香根草对重金属的耐性及累积特性研究

发布时间：2020-08-11 09:06

【摘要】：煤矸石中重金属对煤尾矿及周边土壤的污染已成为影响生态环境和威胁人类健康的重要环境问题,利用重金属超富集植物或重金属耐受性强的植物对重金属污染土壤和尾矿进行治理对生态环境修复具有重要的意义。本研究以煤矸石山生态恢复植物香根草(Vetiveria zizanioides)为研究对象,根据六盘水大河煤矿煤矸石山基质中几种主要重金属铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)、铅(Pb)等的含量为依据,利用Hoaglad完全营养液水培试验方法,研究了香根草生长对不同浓度重金属的耐性及对不同种类重金属的富集、吸收和分配特征,具体结果如下:(1)4种重金属单一胁迫下,Cu胁迫对香根草各项生理指标影响最大。随着Cu处理浓度升高和胁迫时间延长,MDA含量逐渐增大,在Cu3/30d时达到最大77.18 nmol/g,比对照提高了1.71倍;CAT、POD活性、SOD活性、NPT含量、GSH含量和可溶性蛋白质含量活性逐渐下降,都在高处理浓度和长胁迫时间(Cu3/30d)时取得最小值;其次为Pb,随着Pb处理浓度升高和胁迫时间延长,MDA含量逐渐增大,在处理浓度Pb3和胁迫时间30d时达到最大73.20nmol/g,CAT、POD活性、SOD活性、NPT含量、GSH含量和可溶性蛋白质含量活性逐渐下降,都在处理浓度Pb3和胁迫时间30d时取得最小值;再次为Zn,随着Zn处理浓度升高和胁迫时间延长,MDA含量逐渐增大,在处理浓度Zn3和胁迫时间30d时达到最大65.12 nmol/g,CAT、POD活性、SOD活性、NPT含量、GSH含量和可溶性蛋白质含量呈先升后降趋势,在低(Zn1)、中(Zn2)处理浓度时,可促进香根草的生长;Cd对香根草的影响最小。混合重金属(CP)胁迫下,低浓度(CP1)、短时间(10d)内可促进香根草生长,中浓度(CP2)和高浓度(CP3)都对香根草的生长产生了抑制。(2)香根草对重金属的累积量多数情况下表现为茎叶部分显著低于根系部分(P0.05)。在单一Cu胁迫和混合胁迫下在单一重金属胁迫下,随处理浓度升高和胁迫时间的延长茎叶和根系Cu含量都显著升高,均在处理浓度Cu3和CP3胁迫30d时取得最大值,分别为:520.6mg/kg和1121.33mg/kg、476.5 mg/kg和1367.93mg/kg。香根草茎叶和根系Zn含量随处理浓度升高和胁迫时间延长呈逐渐上升趋势,均在Zn3和CP3处理浓度下胁迫30d达到最大值,分别为231.37 mg/kg和532.82 mg/kg、598.85 mg/kg和438.00 mg/kg,相互之间差异性显著(P0.05);在处理浓度CP3,茎叶Zn含量显著高于根系Zn含量。香根草茎叶和根系Cd含量随处理浓度升高和胁迫时间延长呈逐渐上升趋势,均在Cd3和CP3处理浓度下胁迫30d达到最大值,分别为35.34 mg/kg和267.42 mg/kg、89.33mg/kg和167.5 mg/kg,相互之间差异性显著(P0.05)。单一Pb胁迫下,香根草茎叶Pb含量在Pb1和Pb2浓度处理时随胁迫时间延长逐渐升高,在Pb2处理浓度胁迫30d时达到最大,为90.12 mg/kg,在Pb3浓度处理时香根草茎叶Pb含量随胁迫时间延长先升高后降低,Pb含量显著低于Pb1和Pb2浓度处理(P0.05);根系Pb含量随处理浓度升高和胁迫时间延长逐渐升高,在Pb3处理浓度胁迫30d时达到最大,为671.06 mg/kg。混合胁迫下,香根草茎叶和根系Pb含量随处理浓度升高和胁迫时间延长呈逐渐上升趋势,在CP3处理浓度下胁迫30d达到最大值,分别为76.16 mg/kg和560.02 mg/kg。上述表示香根草茎叶和根系对Cu、Zn、Cd、Pb的吸收一致,具体表现为:CuZnPbCd;在混合重金属胁迫下,香根草茎叶对Cu、Zn、Cd、Pb的吸收表现为:ZnCuCdPb;根系对Cu、Zn、Cd、Pb的吸收表现为:CuPbZnCd。香根草在CP3/10d、CP3/20d和CP3/30d时,茎叶中Zn的含量高于根系中Zn的含量。(3)在单一重金属胁迫下,转移系数表现为:CuZnPbCd。在混合重金属胁迫下,转移系数表现为:ZnCdCuPb。除了CP3/10d、CP3/20d和CP3/30d时,Zn的移系数大于1,其余重金属胁迫下转移系数都小于1,说明此时香根草可以将更多的Zn转移到茎叶中。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X53;X503.23
【图文】：

香根草,处理浓度,对照组,浓度

图 3.12 Zn 胁迫对香根草 NPT 含量的影响Fig 3.12 Effects of Zn Stress on NPT Content in V.zizanioides officinalis0000000000000000000CK Zn1 Zn2 Zn3Zn处理浓度(mg/L)0d 10d 20d 30dAcCaCbCdAdBaBbBcAdAaAbAcAcDaDbDd图 3.13 Zn 胁迫对香根草 GSH 含量的影响

香根草,胁迫时间,处理浓度,最大值

而 Cd 处理组 NPT 含量先升高后下降，均在胁迫 10d 时取得最大值，在最小值，各胁迫时间之间差异性显著（P<0.05）。随着处理浓度的升高，高后降低的趋势，在 Cd2 处理浓度取得最大值，Cd 处理下，NPT 含量组（P<0.05）。CK Cd1 Cd2 Cd3Cd处理浓度(mg/L)0d 10d 20d 30dAaDaDbDcAbBaBcBdAcAaAbAdAbCaCcCd图 3.19 Cd 胁迫对香根草 NPT 含量的影响

趋势图,处理浓度,香根草,胁迫时间

0CK CP1 CP2 CP3CP处理浓度(mg/L)图 3.30 CP 胁迫对香根草 CAT 活性的影响Fig 3.30 Effects of CP Stress on CATActivity of V.zizanioides officinalis0500100015002000250030003500CK CP1 CP2 CP3POD活性(U/g/min)CP处理浓度(mg/L)0d 10d 20d 30dDaDbDcAdAaAbAcAdBaBcBbAdCcCaAdCb图 3.31 CP 胁迫对香根草 POD 活性的影响

【参考文献】