刺槐对污染土壤中铅的生理响应和吸收特征_罗绪锋.pdf
《刺槐对污染土壤中铅的生理响应和吸收特征_罗绪锋.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《刺槐对污染土壤中铅的生理响应和吸收特征_罗绪锋.pdf(9页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、收稿日期:修回日期:基金项目:国家自然科学基金青年基金项目“刺槐间作龙葵 蜈蚣草对镉砷污染土壤的固氮及协同修复机制”();湖南省自然科学基金青年基金项目“木本植物与超富集植物间作对重金属污染土壤的协同修复机制”();湖南省教育厅科研项目“刺槐镉铅生理响应机制及其稳定修复重金属污染土壤研究”();长沙市自然科学基金项目“重金属污染土壤上刺槐的生理耐受机制及其稳定修复研究”()。第一作者简介:罗绪锋(),男,硕士研究生,从事重金属污染土壤植物修复研究。:。通信作者:曾鹏(),男,讲师,从事重金属污染土壤修复与控制研究。:。:刺槐对污染土壤中铅的生理响应和吸收特征罗绪锋,肖 月,曾 鹏,周 航,辜娇
2、峰,廖柏寒(中南林业科技大学环境科学与工程学院,湖南 长沙)开放科学标识码(码)摘要:通过盆栽试验,分别设置对照()、和 土壤铅()含量分别为、和 种处理,研究 胁迫对木本植物刺槐的生长生理响应特征、显微结构、吸收和分布的影响。结果表明,刺槐对污染土壤中 具有较强的生理耐受和解毒能力。在培养初期(),当土壤 含量为 时,刺槐叶片过氧化物酶()活性较 显著降低;培养 ,胁迫下刺槐叶片丙二醛()含量较 显著提高 。然而,培养 ,当土壤 含量为 时,刺槐叶片的总叶绿素、含量及超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性均与 无显著差异,且叶片维持完整的细胞结构。扫描电镜结果表明,刺槐根、茎部的导管与筛管在降低 向
3、地上部运输过程中发挥着重要作用。主要累积在刺槐根部,且 从根部向地上部的转运系数小于。研究表明,刺槐正常的光合作用、抗氧化酶保护作用以及导管和筛管对 运输的阻控等过程使刺槐对 有较强的耐受能力,对稳定修复 污染土壤具有一定潜力。关键词:刺槐;胁迫;耐受响应;显微结构;植物修复中图分类号:;文献标识码:文章编号:(),(,):,:(),(,)(),(),(),:;年中国生态环境状况公报显示,重金属为影响土壤质量的主要污染物。其中土壤中的重金属 铅()可被植物和动物吸收,通过食物链传递威胁人类健康。因此,寻找有效的方法来修复 森林与环境学报,():第 卷 第 期 年 月污染土壤迫在眉睫。与传统的物
4、理化学修复技术相比,植物修复技术具有环境友好、成本低、二次污染小等特点,在修复 等重金属污染土壤方面具有广泛应用前景。目前,金丝草()、柳叶箬()和羽叶鬼针草()等 超富集植物被广泛研究。然而,这些 超富集植物的植株矮小、生长缓慢,且地理分布范围小,从而限制其大规模工程应用。木本植物具有生物量大、根系发达和生长周期长等特点,在植物修复重金属污染土壤方面具有广泛的应用前景。有研究表明,麻风树()根和茎部对 的累积量可达 和 ,可作为植物提取 的候选物种。枫香()根部可累积大量的 且对 的转运系数(,)最大值为,表明其具有植物稳定修复 污染土壤的潜力。在高浓度()胁迫处理下,小叶榕()根部对 的累
5、积量可达 。因此,选用速生的木本植物在修复 等重金属污染土壤方面具有重要意义。胁迫下,植物可激活抗氧化防御系统来抵御污染土壤中 的毒害。目前,草本植物对 的生理耐受机制有比较深入的研究:如在轻度()胁迫下,蜈蚣草()叶片的叶绿素含量与超氧化物歧化酶(,)、过氧化氢酶(,)、过氧化物酶(,)活性明显升高,从而维持自身的正常生长;鸢尾()幼苗叶片的丙二醛(,)含量与、和 活性均随着土壤 浓度的提高呈逐渐升高的趋势,表明鸢尾对 胁迫具有一定的耐受性。但木本植物在 污染土壤下的生理耐受机制研究较少,因此进一步了解木本植物对 的生理耐受机制对其应用于 污染土壤修复至关重要。刺槐()属豆科刺槐属落叶乔木,
6、生长迅速,且与根瘤菌共生,重金属耐受性强。有研究表明,水培条件下,低浓度()胁迫对刺槐幼苗生长有一定的促进作用,而中、高浓度()胁迫则使刺槐幼苗生长受到抑制;刺槐根部可降低地表径流水中的 负荷输出;刺槐叶片细胞可形成多泡体来适应 胁迫;刺槐叶片 活性随着 胁迫浓度升高呈先上升后下降的变化趋势。上述研究仅仅从水培条件下研究了刺槐对 的生理响应,但刺槐对污染土壤中 的生理耐受响应、显微结构和富集特征还缺乏系统性的研究。因此,本研究通过温室盆栽试验,研究污染土壤中 胁迫对刺槐生长、光合作用和抗氧化酶活性等生理指标的影响,根、茎、叶的显微结构在 胁迫下的变化特征,以及 在刺槐体内的分布和累积特征,以期
