三种观赏植物对土壤中镉的富集特征研究_蔡晓东
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龙葵对镉污染土壤的响应及其修复效应研究摘要:以矿区不同范围内(对照组、市内、矿区周边农田、矿区边缘、矿区和尾矿)土壤为培养基质盆栽重金属超富集植物龙葵(Solanumnigrum),研究其对镉污染土壤修复效应。
结果发现:不同样地土壤含镉量不同,土壤中镉含量(Cd>20mg/kg)递增对龙葵生长和光合作用产生明显负面影响,如生物量递减、光合效率降低。
其次,龙葵在镉污染土壤的胁迫下,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)含量增加。
此外,土壤中镉含量的增加龙葵中与镉转运有关的基因表达水平也显著增加。
以上结果表明,过量的镉对龙葵的生长发育有负面影响,促进植物体有害物质(过氧化物和MDA)的积累,同时龙葵自身也通过合成相关的酶清除体内有害物质,减轻损害,如通过快速合成相关镉转运蛋白,增强龙葵对土壤中镉的吸收和积累,从而减少土壤中镉的含量。
近十几年来,我国金属矿山开采高速发展,矿山周边土壤受到重金属污染日益严重[1-2]。
造成土壤污染的重金属主要包括A、Cd、Hg、Pb、Cu、Zn、Co、Mn、Ni、Cr等,其中镉污染是最常见的重金属污染之一,在土壤中具有较强的化学活性,与其他重金属相比,更易被植物吸收,具有很强的从土壤向植物迁移的能力[3-6]。
土壤中镉含量过多将会使植物受到严重毒害,植物表现为生长缓慢、植株矮小、褪绿等中毒症状,其细胞的膜透性、光合代谢、呼吸代谢、酶代谢、遗传效应等也发生改变,生物量下降[7-9]。
如何消除土壤环境中的重金属污染物已经成为国际性难题。
因此,20世纪80年代初期发展起来的利用植物修复(phytoremediation)技术修复镉污染土壤的研究逐渐成为研究热门,相对于传统的重金属污染土壤治理方法,如换土法、淋洗法、化学氧化法等,植物修复技术具有经济、环保绿色的优势,因而具有极大的潜力[10-12]。
重金属污染土壤的植物修复主要是指利用超富集植物(hyperaccu-mulator)的提取作用将土壤中超量的重金属去除,从而达到清洁污染土壤的目的[13]。
7种常用绿化树种在修复镉污染土壤中的应用初探镉是一种重金属元素,它对土壤和人体健康都有潜在的危害。
随着工业化的快速发展,土壤镉污染问题日益严重,给农业生产和人类健康带来了巨大的危害。
寻找有效的土壤修复方法,成为了当前环境保护领域亟待解决的问题之一。
1.银杏银杏是常见的园林绿化树种,具有树干粗壮、生长迅速等特点。
研究表明,银杏对土壤中的镉具有一定的吸附能力,可以有效减少镉的渗透和迁移,从而减轻土壤镉污染的程度。
在银杏的根系和叶片中发现了丰富的镉积累,因此可以利用银杏来修复镉污染的土壤。
2.柳树柳树是一种喜湿树种,适应性强,对水土要求不高。
研究表明,柳树的根系可以刺激土壤微生物的活性,加速土壤中镉的转化和减少。
柳树的树根还可以分泌一些物质,与土壤中镉进行化学反应,从而减少镉的有效性,起到一定的修复作用。
3.槐树槐树是一种对气候条件适应性较强的树种,常见于城市绿化中。
研究发现,槐树的叶片和根系可以有效吸收土壤中的镉,将其积累在植物体内。
通过对槐树的栽培研究发现,槐树可以有效修复镉污染土壤,使土壤中镉的含量得到一定程度的降低。
4.白蜡树5.海桑树6.丝光榆7.法国梧桐总结来看,7种常用绿化树种在修复镉污染土壤中均具有一定的应用潜力。
通过对这些绿化树种的研究发现,它们可以有效减轻土壤镉污染的程度,为土壤的修复提供了良好的条件。
需要指出的是,不同的绿化树种适用于不同的土壤环境和镉污染程度,因此在具体的土壤修复工程中需要根据实际情况进行选择和应用。
在未来的研究工作中,可以通过深入的实验研究,探讨这些绿化树种在不同镉污染程度的土壤中的修复效果及机制,为环境保护和土壤修复提供更为可靠的技术支持。
希望未来能有更多的科研人员和环保工作者投入到土壤镉污染修复领域的研究中,共同努力,为人类创造一个更加洁净、健康的生存环境。
不同品种龙葵对重金属镉的富集能力与耐性机理研究不同品种龙葵对重金属镉的富集能力与耐性机理研究引言:重金属污染是当前全球面临的严重环境问题之一。
镉是一种常见的重金属污染物质,对生物体具有毒性和蓄积性,在生态系统中具有较高的危害性。
龙葵作为一种广泛分布的植物,被广泛用于生态修复和土壤修复领域。
然而,不同品种的龙葵对镉的富集能力和耐性机理尚不清楚。
因此,本文旨在研究不同品种的龙葵对镉的富集能力以及其耐性机理。
材料与方法:选择三个常见品种的龙葵样本作为研究对象,分别是A品种、B品种和C品种。
采集来自污染和清洁出口的龙葵植株样本进行实验。
首先,测定不同品种龙葵地上部和地下部的生物量。
