地肤修复盐碱土镉污染的潜力及其根际和体内微界面过程

With the rapid development of industry and agriculture and the acceleration urbanization, both heavy metal pollution and salinization of soils has become one of great environmental issues,which should be resolved urgently by environmental scientists. It has been reported that halophytes usually tolerate heavy metals based on that the tolerance of halophytes to salt and to heavy metals may, at least partly, rely on common physiological response mechanisms. In addition, it has been shown that halophytes may also be able to accumulate quite a few heavy metals. Therefore, halophytes have been suggested to be naturally better adapted to cope with heavy metals compared to salt-sensitive crop plants pollution in saline alkaline soils commonly chosen for phytoextraction purposes. Thus, selecting a halophytic plant, Kochia scoparia, as target plant,and applying rhizosphere box and synchrotron radiation techniqueswater in culture experiment, pot experiment and field expriment, the progress tends to systematically and deeply explore its phytoremediation potential in Cd polluted saline alkali soil, enhanced remediation technology and its rhizosphere and in vivo micro-interface process. The results will give a reference for phytoremediation of heavy metal polluted saline alkali soil by other halohpytes in future.

随着工农业的发展和城市化进程的加快，土壤盐碱化和重金属污染的日益加重已成为环境科学家亟需解决的重要环境问题之一。已有研究表明，基于盐土植物对盐分和重金属的胁迫可能存在共同的生理反应机制，盐土植物通常具有一定程度的重金属耐性。此外，相关研究表明盐土植物能够富集相当多的重金属。因此，与盐碱敏感植物相比，盐土植物被认为最适于自然修复盐碱土重金属污染。本项目选择盐土植物地肤为研究对象,利用水培试验、土壤盆栽试验和大田试验，系统和深入地研究地肤修复盐碱土镉污染的潜力，强化技术及其根际和体内微界面过程。本研究成果可为今后其他盐土植物修复盐碱土的重金属污染提供一定参考。

随着工农业的发展和城市化进程的加快，土壤盐碱化和重金属污染的日益加重已成为环境科学家亟需解决的重要环境问题之一。本项目选择盐土植物地肤为研究对象,利用营养液培养试验、根际箱试验、土壤盆栽试验和大田试验，系统和深入地研究地肤修复盐碱土镉污染的潜力，强化技术及其根际和体内微界面过程。研究结果表明，（1）地肤对Cd和NaCl均有较高的耐性，地肤在氧化胁迫时可通过草酸盐和谷胱甘肽（GSH）的产生清除氧化胁迫，草酸盐和GSH可能通过植物螯合，细胞区室化等作用降低了重金属Cd胁迫，使地肤可以更好在Cd污染的盐碱土生长；（2）地肤对盐碱土Cd污染具有较高的修复潜力，地肤对Cd的吸收表现为叶＞茎＞根；地肤可降低根际土壤pH值和改变阳离子交换量(CEC)，从而促进地肤对土壤Cd的吸收和积累；（3）赤霉酸(GA3)和乙二胺四乙酸(EDTA)极大程度上促进了地肤对Cd的吸收和积累，EDTA和GA3均可以提高土壤中Cd的生物可利用性，施用EDTA和GA3增加了地肤体内的Cd转运和积累，GA3弥补了EDTA的生物量的不利影响；（3）地肤体内及根系分泌的有机酸可通过提高土壤酸可提取态Cd含量，增加重金属Cd的植物可利用性，从而促进植物对重金属的吸收；其中，草酸是地肤盐碱胁迫下积累的主要有机酸，对Cd具有良好的络合作用；（4）液泡和细胞壁是Cd的在地肤中主要储存场所；EDTA的添加在一定程度上加剧了Cd对植物的毒性和在植物体内的吸收，GA3促进了Cd在地肤液泡中的分布；（5）大田试验结果表明，种植一茬地肤对土壤Cd的去除率为14.55%，经过多茬种植地肤可最终达到修复土壤Cd污染之目的。本研究结果表明，地肤具有植物修复盐碱地Cd的潜能，EDTA和GA3是有效的环境友好型强化剂。