EDTA与生长调节剂强化植物修复Pb污染土壤

【摘要】本文主要研究了EDTA和植物生长调节剂单独或联合作用对黑麦草Pb提取效率的影响,并通过研究Pb在黑麦草体内的亚细胞和化学形态分布,探讨不同处理对黑麦草Pb的解毒机制。通过向土壤中加入Pb(NO3)2,配制外源浓度分别为0mg/kg、250mg/kg、500mg/kg和750mg/kg的Pb污染土壤。2.5mmol/kgEDTA直接添加到土壤中。浓度分别为1μM、10μM和100μM的DA-6或GA3直接喷洒到叶面。主要研究结果如下：(1)向土壤中添加EDTA和/叶喷植物生长调节剂都显著提高了SOD、POD和CAT的活性(P<0.05),并且除100μMGA3和/EDTA处理外,各处理都使黑麦草根细胞膜透性和地上部分MDA含量显著降低(P<0.05),增强了植物的抗逆性,使黑麦草叶绿素a、叶绿素b含量和叶绿素a/绿素b显著提高(P<0.05),从而提高了植物的光合作用效率,显著提高了黑麦草地上部分生物量(P<0.05)；(2)与对照相比,EDTA单独作用使黑麦草Pb的富集和转运系数分别提高了0.8～2.2倍和0.9～8.3倍,大大提高了黑麦草对Pb的富集能力,但其抑制了黑麦草的生长。DA-6单独或与EDTA联合作用不仅使植物地上部分的生物量比对照提高了24.0%～96.8%,而且显著提高了黑麦草体内Pb的浓度(P<0.05),其中以10μMDA-6+EDTA作用最显著,该处理下植物根部和地上部分Pb浓度分别比对照提高了2.2～3.4倍和8.0～24.1倍,Pb的富集和转运系数分别达到了3.2～4.1和0.23～1.12,每株提取量和提取效率达到了2.3μg～176.5μg和0.65%～2.2%。与对照相比,(1μM或10μM)GA3单独或与EDTA联合作用使黑麦草地上部分生物量和Pb浓度分别提高了9.2%～62.5%和15.0%～323.1%,并且显著提高了植物对Pb的富集和转运效率(P<0.05),使黑麦草对Pb的提取量和提取效率分别提高了0.4～12.8倍和0.5～14.5倍,其中以1μMGA3+EDTA处理效果最显著,该处理下,植物根部和地上部分Pb浓度分别比对照提高了1.6～3.8倍和5.6-14.8倍。相反地,叶喷100μMGA3显著抑制了黑麦草生长和Pb的富集(P<0.05),100μMGA3+EDTA虽然使植物生物量降低,但其使黑麦草根部和地上部分Pb浓度分别比对照提高了18.2%～124.8%和151.7%～415.4%,从而使植物对Pb的提取量和提取效率分别提高了0.8～3.4倍和0.9～2.5倍。在本实验条件下,10μMDA-6+EDTA强化黑麦草修复Pb污染土壤的效果大于1μMGA3+EDTA。10μMDA-6+EDTA处理下黑麦草Pb的提取能力已与超富集植物相当,该方法适合运用于强化黑麦草修复重金属污染土壤；(3)Pb在黑麦草地上部分亚细胞分布研究结果表明：细胞壁沉降和液泡区室化在黑麦草地上部分对Pb的解毒中起重要作用。单独添加DA-6或(1μM或10μM)GA3促进了黑麦草对Pb的细胞壁沉积和液泡区室化作用,显著降低了细胞器组分中Pb的浓度(P<0.05),从而有效缓解了Pb对植物细胞器的伤害,提高植物的抗性,显著提高了植物的生物量(P<0.05)。相反地,100μMGA3与EDTA单独或联合作用显著提高了细胞器组分中Pb浓度,增强了Pb对黑麦草的毒害,从而显著抑制了植物的生长(P<0.05)：(4)Pb在黑麦草地上部分化学形态分布研究结果表明：Pb主要以果胶酸盐、蛋白质结合态或呈吸着态(FNaCl)和难溶于水的重金属磷酸盐(FHAc)存在。在各种化学形态中,FE,FW和FNeCl移动性较强,对植物的伤害也越大。叶喷DA-6或1μMGA3降低了Pb的可移动性降低,从而缓解了其对黑麦草的伤害；在DA-6或(1μM或10μM)GA3与EDTA共同作用下,Pb在FE,FW和FNaCl中的比例增加,但小于EDTA单独作用下,表明DA-6或(1μM或10μM)GA3能够缓解EDTA和／或Pb对黑麦草的毒害,从而显著提高植物的生物量(P<0.05)。100μMGA3单独或与EDTA联合作用都使植物体内Pb的可移动性大大提高,从而显著抑制了植物的生长(P<0.05)。
【作者】吴秋玲；
【导师】何闪英；
【作者基本信息】浙江工商大学，环境工程，2014，硕士
【关键词】DA-6；EDTA；GA3；重金属污染；黑麦草；植物修复强化技术；

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