然后,使用标准方法测定样本中镉的含量。
通过对样本的处理和测定,获得了镉在不同品种龙葵中的积累水平。
最后,通过分析龙葵植株的生理和生化指标,研究不同品种龙葵的耐性机制。
结果与讨论:实验结果表明,不同品种龙葵对镉的富集能力存在差异。
A品种的地上部富集能力最高,其次是B品种,C品种富集能力最低。
而地下部的富集能力则与地上部相反,C品种富集能力最高,B品种次之,A品种富集能力最低。
这可能与植物品种的根系、叶片结构以及生物吸附、转运和积累等因素有关。
此外,研究还发现品种之间对镉的耐性机制也存在差异。
A品种通过提高抗氧化酶活性和细胞膜稳定性来提高耐性;B品种则通过调节细胞内渗透调节物质的含量来增强耐性;C品种则通过提高根系对镉的吸收和积累能力来增强耐性。
结论:本研究表明,不同品种的龙葵对镉具有不同的富集能力和耐性机理。
这为合理选择和利用龙葵植物进行土壤修复提供了依据。
但同时也需要注意,由于龙葵对重金属的富集能力,生态修复过程中需要注意排放和处理,以免造成二次污染。
此外,还需要进一步深入研究探索龙葵对其他重金属的富集能力和耐性机理,以拓宽其在环境修复中的应用范围。
本研究通过对不同品种龙葵植物的处理和测定,发现其对镉的积累水平存在差异。
A品种在地上部富集能力最高,而C品种在地下部富集能力最高。
超累积植物与高生物量植物提取镉效率的比较杨勇;王巍;江荣风;李花粉【摘要】利用植物修复污染的土壤已受到广泛的关注.采用土壤盆栽试验,比较了超累积植物遏蓝菜与3种高生物量植物印度芥菜、烟草和向日葵对长期施用含镉有机、无机肥料污染的土壤(总Cd,2.87mg·kg-1)的提取效率.研究结果表明,遏蓝菜富集镉的能力明显高于其他3种植物,其地上部镉含量可达43.7mg·kg-1,分别是烟草、印度芥菜和向日葵(叶)的10、27和56倍;而地上部生物量最高的植物烟草,其生物量干重为24.8g· pot-1,分别是遏蓝菜、印度芥菜、向日葵的35倍、3倍、2倍.4种植物提取镉最多的是烟草,每盆可以提取117μg,遏蓝菜和印度芥菜提取镉量分别为35μg·pot-1和30μg·pot-1,向日葵提取量最少,每盆仅为10μg左右.植物对土壤中镉的提取效率分别为:烟草 1%,遏蓝菜0.6%,印度芥菜 0.5%,向日葵0.08%.4种植物种植后,土壤总镉和有效态镉含量没有显著的变化.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2009(029)005【总页数】6页(P2732-2737)【关键词】植物修复;重金属;烟草;超累积植物【作者】杨勇;王巍;江荣风;李花粉【作者单位】中国农业大学资源与环境学院,教育部植物-土壤相互作用重点实验室,农业部植物营养与养分循环重点实验室,北京,100193;中国农业大学资源与环境学院,教育部植物-土壤相互作用重点实验室,农业部植物营养与养分循环重点实验室,北京,100193;中国农业大学资源与环境学院,教育部植物-土壤相互作用重点实验室,农业部植物营养与养分循环重点实验室,北京,100193;中国农业大学资源与环境学院,教育部植物-土壤相互作用重点实验室,农业部植物营养与养分循环重点实验室,北京,100193【正文语种】中文【中图分类】Q143;Q948;X171随着我国经济的飞速发展和工业废水、废气和废渣的大量排放,土壤和农作物重金属污染问题日趋严重。
基金项目成都市科技局项目“以天府芙蓉园为例的新型公园建设技术支撑研究”(2020-YF09-00009-SN )。
作者简介李秀(1994—),女,四川眉山人,硕士,农艺师,从事植物生态研究。
收稿日期2023-09-11木芙蓉对镉污染土壤的耐性及富集特性李秀陈曦李梦霞陈文凯(成都市植物园(成都市公园城市植物科学研究院),四川成都610083)摘要为探究木芙蓉对镉(Cd )污染土壤的耐性及富集特性,设置了盆栽试验,以木芙蓉品种“百日华彩”(BRHC )和“单瓣红”(DBH )作为试验材料,在0、25、50和75mg/kg 4种浓度Cd 污染土壤中种植160d ,测量木芙蓉的株高、茎粗和生物量等指标,根、茎、叶各部位镉含量,计算对镉污染的耐性指数、富集指数和转运系数。
结果表明,在一定浓度镉污染土壤中(≤75mg/kg ),木芙蓉对镉污染有较好的耐性,相较于CK ,其株高、茎粗、总生物量、茎干重和叶干重等生长指标无显著差异。
2个品种中,DBH 地上部镉富集系数更大,植物体内镉含量最大值为26.67mg/kg ,耐性指数随镉污染程度加重而增大,且均≥0.98,具有较好的土壤重金属污染修复潜力。
