暖季型草坪草對土壤鎘的耐受閾值與富集能力的研究

【摘要】：土壤鎘污染不僅對植物產(chǎn)生毒害作用,而且一旦進(jìn)入食物鏈后會(huì)對動(dòng)物和人類健康產(chǎn)生威脅。近年來,植物修復(fù)技術(shù)的出現(xiàn)和快速發(fā)展為我們提供了經(jīng)濟(jì)安全的鎘污染修復(fù)途徑。本文以草坪植物結(jié)縷草、雜交狗牙根為研究對象,探討了在不同濃度梯度的土壤鎘污染脅迫下的生長與生理反應(yīng),確定了這兩種草坪植物的耐鎘閾值及其植物體各器官對鎘的富集能力,以假儉草和海濱雀稗為研究對象探討了螯合劑對草坪植物吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)鎘的效應(yīng)。主要研究結(jié)果如下: (1)采用砂培盆栽研究了結(jié)縷草和雜交狗牙根在0、60mg/kg、120mg/kg、180mg/kg、240mg/kg、300mg/kg、360mg/kg、420mg/kg等8個(gè)鎘濃度梯度下的生長生理反應(yīng)和耐鎘閾值。結(jié)果表明:結(jié)縷草生物量在60mg/kg鎘處理下與對照相比無顯著差異,相對生長速率、草坪質(zhì)量、光化學(xué)效率和葉綠素含量在120mg/kg處理及以下與對照相比無顯著性差異,相對電導(dǎo)率在180mg/kg處理及以下與對照相比無顯著性差異;雜交狗牙根生物量、相對生長速率、草坪質(zhì)量、光化學(xué)效率和葉綠素含量在60mg/kg鎘處理下與對照相比無顯著性差異,相對電導(dǎo)率在120mg/kg處理及以下與對照相比無顯著性差異。通過對脅迫60天時(shí)結(jié)縷草和雜交狗牙根各項(xiàng)生長和生理指標(biāo)與鎘處理濃度之間的回歸分析,分別求出各指標(biāo)可耐受的鎘濃度臨界值,兩種草坪植物的生物量對鎘脅迫最為敏感,因此選取其鎘濃度臨界值作為耐鎘閾值,結(jié)縷草和雜交狗牙根的耐鎘閾值分別為98mgCd/kg和81mgCd/kg,即:結(jié)縷草在98mgCd/kg下,雜交狗牙根在81mgCd/kg下,測定的生長、生理指標(biāo)與對照相比均無顯著性差異。 (2)分析了結(jié)縷草和雜交狗牙根對土壤鎘的吸收與體內(nèi)富集特征。結(jié)果表明:結(jié)縷草和雜交狗牙根根、莖、葉中的鎘濃度均隨鎘處理濃度的升高而提高,其中莖中的鎘濃度最高,其最高值可分別達(dá)到12249 mg/kg DW和8622 mg/kg DW,其次為根系,分別為5583 mg/kg DW和4227mg/kg DW,葉中的鎘濃度最低,分別為3751 mg/kg DW和1961 mg/kg DW。不同土壤鎘濃度處理對結(jié)縷草和雜交狗牙根體內(nèi)鎘的轉(zhuǎn)運(yùn)也有影響,當(dāng)鎘濃度為180mg/kg時(shí),結(jié)縷草根向葉的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)達(dá)到最大,為0.855;當(dāng)鎘濃度為120mg/kg時(shí),雜交狗牙根的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)達(dá)到最大,為0.756。 (3)采用砂培盆栽研究了施加EGTA、NTA、EDTA和檸檬酸四種螯合劑對假儉草和海濱雀稗對土壤鎘的吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)效率的影響。結(jié)果表明:螯合劑對這兩種草坪植物的生物量有顯著的負(fù)面影響,EGTA的影響最小,對海濱雀稗的影響未達(dá)顯著水平,但對假儉草根生物量的影響達(dá)到了顯著水平;NTA、EDTA和檸檬酸對這兩種草坪植物的根、莖、葉生物量的影響均達(dá)到了顯著水平;EGTA提高了兩種草坪植物葉中鎘的濃度,但降低根和莖中鎘的濃度,因此其轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)略有提高;NTA顯著提高了海濱雀稗根中鎘的濃度,但在假儉草根中,鎘濃度的提高未達(dá)到顯著水平;檸檬酸在兩種草坪植物中均顯著提高了根中的鎘濃度,但也均顯著降低了莖和葉中的鎘濃度。EGTA可能能夠促進(jìn)根和莖中的鎘向葉的轉(zhuǎn)運(yùn);檸檬酸則可能具有促進(jìn)鎘在根中富集的作用。 【關(guān)鍵詞】：暖季型草坪草 鎘 吸收 富集 耐受閾值
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：S688.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 文獻(xiàn)綜述11-31
• 1.1 土壤重金屬鎘的來源及其污染現(xiàn)狀11-12
• 1.2 植物對鎘的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和積累12-14
• 1.2.1 鎘進(jìn)入植物根細(xì)胞的途徑12
• 1.2.2 根細(xì)胞對鎘的吸收和固定12-13
• 1.2.3 液泡對鎘的吸收固定13
• 1.2.4 鎘向植物地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)13-14
• 1.2.5 鎘在植物體內(nèi)的積累和分布14
• 1.3 植物對鎘的解毒機(jī)制14-16
• 1.3.1 植物對鎘的外排與富集15
• 1.3.2 區(qū)隔化作用15
