土壤鋅鎘空間異質(zhì)性對(duì)植物生長(zhǎng)及金屬富集的影響.pdf

1、當(dāng)今土壤重金屬污染日益加劇，環(huán)境危害日益加重，亟待治理。重金屬空間異質(zhì)性是污染土壤的重要特征，但其對(duì)植物生長(zhǎng)和金屬吸收的研究還很少。借鑒植物對(duì)大量必需元素(如氮和磷)空間異質(zhì)性的響應(yīng)策略研究，對(duì)污染土壤的植物修復(fù)及植物逆境適應(yīng)性機(jī)制研究具有重要指導(dǎo)意義。因此，本文主要探討：鋅(Zn)和鎘(Cd)空間異質(zhì)性對(duì)植物生長(zhǎng)和金屬富集影響，以及不同植物的逆境響應(yīng)策略——以超富集植物東南景天、普通農(nóng)作物白菜和玉米為例。主要研究結(jié)果及結(jié)論如下：

2、 一、室內(nèi)盆栽證實(shí)，土壤Zn/Cd空間異質(zhì)性顯著影響東南景天的生長(zhǎng)和金屬富集。土壤Zn/Cd空間異質(zhì)分布下，東南景天90％以上的根系分配在富Zn(1000和2000 mg Zn kg-1)或Cd斑塊(100和200 mg Cd kg-1)；地上部Zn/Cd富集量及生長(zhǎng)明顯優(yōu)于或類似于金屬均質(zhì)分布處理，證實(shí)了東南景天存在根系Zn/Cd覓食機(jī)制，這是其高效獲取土壤Zn/Cd的重要策略。同時(shí)，根系金屬覓食的內(nèi)在機(jī)制源于東南景天對(duì)Zn/Cd存

3、在內(nèi)在高量需求：地上部Zn濃度高達(dá)2500 mg kg-1的植株表現(xiàn)出明顯的缺Zn癥狀；當(dāng)外源添加高量Zn(500和1000 mg Zn kg-1)或Cd(50和100 mg Cd kg-1)能顯著改善植物生長(zhǎng)和促進(jìn)生物量積累。 二、室內(nèi)盆栽證實(shí)，土壤Cd空間異質(zhì)性顯著影響白菜(直根系)、玉米(須根系)的生長(zhǎng)和Cd富集。土壤Cd異質(zhì)分布時(shí)，兩作物生物量干重、地上部Cd濃度及Cd富集量均明顯降低，空間異質(zhì)性顯著影響植物對(duì)Cd的提取

4、效率；根據(jù)“染地暴露風(fēng)險(xiǎn)模型”分析，空間異質(zhì)性也是影響人體Cd暴露風(fēng)險(xiǎn)的重要因素。不同的植物根系響應(yīng)策略并非是“Cd空間分布形式影響植物生長(zhǎng)”的根本原因：白菜60％的側(cè)根系在無(wú)Cd土壤斑塊生長(zhǎng)，能主動(dòng)避開富Cd區(qū)，玉米在富Cd斑塊和無(wú)Cd斑塊根系分配比例無(wú)差異，然而，積極的根系避Cd策略，并沒有使得白菜在生長(zhǎng)方面獲得優(yōu)勢(shì)。 綜上所述，重金屬空間異質(zhì)性在植物個(gè)體尺度上的變化能顯著影響植物生長(zhǎng)及金屬富集，進(jìn)而影響植物修復(fù)效率和人體重