关键词木芙蓉;镉;土壤污染;耐性;富集特性中图分类号S685.99文献标识码A文章编号1007-7731(2023)23-24-0104-05Tolerance and enrichment characteristics of Hibiscus mutabilis L.in cadmium polluted soilLI Xiu CHEN Xi LI Mengxia CHEN Wenkai(Chengdu Botanical Garden (Chengdu Park Urban Plant Science Research Institute ),Chengdu 610083,China )AbstractTo explore the tolerance and enrichment characteristics of Hibiscus mutabilis L.in cadmium pollutedsoil,a pot experiment was conducted using two cultivars of Hibiscus mutabilis L.,‘BRHC ’and ‘DBH ’,which were grown for 160days under four different soil cadmium pollution concentrations of 0,25,50and 75mg/kg.The growth indicators such as plant height,stem diameter,and biomass of Hibiscus mutabilis L.were measured,and measured the cadmium content of roots,stems,and leaves.The tolerance and transfer efficiency of Cd pollution were calculated.The results showed that under a certain concentration of cadmium pollution in soil (≤75mg/kg ),Hibiscus mutabilis L.had a good tolerance to cadmium pared to CK,there were no significant differences in growth indicators such as plant height,stem diameter,total biomass,stem dry weight,and leaf dry weight.Among the two varieties,thecadmium concentration coefficient of the upper part of the single red petals was higher,with a maximum cadmium content of 26.67mg/kg in the plant.The tolerance index increases with the degree of cadmium pollution and was greater or equal to 0.98,indicating a better potential for remediation of soil heavy metal pollution.KeywordsHibiscus mutabilis L.;cadmium;soil pollution;tolerance;enrichment characteristics矿区开采、大气沉降、农业活动等可导致土壤受到不同程度的重金属污染[1]。
超积累植物龙葵及其对镉的富集特征一、本文概述本文旨在深入探讨超积累植物龙葵及其对镉的富集特征。
我们将首先概述龙葵作为一种超积累植物的基本生物学特性,包括其生长习性、分布范围以及生理生态特征。
随后,我们将重点分析龙葵对镉元素的富集机制,包括其在植物体内的吸收、转运和积累过程,以及镉在龙葵体内不同组织器官的分布规律。
我们还将探讨龙葵对镉胁迫的响应机制,包括其生理生化变化和对镉的解毒策略。
我们将对龙葵作为镉污染土壤修复植物的潜力进行评估,并讨论其在实际应用中的前景和挑战。
通过本文的研究,我们期望为深入理解超积累植物对重金属的富集机制提供新的视角,并为镉污染土壤的生物修复提供理论依据和技术支持。
二、龙葵的生长特性及对镉的适应性龙葵(Solanum nigrum L.)是一种具有超积累能力的植物,其独特的生长特性使其在重金属污染环境中具有显著优势。
龙葵属于茄科茄属,是一种多年生草本植物,广泛分布于我国南北各地,具有较强的适应性和生命力。
龙葵的生长特性表现在其能够快速生长、繁殖能力强、根系发达、生物量大等方面。
在重金属污染土壤中,龙葵能够通过其强大的根系吸收和固定土壤中的重金属离子,如镉(Cd)。