7、阐明刺槐对污染土壤中 的耐受机制和吸收特征,为选用刺槐修复 等重金属污染土壤工程应用提供理论依据。材料与方法 供试土壤与植物供试土壤采自湖南省宁乡市(,)周边郊区表层土(),其土壤基本理化性质如表 所示。采集的土壤经自然风干,碾磨过 筛,用于后续的盆栽试验。供试刺槐苗(年生)采购于山西绛县某苗木基地。选择粗细一致的苗木并统一修剪高度为 ,用于盆栽试验,其整株原始 含量为 。表 供试土壤的基本理化性质 值 有机质含量 ()碱解氮含量 ()有效磷含量 ()速效钾含量 ()总 含量 ()试验设计将 的供试土壤装入塑料漏水桶(底部直径 、顶部直径 、高 )中。根据土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准
8、(试行)()中的管制值和土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)()中的筛选值,分别向供试土壤中添加、和 的()(作为外源),形成不同浓度 污染土壤,并将处理依次编号为森 林 与 环 境 学 报第 卷、和。每个处理 次重复,每个重复 盆。添加外源 后,经消解,、和 处理的土壤总 含量分别为()、()、()和()。每盆施加 尿素()、磷酸二氢铵()和 硝酸钾()作为基肥。在室内平衡 周后,同时移栽健壮、大小基本一致的刺槐幼苗,共 株,其中每盆 株。盆栽试验于 年 月至 月在中南林业科技大学温室进行,培养期间用去离子水进行浇灌,保持自然光照。在培养、和 ,分别采集相同部位的植物叶片(约 片
9、)用于、活性及、叶绿素含量等生理指标的测定。其余按根、茎、叶分开,然后依次用自来水和去离子水清洗后在 下杀青 ,下干燥至恒重,并记录各个部分的干重,粉碎后备用。分析与测试供试土壤的基本理化性质(土壤 值及有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量等)测定根据鲁如坤的方法进行。刺槐叶片叶绿素含量采用 乙醇提取分光光度法测定;含量测定采用硫代巴比妥酸(,)比色法测定;和 活性分别采用愈创木酚法和紫外吸收法测定;活性采用羟胺法(试剂盒编号,中国)测定。选取培养 ,和 处理植株的部分新鲜根和茎,经漂洗、脱水、干燥和镀膜后置于扫描电镜(,)(,日本)中进行观察和分析;部分新鲜叶片经固定、脱水、包埋和染色后用于透
10、射电镜(,)(,日本)分析和观察。植株样品中 含量采用(体积比为)消解,消解过程采用国家植物标准物质()和空白液体进行质量控制,消解液中 浓度采用电感耦合等离子体发射光谱仪(,美国)进行测定。转运系数()植株地上部 含量 植株根部 含量。数据统计与分析所有数据与表格采用 软件进行处理与绘制;采用 软件进行 多重比较和 相关性分析,为显著性水平;利用 软件进行图的绘制。结果与分析 胁迫对刺槐幼苗生物量的影响培养 ,、和 处理的刺槐生物量与 相比无明显变化图 (),表明培养初期 胁迫对刺槐的生长无明显影响。然而,培养 ,和 处理的刺槐整株生物量较 均显著降低,其中根生物量分别显著降低了 和 图()
11、,表明培养后期高浓度 胁迫会影响刺槐的生长。从整个培养周期()来看,胁迫下刺槐的生物量呈明显升高趋势。注:不同小写字母表示不同处理间存在显著差异()。:()图 胁迫对刺槐生长的影响 第 期罗绪锋,等:刺槐对污染土壤中铅的生理响应和吸收特征 胁迫对刺槐叶片生理指标的影响从图()可看出,培养 ,胁迫对刺槐叶片总叶绿素含量无明显影响,而培养 ,处理的刺槐叶片总叶绿素含量较 显著降低,表明高浓度 胁迫会影响刺槐叶片总叶绿素的合成。同时,培养 ,和 处理的刺槐叶片叶绿素 叶绿素 与 相比,分别显著升高 和图(),表明 胁迫下刺槐可通过调节叶绿素 叶绿素 来维持自身的正常生长。随着培养时间的延长(),胁迫
12、下刺槐叶片总叶绿素含量和叶绿素 叶绿素 较 均无显著差异。从图()可看出,培养 ,、和 处理的刺槐叶片 含量较 无显著差异。而培养,和 处理的刺槐叶片 含量较 分别显著升高 和。在培养初期(),当土壤 含量为 时,刺槐叶片 活性较 显著降低 。同时,从图()可知,随着培养时间的延长(),胁迫下刺槐叶片 活性呈下降趋势,尤其是 处理下刺槐叶片 活性与 相比显著降低。然而,培养 ,和 处理的刺槐叶片 活性与 相比分别显著升高 和 图()。且培养 ,处理的刺槐叶片、和 活性以及 含量较 均无显著变化。因此,刺槐可有效调节叶片光合色素和抗氧化酶活性来降低污染土壤中 对植物生长产生的不利影响。注:不同小
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 刺槐 污染 土壤 生理 响应 吸收 特征 罗绪锋
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。