铅尾矿胁迫下鹿藿和葛藤的耐铅机理及对铅尾矿砂的修复研究

发布时间：2019-12-01 02:12

【摘要】：本文选用豆科(Leguminosae)鹿藿(Rhynchosia volubilis)和葛藤(Pueraria lobata)为供试材料,采用盆栽培养方法,研究了不同含量铅(Pb)尾矿胁迫下鹿藿和葛藤幼苗生长、生理指标以及对Pb等金属离子吸收的影响,并通过向Pb尾矿砂栽培基质中添加有机酸,进一步研究鹿藿和葛藤幼苗的生长、生理指标及对Pb等金属离子吸收的影响,初步研究结果如下:(1)不同含量Pb尾矿砂胁迫对两种植物幼苗生理指标的影响通过试验发现,鹿藿光合色素含量均低于对照,葛藤叶绿素a、叶绿素b低于对照,而类胡萝卜素仅在1/2Pb处理下略低于对照。鹿藿地上部在1/2Pb处理时相对电导率比对照高28.27%,其余处理与对照无显著性差异。葛藤地上部相对电导率随着Pb含量的升高,呈上升的趋势,说明随着Pb含量的升高,对葛藤地上部的损害增大。Pb胁迫对鹿藿和葛藤地下部的相对电导率无显著性差异,说明对地下部的影响不大。葛藤地上部POD活性均高于鹿藿地上部,且各处理与对照无显著性差异。鹿藿和葛藤地下部POD活性,整体均呈先升后降的趋势。随着Pb尾矿砂含量的增加,鹿藿地上部AsA含量均低于对照,在3/4Pb处理最低,比对照降低28.55%。葛藤地上部在全Pb尾矿砂处理时比对照降低10.92%。鹿藿和葛藤地下部的AsA含量差异不显著。研究结果表明,不同含量的Pb尾矿砂胁迫下两种植物都具有一定的抗性且葛藤优于鹿藿。(2)不同含量Pb尾矿砂胁迫对两种植物幼苗生长及对Pb等金属离子积累的影响试验表明,随着Pb尾矿砂含量的增加,鹿藿和葛藤的株高、根长及鲜重逐渐降低且均低于对照;鹿藿和葛藤的耐性指数也随Pb尾矿砂含量的升高逐渐降低。鹿藿和葛藤的地上部和地下部Pb离子的吸收呈显著上升趋势。两种植物对Cu离子和Cd离子的吸收地下部均高于地上部。高含量的Pb尾矿砂对鹿藿K的吸收抑制较大,对葛藤影响较小。研究结果显示,Pb尾矿砂胁迫对鹿藿和葛藤的生长产生抑制作用,但随着Pb尾矿砂含量的升高,鹿藿和葛藤地下部Pb、Cu和Cd离子的积累起到促进作用。(3)不同有机酸下的Pb尾矿砂胁迫对两种植物幼苗生理指标的影响向Pb尾矿砂中分别加入两种不同浓度的有机酸,发现在有机酸处理下,鹿藿和葛藤的光合色素含量均低于对照,说明有机酸的添加抑制了植物光合色素的合成,且高浓度有机酸比低浓度有机酸对植物叶绿素b和叶绿素a的抑制作用强。鹿藿地上部SOD活性均高于对照,鹿藿地下部SOD活性在0.1 mmol/kg CA和1 mmol/kg EDTA处理下显著高于对照,分别比对照高41.85%和33.18%,葛藤地上部和地下部SOD活性均高于对照,且随EDTA处理浓度的升高,SOD活性升高。葛藤体内的POD活性均高于鹿藿。两种植物地下部MDA含量均高于对照,加入有机酸后,对鹿藿和葛藤地下部产生了毒害作用,地上部均在1 mmol/kg EDTA处理下含量最低。不同有机酸处理下,鹿藿和葛藤AsA含量没有显著差异。高浓度的CA提高鹿藿地上部GSH含量,而高浓度的EDTA抑制鹿藿地上部GSH含量。葛藤地上部GSH含量在0.1 mmol/kg EDTA处理显著高于对照41.54%。研究结果表明,有机酸的加入对两种植物生物量起到抑制作用,鹿藿和葛藤在不同浓度的有机酸处理下,各部位对Pb尾矿砂胁迫的反应各不相同。(4)不同有机酸下的Pb尾矿砂胁迫对两种植物幼苗生长及对Pb等金属离子积累的影响向Pb尾矿砂中分别加入两种不同浓度的有机酸后,对鹿藿和葛藤的株高及干重影响不大,与对照无显著性差异,但对鹿藿和葛藤地下部的根长及干重影响较大,其中高浓度的EDTA对两种植物的地下部干重及根长抑制较明显。鹿藿和葛藤均能在Pb尾矿砂中正常生长,加入有机酸后,葛藤比鹿藿有更好的耐性。EDTA对鹿藿和葛藤Pb、Cu、Cd的吸收的促进作用高于CA,且EDTA浓度越高,促进作用越大,Pb和Zn的金属迁移率都不同程度的提高,其中EDTA处理高于CA处理。研究结果表明,EDTA的加入,对植物的生物量有一定抑制,但对鹿藿和葛藤金属离子的累积有一定的促进作用。整体来看,EDTA对促进鹿藿和葛藤修复Pb污染具有一定的促进作用,而葛藤和鹿藿相比较,葛藤修复Pb尾矿的效果优于鹿藿。
【图文】：

尾矿砂,葛藤,叶绿素,植物光合作用

2 不同含量 Pb 尾矿砂胁迫对两种植物幼苗生理指标的影响2.2 结果与分析2.2.1 不同含量 Pb 尾矿砂胁迫对两种植物光合色素含量的影响植物光合作用的强弱是通过植物体内光合色素含量的多少作为判断依据。光合色素主要包括叶绿素 a、叶绿素 b 和类胡萝卜素，其中叶绿素 a 主要参与植物光合作用中光反应的发生，而叶绿素 b 和类胡萝卜素主要参与植物光合作用中暗反应的发生[20-23]。

葛藤,尾矿砂,POD活性,相对电导率

图 2-2 不同含量 Pb 尾矿砂对鹿藿（A）和葛藤（B）相对电导率的影响Fig.2-2 Effects of different content of Pb tailings on relative conductivity of Rhynchosiavolubilis (A) and Pueraria lobata (B)植物相对电导率可反映试验植物细胞受伤害的程度。由图 2-2 可以看出，鹿藿地上部在 1/2 Pb 胁迫下，，相对电导率最高，比对照高 28.27%，说明鹿藿地上部在1/2 Pb 处理胁迫下，受损伤最为严重，其余含量 Pb 尾矿砂处理与对照无显著性差异。葛藤地上部相对电导率随着 Pb 含量的升高，呈上升趋势，全 Pb 矿砂处理较对照升高 19.33%，说明随着 Pb 含量的升高，葛藤地上部受到胁迫。鹿藿和葛藤地下部在不同含量 Pb 处理时，相对电导率与各对照相比不明显。2.2.3 不同含量 Pb 尾矿砂胁迫对两种植物 POD 活性的影响
【学位授予单位】：江西财经大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X753;X173

【参考文献】