龙葵的根系具有大量的根毛和侧根,增加了与土壤的接触面积,从而提高了对重金属的吸收效率。
龙葵对镉的适应性表现在多个方面。
龙葵能够在较高浓度的镉胁迫下正常生长,甚至在一定范围内表现出促进作用,这与其体内镉的耐受机制和解毒机制有关。
龙葵能够将吸收的镉主要积累在地下部分,如根部和茎基部,从而降低了地上部分的镉含量,减少了镉对植物生长的负面影响。
龙葵体内还具有一套高效的镉转运和储存机制,能够将吸收的镉转运到液泡中,与有机酸结合形成稳定的化合物,从而降低镉的毒性和生物有效性。
龙葵作为一种超积累植物,在重金属污染土壤中表现出强大的生长优势和镉适应性。
其独特的生长特性和对镉的富集特征使其成为重金属污染土壤修复和植物提取技术的理想选择。
甘蓝型油菜品种对农田土壤重金属镉与铜的富集差异研究甘蓝型油菜是一种重要的绿色蔬菜,不仅受到人们的喜爱,也是农田土壤重金属污染的重要指示植物。
铜和镉是土壤中常见的重金属元素,它们存在于土壤中,会对油菜生长和品质产生影响,而甘蓝型油菜对镉和铜的富集差异研究对于土壤环境污染的防治和农产品质量安全具有重要意义。
一、研究背景农田土壤中的重金属污染是一个全球性的问题,尤其是城市周边和工业化地区的农田,重金属含量更是超标。
而甘蓝型油菜因其对重金属的富集能力,一直被作为重金属污染土壤的生物指示剂。
不同品种的甘蓝型油菜对镉和铜的富集能力往往存在差异,因此有必要对不同品种的甘蓝型油菜进行对比研究。
二、研究目的本研究旨在通过对不同甘蓝型油菜品种在重金属污染土壤中的生长和富集情况进行研究,探讨甘蓝型油菜不同品种对土壤中镉和铜的富集能力差异,为筛选出更适合重金属污染土壤修复的甘蓝型油菜品种提供科学依据。
三、研究方法1. 实验材料:选择若干种甘蓝型油菜品种进行研究。
2. 土壤处理:选取含有不同镉和铜浓度的土壤进行处理,模拟不同程度的重金属污染。
3. 实验设计:将不同品种的甘蓝型油菜种子分别播种在不同处理土壤中,进行田间调查、生长观测和样品采集。
4. 样品处理:在植物生长期结束后,对甘蓝型油菜的地上部和地下部进行采样,并进行样品前处理、取样和保存以备后续分析。
5. 数据分析:对不同品种甘蓝型油菜的样品进行镉和铜含量的测定,并对研究结果进行统计分析。
五、研究意义1. 本研究可以为选择更适合重金属污染土壤修复的甘蓝型油菜品种提供科学依据。
2. 本研究可以为甘蓝型油菜在重金属污染土壤中的安全种植提供重要参考。
3. 本研究对于土壤环境污染的防治和农产品质量安全具有一定的现实意义。
六、结论本研究通过对不同品种甘蓝型油菜在重金属污染土壤中对镉和铜的富集情况进行研究,得出了一定的结论。
不同品种的甘蓝型油菜在重金属污染土壤中存在明显的差异,其中某些品种对镉和铜的富集能力较强,某些品种则较弱。
第35卷第8期2015年4月生态学报ACTA ECOLOGICA SINICAVol.35,No.8Apr.,2015基金项目:国家自然科学基金项目(31300581);国家“十二五”科技支撑项目(2012BAD22B0503);浙江省重大科技专项重点项目(2012C12909-5)收稿日期:2013-06-10;网络出版日期:2014-05-16*通讯作者Corresponding author.E-mail :w _yixiang@126.comDOI :10.5846/stxb201306101560顾翠花,王懿祥,白尚斌,吴建强,杨一.四种园林植物对土壤镉污染的耐受性.生态学报,2015,35(8):2536-2544.Gu C H ,Wang Y X ,Bai S B ,Wu J Q ,Yang Y.Tolerance and accumulation of four ornamental species seedlings to soil cadmium contamination.Acta Ecologica Sinica ,2015,35(8):2536-2544.四种园林植物对土壤镉污染的耐受性顾翠花1,王懿祥2,*,白尚斌2,吴建强2,杨一21浙江农林大学风景园林与建筑学院,临安3113002浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室,临安311300摘要:采用模拟Cd 污染土壤培养法,测定了Cd 胁迫下山矾、桑树、绣线菊、山茶4种园林植物幼苗的生长、生物量变化,根茎叶的Cd 含量,光合色素含量与MDA 含量,对耐性指数(Ti )、转移系数(TF )、生物富集系数(BCF )进行了评价。
结果表明:(1)山矾、桑树、绣线菊和山茶的平均耐性指数分别为93.99、82.33、82.10和87.25;(2)4个树种幼苗根茎叶的Cd 含量都随着Cd 处理浓度的增加而增加,转移系数值(TF )都小于1,转移能力为山矾>山茶>绣线菊>桑树。
