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水合欢对重金属Cd、Pb的耐受性及吸收富集特性

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【作者】 黑泽文向慧敏章家恩梁开明郅帅杰赵敏

【Author】 Hei Zewen;Xiang Huimin;Zhang Jiaen;Liang Kaiming;Zhi Shuaijie;Zhao Min;College of Natural Resources and Environment,South China Agricultural University;Key Laboratory of Agro-Environment in the Tropics,Ministry of Agriculture;Guangdong Engineering Research Center for Modern Eco-agriculture and Circular Agriculture;Guangdong Provincial Key Laboratory of Eco-Circular Agriculture;The Rice Research Institute of Guangdong Academy of Agricultural Sciences;

【通讯作者】 章家恩;

【机构】 华南农业大学资源环境学院农业部华南热带农业环境重点实验室广东省现代生态农业与循环农业工程技术研究中心广东省生态循环农业重点实验室广东省农业科学院水稻研究所

【摘要】 土壤重金属污染一直以来备受关注,作物能够吸收重金属从而对人体健康产生威胁,利用植物修复土壤重金属污染是当前环境科学和生态学领域的研究热点。本研究以一种水生豆科作物水合欢(Neptunia olerace)为研究对象,采用盆栽实验,研究水合欢对不同浓度Cd (0、50、100、180 mg·kg-1)、Pb (0、500、1 000、1 800 mg·kg-1)的耐受能力及吸收与富集情况。结果表明,(1)在Cd胁迫下,水合欢表现出一定的耐受性,生物量和植株长度与对照相比均显著降低(P<0.05),可溶性蛋白、叶绿素以及根和茎中的MDA含量与对照均无显著差异,叶片中CAT活性显著提高(P<0.05),但根中CAT、茎中SOD和叶片中POD活性及叶中MDA含量均先降低后升高;(2)在Pb胁迫下,水合欢表现出很强的耐受性,水合欢生物量、植株长度、可溶性蛋白、叶绿素和MDA含量与对照均无显著差异,但叶片中CAT活性显著提高(P<0.05),根和茎中SOD、茎中CAT和叶片中POD活性均先降低后升高(P<0.05);(3) Cd浓度为50、100、180 mg·kg-1时,水合欢的富集系数分别为0.28、0.32和0.29,转运系数分别为0.05、0.06和0.08; Pb浓度为500、1 000、1 800 mg·kg-1时,水合欢的富集系数分别为0.02、0.04和0.02,转运系数分别为0.04、0.08和0.05。水合欢对土壤中Cd、Pb的吸收均未达到超富集植物的标准,但本研究发现水合欢地下部重金属含量远高于地上部重金属含量,且水合欢为直根系植物,根系较浅,容易回收,基于此,可考虑将其与水稻等水生作物进行间套作,这种生产方式既可固氮,又可利用其根系来原位缓解土壤重金属污染对粮食等农产品生产所造成的安全风险。

【关键词】 CdPb水合欢重金属酶活性
【基金】 广东省现代农业产业技术体系创新团队项目(2018LM1100,2019KJ105);广东省科技计划项目(2015B090903077,2016A020210094,2017A090905030,2019B030301007);广州市科技计划项目(201604020062)
【所属期刊栏目】 专论 (2019年03期)
  • 【分类号】X53
  • 【下载频次】151
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