论文部分内容阅读
随着工业与农业飞速发展,导致重金属在土壤—植物—环境系统中受到的污染越来越严重。人类对重金属污染环境的治理采取了多种修复方法,其中植物修复是研究的一个热点,通过植物对重金属的提取、固定和挥发作用,减少或去除土壤中的重金属含量,不仅成本低,还不会对环境造成二次污染,是公认的绿色修复技术而倍受人们关注。本文以水培实验研究西伯利亚鸢尾(Iris sibirica L.)在6种不同类型重金属镍(Ni)、钴(Co)、铅(Pb)、铈(Ce)、铁(Fe)、镉(Cd)+腐殖酸(HA)分别胁迫下,其生长状况、生物量、植物体内重金属含量、富集系数(BCF)、转运系数(TCF)以及体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的变化,探究西伯利亚鸢尾对不同类型重金属的转运富集能力,为丰富植物重金属修复提供理论参考。研究结果如下:(1)研究发现Ni、Co、Pb、Ce、Fe、Cd六种元素对西伯利亚鸢尾的生长都有一定的抑制作用,西伯利亚鸢尾对不同重金属吸收积累表现出差异。当Ni胁迫浓度为300 mg·L-1,Co为500 mg·L-1,Pb为300 mg·L-1,Ce为800 mg·L-1,Fe为400 mg·L-1,Cd为25 mg·L-1,添加200mg·L-1 HA时,西伯利亚鸢尾水上部分对应金属浓度均超过1000 mg·kg-1。(2)与植物吸收重金属元素相对应,西伯利亚鸢尾从水培溶液中吸收的重金属元素主要积累在根部,向上迁移至茎部和叶部的能力,因重金属性质的不同而不同。本实验中,重金属浓度为300 mg·L-1时,西伯利亚鸢尾中BCF为Ni>Co>Fe>Pb>Ce,TCF为Ni>Co>Pb>Fe>Ce;500 mg·L-1时,西伯利亚鸢尾中BCF为Fe>Co>Ni>Ce>Pb,TCF为Ni>Fe>Co>Ce>Pb;随着HA浓度的不断增加,Cd2+在西伯利亚鸢尾中BCF、TCF均为先升高再降低。(3)在研究Ce、Fe、HA+Cd胁迫西伯利亚鸢尾时发现,其体内产生的SOD、CAT、POD随着Ce3+、Fe2+、HA浓度的升高而产生不同的变化趋势。在植物各器官中的SOD、CAT、POD酶活力与重金属Fe、Ce、HA的浓度具有一定的相关性,随着重金属Ce3+、Fe2+浓度的升高,SOD活力呈现叶>茎>根,随着HA浓度的增加,CAT先升高后降低、POD活力逐渐降低。(4)螯合剂可以与重金属离子形成配合物,配合物通过西伯利亚鸢尾根部的吸收并通过转运细胞转运到茎、叶部分,进一步强化植物根部重金属向水上部分富集运输。随着添加HA浓度的增大,在西伯利亚鸢尾中的BCF逐渐降低,螯合剂抑制了转运蛋白转运重金属的能力,说明高浓度生物螯合剂阻碍金属螯合剂配位体的形成,导致根系对土壤重金属的吸收能力降低。