不同品种油葵对土壤中镉的富集作用比较研究杨学乐;何录秋;刘寿明【摘要】2016年进行油葵镉高积累品种筛选,结果表明:(1)在同一镉污染土地上,不同油葵品种吸镉量有差异,同一油葵品种的不同部位镉含量也不一样;(2)同一镉背景值下,不同品种油葵产量差异明显,同一品种在不同镉背景值下产量差异不明显;(3)不同油葵品种在不同镉含量土壤上籽粒镉含量差异不明显;(4)不同品种油葵在不同镉含量土壤上秸秆镉含量差异不明显;(5)各品种秸秆—籽粒的转运系数都小于1,秸秆和籽粒的富集系数都大于1,且秸秆的富集系数都大于籽粒的富集系数;(6)无论是中度还是重度镉污染土地上种植的油葵,其籽粒初加工的原油中镉含量极低,可以放心食用.%High cadmium accumulation varieties of oil sunflower were screened in 2016.The results showed that:(1) There were differences in the cadmium amounts of different oil sunflower varieties in same cadmium contaminated land,and there were differences in the accumulated cadmium in different parts of the same variety.(2) There were obviously differences in the yields of different oil sunflower varieties under the same cadmium background.The yields of the same cultivars were not obvious at the different cadmium background.(3) The cadmium contents in the seeds were no significant in different oil sunflower cultivars and different cadmium content soils.(4) There was also no signficant difference in cadmium content oil sunflower cultivars in different cadmium content soils.(5)The transfer coefficients from straw to seed were less than 1 in all oil sunflower cultivars.The enrichment factors of the straw and seed were more than 1 of all oil sunflower cultivars,and the enrichment factors of thestraw were more than that of the seed.(6) The cadmium content in the crude seed oil was very low and safe for consumer whether the oil sunflower planted in moderate cadmium contaminated soil or severe cadmium contaminated soil.【期刊名称】《作物研究》【年(卷),期】2017(031)005【总页数】5页(P498-502)【关键词】油葵;镉污染;富集特征;植物修复【作者】杨学乐;何录秋;刘寿明【作者单位】湖南省作物研究所,长沙410125;湖南省作物研究所,长沙410125;湖南省作物研究所,长沙410125【正文语种】中文【中图分类】S565.5;S156随着我国工农业快速发展,大量矿产开发及农业化学药剂的使用,土壤中的重金属积累越来越多,土壤重金属,特别是镉污染日益严重。
植物对镉最大耐受量
植物对镉的耐受性因植物种类、生长条件和镉浓度等因素而异。
不同植物对镉的最大耐受量也不同。
以下是一些常见植物对镉的最大耐受量的示例:
1. 红豆杉(Taxus chinensis):红豆杉是一种具有较高镉耐受性的植物,其根系可以容忍高镉浓度。
2. 拟南芥(Arabidopsis thaliana):拟南芥是一种常用的模式植物,在镉胁迫下表现出较高的耐受性,尤其是对于低浓度的镉。
3. 榆树(Ulmus spp.):榆树被认为是一种相对较耐镉的树种,其叶片和根系可以吸收和积累较高浓度的镉。
