蒌蒿对土壤中镉的胁迫反应及修复潜力研究
摘要：以洞庭湖湿地新发现的Cd高富集植物——蒌蒿(Artemisiaselengensis)为试验材料,采用盆栽方式,系统研究了蒌蒿在生长期内对Cd的性状反应及富集特征.结果表明,大于40mg·kg-1的Cd胁迫对蒌蒿叶片伤害明显,且导致生物量下降,但植株在100mg·kg-1胁迫下可完成生活史,对Cd有较强的耐受能力;土壤中有效态Cd的含量仅占土壤全Cd含量的15.3%~37.1%;相同胁迫浓度下,各生长阶段的植株体内Cd含量差别不大,但由于生物量的原因,幼苗期对Cd的提取量显著小于其他时期,其中40~60mg·kg-1的Cd处理可使蒌蒿地上部分Cd含量达492~588mg·kg-1(成株期),且植株对该浓度范围的Cd污染去除效果最好;蒌蒿可作为对湿地土壤Cd污染较理想的修复植物加以研究和利用.
关键词：镉，蒌蒿，生长状况，富集特征，植物修复
湿地是地球环境的重要组成部分,与森林、海洋一起并称为全球三大生态系统.洞庭湖是我国第二大淡水湖湿地,大部分位于湖南省境内,是湖南省重要的工、农业生产基地.随着人们对洞庭湖湿地越来越多的开发利用,其资源环境的受损、治理与保护成了备受关注的问题.洞庭湖为湘、资、沅、澧四水交汇,其上游沿途分布有众多的金属矿产区,许多开采后的金属矿质元素被支流携带入湖;湖区周边分布有较多的造纸、船舶、化工企业,生产过程的大量排污导致对水体的点源污染较为严重;湖区农业发达,每年大规模农药、化肥的喷施所造成的土壤面源污染越来越重.以上原因导致洞庭湖水体和土壤中Cd、Pb、Sb等重金属含量超标,其防治工作已逐步受到重视.洞庭湖区域地形复杂、面积辽阔,采用当前速效但高成本的物理、化学方法进行大面积治理尚难以实现.植物修复是目前备受推崇的一种生态治理方法和研究热点,其前提是找到对目标重金属具有较强吸附、富集作用的修复植物,以在植物自身生长过程中完成对介质污染元素的提取和去除,达到降低或遏制污染的目的.
针对洞庭湖滨岸带土壤中重金属镉污染突出的现状,研究组在野外调查的基础上,筛选到了一种广布于湖区的优势植物———蒌蒿,对滨岸带土壤中的Cd具有较强的富集效果,其富集能力远远高于同一生境下的其他植物,是一种对Cd具有潜在修复价值的植物种类,将来有望成为治理土壤Cd污染的理想修复材料.进行实践应用前,有必要对该种植物的Cd耐受水平及积累特征进行定性的测试与评价,以更好地评估其应用价值.本试验采用了盆栽培养和梯度浓度胁迫的方式,对蒌蒿在不同生长发育阶段的Cd富集特征进行了系统研究,为当前土壤Cd污染植物修复的开发利用提供了科学的理论参考依据.
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