75mg/kg，可以促进大部分植株的伸长，幅度为0.2％～18.8％;但高浓度铀会抑制植物植株的伸长，幅度为4.0％～31.5％。土壤铀污染对植物生物量的影响最为明显，向日葵、四季豆、大叶菠菜和苍耳的总生物量分别增加了4.8％～9.0％、1.6％～23.8％、33.7％～41.0％和5.9％～22.9％;其它植物的总生物量降低幅度为0.3％～62.2％。一般而言，对铀富集能力较强的植物，当植株体内铀浓度大于50.0mg/kg时，铀污染会显著降低它们的生物量，降低幅度为5.5％～58.8％。　　(2)土壤铀污染会对植物的光合作用参数及叶绿素荧光诱导动力学参数产生一定的影响，在光系统Ⅰ(PSⅠ)中，随着土壤铀浓度的升高，对铀有较强吸收能力的植物其净光合作用速率(Pn)会随着土壤铀浓度的升高而逐渐下降，如鬼针草、蕹菜、四季豆和铁苋，Pn分别降低了0.7％～6.1％、4.1％～24.1％、13.0％～65.4％和8.9％～28.8％，下降的原因有的是由于气孔因素导致的，也有的是由非气孔因素导致的。在光系统Ⅱ(PSⅡ)中，反映植物是否受到胁迫的生理指标Fv/Fm与实验土壤铀浓度没有明显的相关性，但几种对铀富集能力较强的植物如鬼针草、黄秋葵、菊苣、铁苋在高铀浓度下会受到一定的胁迫，Fv/Fm比对照分别降低0.6％～2.6％、4.2％～5.9％、2.1％～9.4％和0.7％～3.3％。　　(3)筛选植物各部分富集铀浓度是随着土壤铀浓度的升高而升高的。16种植物中，富集U能力最强的植物是铁苋，在25mg/kg、75mg/kg、125mg/kg、175mg/kg土壤铀浓度梯度下，铁苋的地下部铀富集浓度依次为119.22mg/kg、325.36mg/kg、735.27mg/kg、1245.28mg/kg，远高于土壤铀浓度水平，它的BCF也是最大的，但只有在175mg/kg土壤铀浓度下大于1，为1.178，其余几种对土壤铀富集比较好的植物是黄秋葵、菊苣、鬼针草、紫花苜蓿。　　(4)添加pH=4.5的EDTA导致植物死亡;在低土壤铀浓度下(40mg/kg)，添加不同pH的添加剂可以增加植物的株高和生物量，其中EDTA可以使植物的总生物量增加8.0％～26.0％，柠檬酸增加幅度为12.0％～32.0％，稀硫酸增加幅度14.0％～18.0％。在高土壤铀浓度下（120mg/kg和200mg/kg），EDTA和CA都使植物的总生物量降低，降低幅度分别为4.3％～12.2％、2.6％～10.3％。在中低铀污染浓度下，添加EDTA可以降低植物的Pn，降低幅度为2.4％～18.7％，而柠檬酸和稀硫酸则会增加植物的Pn，增加幅度分别为1.1％～15.6％和1.9％～5.7％。　　(5)在3种土壤铀浓度下，添加不同pH的EDTA使植物地上部、地下部和整株铀富集量降低，各部分降低幅度分别为17.3％～48.8％、17.5％～33.4％和19.2％～30.3％。但在土壤铀浓度为40mg/kg时，EDTA可以提高植物的转移因子(TF)，升高幅度为4.5％～5.6％;pH=6.5的柠檬酸可以增加植物地下部铀富集量，升高幅度为1.9％～10.0％;在土壤铀浓度为200mg/kg时，pH=6.5的稀硫酸可以有效增加植物地上部、地下部和整株铀富集量，各部分分别升高53.5％、51.5％和41.3％，BCF和TF分别升高41.3％和1.3％。因此加入添加剂是提高植物修复铀污染土壤效率的一种行之有效的方法。　　(6)在植物生长初期，植物体内富集铀的浓度较低，随着土壤中铀浓度的升高，SOD活性不断升高，POD和CAT活性先升高后降低，3月份土壤铀浓度为50～70mg/Kg时，芦苇和商陆的SOD活性最高，分别为389.5和436.1U/(g·FW)，土壤铀浓度为30～50mg/Kg时，芦苇和商陆的POD最大活性分别为6295.0和895.3U/(g·FW·min)，CAT最大活性分别为85.67和76.47U/(g·FW·min)。到了植物生长后期，植物体内铀浓度不断升高，SOD和POD随着铀浓度的升高呈不断降低的趋势，7月份土壤铀浓度为10～30mg/Kg时，芦苇和商陆的SOD活性最高分别为366.1和302.4U/(g·FW);芦苇和小飞蓬的POD活性最高分别为2273和682.0U/(g·FW·min)。　　(7)铀尾矿区土壤铀浓度范围为0～75mg/Kg，植物体内的铀富集量与土壤铀浓度密切相关。植物各部分铀富集量与植物生长期关系密切，如3月份商陆的根部铀浓度为0.32～1.16mg/Kg，茎部为0.13～0.81mg/Kg，叶部为0.14～0.73mg/Kg，7月份根部铀浓度为1.35～6.13mg/Kg，茎部为0.18～0.78mg/Kg，叶部为2.06～3.03mg/Kg，到了11月份根部铀浓度为0.65～0.82mg/Kg，茎部为铀浓度为0.50～2.40mg/Kg，叶部为铀浓度为16.39～25.29mg/Kg，果实为铀浓度为15.44～33.10mg/Kg。在植物生长初期（3月和5月），植物根部铀含量较高为0.2～42.85mg/Kg，叶部铀含量极低为0～2.04mg/Kg;待植物成熟期后，根部的铀则通过茎不断向叶和果实转移，叶部铀含量最高为108.26mg/Kg，植物茎中的铀含量始终保持在较低水平为0～13.61mg/Kg。5种植物中，铀富集能力最强的植物为狗尾草，叶部铀含量最高为108.26mg/K.g，并且高于土壤铀浓度;小飞蓬根部铀富集能力比较强，根部铀含量最高为28.85mg/Kg，可以用于土壤中铀的固定;商陆的叶部和果实铀富集能力较强，铀含量最大分别为25.29和33.10mg/Kg，可以作为铀的提取植物。