土培条件下东南景天对镉的耐性和富集特性的研究

土培条件下东南景天对镉的耐性和富集特性的研究

熊愈辉

【摘要】[Objective] To reveal the differences of tolerance and uptake characteristics of cadmium in soil between mined ecotype and nonmined plants of 5. Alfredii. [ Method ] Using pot culture, different amount of Cd were put into soil as treatment, to study the growth responses of two ecotypes plants of S. Alfredii in soil with different Cd content and the change of Cd content and accumulation. [ Result] The growth responses were different obviously between the two plants. The tolerance threshold of mined ecotype S. Alfredii to Cd was 300 rag/kg, and the non-mined ecotype was SO mg/kg. Maximum Cd concentrations reached 893 rag/kg in shoots and 344 mg/kg in roots of the mined ecotype plant respectively; while the maximum Cd concentration in shoots was 124 mg/kg, the root was 212 mg/kg for the non-mined ecotype plant. Cd concentration in shoots was higher than roots for the mined ecotype, whereas Cd concentration was always lower in shoots than in roots for the non-mined ecotype. The Cd accumulation in shoots of the mined ecotype reached the maximum of 151.67 μ/plant, while the non-mined ecotype reached 11.99 μg/plant. Compare the two ecotypes of 5. Alfredii, concentration and accumulation of Cd in shoots of the mined ecotype was obviously higher than the non-mined ecotype in same content treatment of Cd in soil. [Conclusion] Cd tolerance and accumulation of the mined ecotype of S. Alfredii is remarkably more than the non-mining ecotype. The mined

ecotype of S. Alfredii is a Cd hyperaccumulator.%[目的] 探讨土培条件下东南景天矿山与非矿山生态型植物对Cd耐性和富集能力的差异.[方法] 采用土培盆栽的方法,以向水稻土中加入不同量的镉作为处理,研究东南景天两种生态型植物在不同镉含量土壤中的生长反应以及体内镉含量与积累量变化.[结果] 两种生态型植物对土壤中不同含量Cd的生长反应不同,矿山生态型对土壤Cd的耐受阈值为300 mg/kg,非矿山生态型为50mg/kg.矿山生态型地上部最大Cd含量为893 mg/kg,根部最大Cd含量为344mg/kg；而非矿山生态型地上部和根部最大Cd含量分别为124和212 mg/kg.矿山生态型地上部Cd含量大于根部Cd含量,而非矿山生态型根部Cd含量大于地上部.矿山生态型地上部Cd积累量最大值为151.67μg/株；而非矿山生态型为11.99μg/株.两种生态型植物相比较,在相同Cd处理水平下,矿山生态型地上部Cd含量和Cd积累量均显著高于非矿山生态型.[结论] 矿山生态型东南景天对土壤Cd的耐受和富集能力显著大于非矿山生态型.从植物对土壤镉的耐性、地上部与根部Cd含量及其比值来看,矿山生态型东南景天是一种Cd超积累植物.

【期刊名称】《安徽农业科学》

【年(卷),期】2011(039)034

【总页数】3页(P21262-21264)

【关键词】东南景天;盆栽试验;镉;耐性

【作者】熊愈辉

【作者单位】湖州师范学院教师教育学院,浙江湖州313000

【正文语种】中文

【中图分类】Q945

近年来，由于人类活动而导致的土壤重金属污染，尤其是镉(Cd)污染日趋严重。土壤Cd污染的直接危害是破坏土壤的理化特性，抑制土壤微生物的活动。Cd进入植物体以后，影响植物的生长和细胞分裂，干扰光合和呼吸等多种代谢过程，加速植物细胞和组织的衰老，严重的会导致植物死亡［1］。

由于Cd的毒性较强，多数植物发生Cd中毒的临界浓度较低，已发现三叶草和玉米在营养液中的Cd浓度达到8 μmol/L，卷心菜在14 μmol/L，黑麦草在 28

μmol/L 时即发生中毒现象［2］。对大多数植物来说，Cd含量一般不超过3 mg/kgDW，在重度Cd污染土壤中虽可达到20 mg/kgDW以上，但很少超过100 mg/kgDW［3］，但也有一些植物在Cd严重污染的土壤中，体内富集大量的Cd仍能正常生长，这类对Cd耐性和富集能力强的植物如果生物量足够大，是运用于植物修复的良好材料。既往研究已表明矿山生态型东南景天在水培条件下，对Cd有较强的耐性和富集能力，在含有100 μmol/L Cd的营养液中培养，其生物量超过对照，在400 μmol/L Cd浓度下仍正常生长，其叶和茎中的Cd含量分别高达4 933和3 874 mg/kgDW［4］，远高于Cd超积累植物的定义标准［5］，有望成为植物提取土壤Cd的良好材料。由于土壤中金属中的形态、化学行为及其有效性与在营养液中有所不同，因而有必要研究东南景天对土壤Cd的耐性与富集能力，为此，笔者采用盆栽试验的方法，研究了两种生态型东南景天在不同Cd含量土壤中的生长反应、Cd富集能力，以期进一步探讨东南景天耐Cd机制，同时为今后东南景天运用于植物修复的实践提供更多的理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试植物矿山生态型东南景天采自于浙江衢州一古老铅锌矿山，非矿山生态型东南景天采自于杭州市郊的九溪茶园中。采回的植物洗净后，选择均匀一致的植