4. 大麦(Hordeum vulgare):大麦是一种耐盐碱和耐镉的作物,在一定程度上可以耐受较高浓度的镉。
需要注意的是,即使某些植物对镉有较高的耐受性,仍然应该避免将植物种植在过度镉污染的土壤中,以免对人类健康和环境造成潜在风险。
如果需要处理镉污染的土壤,最好采取适当的土壤修复方法和种植策略。
不同油菜品种对镉耐性差异及其初步机理研究随着现代工农业的迅猛发展,越来越多的镉进入到农田土壤中,给人们的健康造成一定的威胁。
油菜是我国广泛种植的主要油料作物之一,近年来研究表明油菜亦是Cd污染土壤修复的潜在植物资源。
因此从我国丰富的油菜种质资源中筛选高富集镉的油菜品种,研究不同镉耐性油菜品种对镉胁迫的响应和机理,对进一步应用油菜于Cd污染土壤修复具有重要的现实指导意义。
本研究以水培筛选出的不同镉耐受性油菜品种(甘蓝型油菜品种61093、61042、61049和芥菜型油菜品种J281、J052、J192)为试验材料,通过土培全生育期试验研究不同镉处理对6个油菜品种生长特性、抗氧化系统、镉吸收累积特点、镉化学形态及籽粒品质的影响,初步探讨不同油菜品种对镉的耐受机理。
主要结果如下:1、六个油菜品种对镉的耐性不同。
芥菜型油菜较甘蓝型油菜具有更强的耐镉性。
供试六个油菜品种中J281表现出最强的镉耐性,甘蓝型油菜品种中61049的耐镉性高于61093、61042,甚至高于芥菜型油菜品种J052。
Cd处理初期(苗期)油菜叶中CAT活性、GSH含量、可溶性蛋白与相对生物量呈极显著正相关(r=0.785**,r=0.779**,r=0.758**),AsA含量与相对生物量表现为显著正相关(r=0.577*),而MDA含量与相对生物量呈极显著负相关(r=-0.886**),抗氧化系统能够较好地反映不同油菜品种的生长状况及对镉的耐受性。
2、不同油菜品种不同生长期对镉的吸收、迁移和累积特征不同。
苗期芥菜型油菜品种地上部镉含量低于甘蓝型油菜品种;苔期和成熟期,芥菜型油菜品种地上部镉含量则逐渐高于甘蓝型油菜品种。
高镉(10mg/kgCd)处理条件下成熟期芥菜型和甘蓝型油菜品种地上部镉含量范围分别为71.31~100.86mg/kg和54.39~81.42mg/kg,其中J281地上部镉含量最高(100.86mg/kg),达到镉超积累植物的标准(100mg/kg).六个油菜品种地上部镉累积量随生长期的动态变化规律是成熟期>苔期>苗期,耐性较强的芥菜型油菜品种J281、J192和甘蓝型油菜品种61049地上部镉累积量高于耐性较差的甘蓝型油菜品种61093、61042和芥菜型油菜品种J052。
中国镉超富集植物的物种、生境特征和筛选建议
镉是一种有毒重金属,对人体健康和生态环境造成严重危害。
为了减少镉污染,科学家们一直在寻找能够高效吸收和积累镉的植物。
在中国,已经发现了一些具有超富集镉能力的植物,这些植物在修复镉污染土壤方面具有重要应用价值。
1. 物种:中国镉超富集植物主要包括:水生植物如芦苇、香蒲等;陆生植物如水稻、小麦、玉米等。
其中,芦苇是最具代表性的镉超富集植物之一,其对镉的吸收能力远高于其他植物。
2. 生境特征:镉超富集植物通常生长在镉污染严重的地区,如矿区、冶炼厂周边等。
这些地区的土壤中镉含量较高,但其他营养物质相对较少。
因此,镉超富集植物具有较强的适应性和生存能力。
3. 筛选建议:为了提高镉超富集植物在修复镉污染土壤中的应用效果,可以从以下几个方面进行筛选:
(1)选择生长速度快、生物量大的植物,以提高修复效率。
(2)选择对镉吸收能力强、耐镉性高的植物,以保证其在高浓度镉污染土壤中的存活和生长。
(3)选择对其他重金属也具有超富集能力的植物,以实现多种重金属污染土壤的修复。
(4)选择易于种植和管理的植物,以降低修复成本。
总之,中国镉超富集植物在修复镉污染土壤方面具有巨大潜力。
通过科学合理地筛选和利用这些植物,有望为解决我国重金属污染问题提供有效途径。
收稿日期:2011-03-02基金项目:福建省自然科学基金项目(2008J0253)资助作者简介:蔡晓东(1964-),男,福建漳州人,高级农艺师,从事土壤、农化测试分析研究。
三种观赏植物对土壤中镉的富集特征研究蔡晓东,林光荣,许文宝,陈丽璇(福建省亚热带植物研究所 福建省亚热带植物生理生化重点公共实验室,福建 厦门 361006)摘 要:以3种观赏植物海芋、肾蕨和蟛蜞菊为试材进行盆栽试验,研究其对土壤重金属镉的富集特征。
结果表明:3种观赏植物对镉有不同的富集能力,其地上部和地下部富集的镉与土壤的镉含量呈显著正相关(r >0.9)。
蟛蜞菊地上部吸收富集能力最大,其次是海芋,肾蕨最弱;而海芋地下部镉含量最高,其次是肾蕨,蟛蜞菊最少。
当土壤镉含量在0~120 mg/kg 范围内,三种观赏植物根的富集系数都大于1,说明3种观赏植物根系对镉具有富集能力。