• 1.3.3 絡(luò)合解毒機(jī)制15
• 1.3.4 抗氧化作用15-16
• 1.4 重金屬污染土壤修復(fù)措施16-19
• 1.4.1 管理措施16
• 1.4.2 工程治理16-17
• 1.4.3 化學(xué)修復(fù)17-18
• 1.4.4 農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)18
• 1.4.5 生物修復(fù)18-19
• 1.5 植物修復(fù)技術(shù)19-22
• 1.5.1 植物修復(fù)的概念及其種類19-21
• 1.5.2 植物修復(fù)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)21-22
• 1.6 本研究的主要內(nèi)容及目的意義22-24
• 1.6.1 本研究的目的和意義22-23
• 1.6.2 本研究的主要內(nèi)容23-24
• 1.7 參考文獻(xiàn)24-31
• 第二章 結(jié)縷草和雜交狗牙根對鎘脅迫的生長生理反應(yīng)和耐鎘閾值31-50
• 2.1 材料與方法31-34
• 2.1.1 供試材料31-32
• 2.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)32
• 2.1.3 測定項(xiàng)目與方法32-33
• 2.1.4 耐鎘閾值的確定33-34
• 2.1.5 數(shù)據(jù)分析34
• 2.2 結(jié)果與分析34-44
• 2.2.1 鎘脅迫對草坪目測質(zhì)量的影響34-36
• 2.2.2 鎘脅迫對相對生長速率的影響36-37
• 2.2.3 鎘脅迫對葉片相對電導(dǎo)率的影響37-39
• 2.2.4 鎘脅迫對葉綠素含量的影響39-40
• 2.2.5 鎘脅迫對葉片光化學(xué)效率的影響40-42
• 2.2.6 鎘脅迫對植株生物量的影響42-43
• 2.2.7 耐鎘閾值43-44
• 2.3 討論44-47
• 2.4 參考文獻(xiàn)47-50
• 第三章 結(jié)縷草和雜交狗牙根對土壤鎘的吸收與體內(nèi)分布特征研究50-59
• 3.1 材料與方法50-52
• 3.1.1 供試材料50-51
• 3.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)51
• 3.1.3 測定項(xiàng)目與方法51
• 3.1.4 數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析51-52
• 3.2 結(jié)果與分析52-55
• 3.2.1 鎘處理下根、莖、葉的生物量52-53
• 3.2.2 根、莖、葉的鎘濃度及轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)53-54
• 3.2.3 根、莖、葉的鎘積累量及富集系數(shù)54-55
• 3.3 討論55-57
• 3.4 參考文獻(xiàn)57-59
• 第四章 螯合劑對假儉草和海濱雀稗提取土壤鎘效應(yīng)的影響59-68
• 4.1 材料與方法60-61
• 4.1.1 供試材料60
• 4.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)60-61
• 4.1.3 測定項(xiàng)目與方法61
• 4.1.4 數(shù)據(jù)分析61
• 4.2 結(jié)果與分析61-65
• 4.2.1 60d 時(shí)各處理根、莖、葉的生物量61-62
• 4.2.2 根、莖、葉的鎘濃度及轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)62-64
• 4.2.3 根、莖、葉的鎘積累量及富集系數(shù)64-65
• 4.3 討論65-66
• 4.4 參考文獻(xiàn)66-68
• 第五章 總結(jié)與展望68-69
• 5.1 全文總結(jié)68
• 5.2 研究展望68-69
• 致謝69-70
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及專利70-72

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跨三關(guān) 積極推動(dòng)耐旱型草坪發(fā)展    本報(bào)記者 馬強(qiáng)

假儉草首張遺傳圖譜構(gòu)建    記者 駱會(huì)欣

中國草坪植物生態(tài)區(qū)劃（下）    陳光耀 蘇愛蓮

草坪的冬季管理    張朝強(qiáng)

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一年生早熟禾雜草應(yīng)及時(shí)防除    南京農(nóng)業(yè)大學(xué)雜草研究室 郭海濱

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四種暖季型草坪草的抗旱性研究    呂靜

三種暖季型草坪草對SO_2的適應(yīng)性及凈化能力的比較研究    王麗華

暖季型草坪草對土壤鎘的耐受閾值與富集能力的研究    張輝

六種暖季型草坪草生物學(xué)特性及坪用性狀研究    唐欣

抗旱性狗牙根屬植物的篩選及綜合評價(jià)    孫莉

溝葉結(jié)縷草愈傷組織再生體系的優(yōu)化    顧敏霞