3种植物中只有蟛蜞菊地上部和地下部的富集系数都大于1,说明其具有超积累植物的富集系数特征。
因此,蟛蜞菊对重金属镉污染的土壤修复有一定的应用潜力。
关键词:海芋;肾蕨;蟛蜞菊;镉;富集能力Doi: 10.3969/j.issn.1009-7791.2011.02.002中图分类号:X53;S682 文献标识码:A 文章编号:1009-7791(2011)02-0004-03Accumulation Characteristics of 3 Ornamental Plants on Cadmium in SoilCAI Xiao-dong, LIN Guang-rong, XU Wen-bao, CHEN Li-xuan(Fujian Key Laboratory of Physiology and Biochemistry for Subtropical Plant, Fujian Institute of Subtropical Botany, Xiamen 361006, Fujian China)Abstract: With three ornamental plants (Alocasia macrorrhiza , Nephrolepis cordifolia and Wedeliachinensis ) as materials in pot-cultured experiment, their accumulation characteristics on Cadmium(Cd)in soil were studied. The results showed that three plants have different accumulation ability to Cd.The concentration of Cd in aboveground part and underground part had significant positivecorrelation with the content of Cd in soil (r >0.9). The aboveground part of Wedelia chinensis had thestrongest capability of accumulating Cd, with Alocasia macrorrhiza was secondly and Nephrolepiscordifolia was the weakest. Relatively, for their underground part, Alocasia macrorrhiza had thebiggest content of Cd, Nephrolepis cordifolia secondly and Wedelia chinensis the lowest. When thecontent of Cd in soil came within 0~120 mg/kg, the roots accumulation coefficients of three plantswere all greater than 1, which explained that their roots had the accumulation ability to Cd. OnlyWedelia chinensis , whose accumulation coefficients of aboveground part and underground part wereboth above and beyond than 1, had the accumulation coefficient characteristics of over-accumulatedplant. Therefore, Wedelia chinensis had some applied potential to soil restoration polluted by heavymetals Cd.Key words: Alocasia macrorrhiza ; Nephrlepis cordifolia ; Wedelia chinensis ; cadmium; accumulationability镉是生物毒性较大的重金属,是土壤重金属污染的主要元素,土壤重金属的植物修复是一项处于迅速发展之中,且具有广阔应用前景的新技术。
我国花卉产业的兴起,为观赏植物应用于重金属污染2011,40(2):4-6. Subtropical Plant Science第2期蔡晓东,等:三种观赏植物对土壤中镉的富集特征研究﹒5﹒土壤的植物修复提供了保障。
如果能从物种繁多的花卉资源中筛选出对污染土壤修复有重要意义和作用的超积累花卉植物,则将为植物修复开辟一条新的途径[1]。
以观赏植物作为土壤重金属污染的修复植物的研究,近年在国内已见报道[1-4]。
实践证明,观赏植物应用于重金属污染土壤的修复有着巨大的潜力和重要的价值。
诸多观赏植物既能修复污染的土壤,又能美化环境,同时可防止二次污染。
本试验以观赏植物为研究对象,通过盆栽试验,研究海芋、肾蕨和蟛蜞菊对重金属镉的吸收和积累特性,为上述观赏植物作为重金属污染土壤的修复植物提供科学依据。
1 材料与方法1.1 材料供试观赏植物有海芋(Alocasia macrorrhiza)、蟛蜞菊(Wedelia chinensis)和肾蕨(Nephrolepis cordifolia)。
试验在福建省亚热带植物研究所的试验园进行。
盆栽用土采用试验园无污染的表土,土壤基本农化性质为:pH 6.04,全N 0.84 g/kg,有效P 53.7mg/kg,速效K 150 mg/kg,有机质20.1 g/kg,镉的背景值为0.11 mg/kg。
1.2 方法试验采用盆栽方法,镉施加设4个处理,浓度分别为0(CK)、30、60和120 mg/kg,每处理3个重复。
每盆加土5 kg,种上植物。
海芋取大小一致的小苗,每盆种一株;肾蕨每盆种一丛,大小一致;蟛蜞菊取粗细、长短一致的枝条,每盆扦插3枝。
2周后待植物成活后施加镉。
施加的镉形态为CdCl2·2.5H2O(分析纯),按不同的份量以液态喷施到土壤中,保证每个重复添加量一致。
按常规栽培管理,90 d后采收,分为地上部分(茎、叶)和地下部分(根),自来水冲洗后,再用去离子水洗净。
于105 ℃下杀青30 min,然后70 ℃烘干至恒重,样品粉碎备用。
样品采用HNO3-HCLO4法消化,用V ARIAN 710 OES电感耦合等离子体发射光谱仪测定镉含量。
2 结果与分析2.1 植物体内镉含量当植物体内某物质含量大于生长基质含量时就可确定植物对该物质有富集能力[5]。
试验结果(表1)表明,3种观赏植物对镉有一定的富集能力,在土壤镉含量为0~120 mg/kg范围内,地上部和地下部富集镉与土壤的镉含量呈显著正相关(r>0.9),土壤镉含量越高,植物体富集量越大。
从表1可看出,蟛蜞菊地上部吸收富集镉量最大,其次是海芋,肾蕨吸收富集能力最弱。
而海芋地下部镉的含量最高,其次是肾蕨,蟛蜞菊最少。
说明蟛蜞菊的根系吸收、迁移重金属镉到地上部的能力比肾蕨、海芋强。
3种观赏植物体内不同部位重金属镉含量均表现为地下部>地上部,且根系含量远大于茎叶,只有蟛蜞菊根系和茎叶含量较接近,从表1的转移系数也可看出,蟛蜞菊的转移系数最大,从而说明蟛蜞菊根系迁移、运输镉到地上部的能力较强。
表1 土壤镉含量与三种观赏植物植株中镉含量(mg/kg)的关系肾蕨海芋蟛蜞菊土壤地上部地下部TF 地上部地下部TF 地上部地下部TF 0(CK) 0.35 0.52 0.67 0.44 1.32 0.33 0.37 0.61 0.6138.46 172.68 0.22 52.45 64.09 0.820.4530 32.72 73.1668.87 292.07 0.24 73.16 87.95 0.830.16309.7660 50.29117.86 572.16 0.21 152.42 181.23 0.840.24120 90.57 385.11r 0.993 0.940 0.994 0.998 0.993 0.992 注:r为相关系数;TF为转移系数,即植物地上部重金属含量与地下部重金属含量的比值。
第40卷﹒6﹒2.2 镉浓度对观赏植物富集系数的影响富集系数为植物体中污染物含量与生长基质中该污染物含量的比值。
当富集系数大于1时,可确定植物体对该物质有富集能力,显然,富集系数越大,表明植物对该金属元素的吸收能力越强[5]。
从表2 可见,海芋地下部的富集系数最大,其次是肾蕨,蟛蜞菊最小;而地上部的富集系数则是蟛蜞菊最大,其次是海芋,肾蕨最小。
当土壤镉含量为0~120 mg/kg,三种观赏植物根的富集系数都大于1,说明这三种观赏植物的根系对镉具有富集能力。
只有蟛蜞菊地上部和地下部的富集系数都大于1,具有超积累植物的富集系数特征,但其转移系数<1,并不是超积累植物。
本试验认为,蟛蜞菊可作为土壤重金属镉污染的修复植物,值得进一步深入研究。
表2 土壤镉含量(mg/kg)对观赏植物植株富集系数的影响3 小结3种观赏植物对重金属镉有一定的富集能力,在其耐受范围内,地上部和地下部富集的镉与土壤中的镉含量呈显著正相关(r>0.9)。
蟛蜞菊地上部吸收富集镉的量最大,其次是海芋,肾蕨吸收富集能力最弱。
而海芋地下部镉的含量最高,其次是肾蕨,蟛蜞菊最少。
从转移系数看,蟛蜞菊的转移系数最大,说明蟛蜞菊根系迁移、运输镉到地上部的能力较强。