四种豆科植物对铜的耐性机理及铜尾矿的修复研究

来源 :江西财经大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:LUXU_ZHANG
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1.通过施加不同浓度柠檬酸(Tc)、醋酸(AC)和乙二胺四乙酸(EDTA)三种有机酸进行盆栽试验,研究对栽植于铜尾矿中的四种豆科植物草木犀(Melilotusofficinalis (Linn.) Pall)、绿豆(Vigna radiata (Linn.) Wilczek)、蚕豆(Vicia faba Linn)和豌豆(Pisum sativum Linn)种子萌发的影响和耐性筛选。结果表明,在AC和EDTA处理下,四种植物发芽势和发芽率都比对照下降,高浓度处理抑制了种子的发芽势,尤其是在2mmol/kg EDTA处理下,草木犀、绿豆和豌豆的发芽势分别比对照下降了66.8%、26.7%和52.6%;发芽率分别比对照下降了39.2%、18.3%和57.5%。Tc和低浓度的AC促进了四种植物种子的发芽势和发芽率。低浓度的AC对豌豆和草木犀活力指数有促进作用,而柠檬酸只对草木犀的活力指数有促进作用。在EDTA和高浓度的AC处理下,四种植物的发芽指数均比对照降低。草木犀、蚕豆和豌豆在1mmol/kgAC处理下,耐性指数分别比对照增加了3.5%、15.3%和14%;草木犀和蚕豆在1mmol/kg Tc处理下耐性指数比对照增加。在2mmol/kg EDTA处理下,四种豆科植物的耐性指数均显著下降。有机酸对四种植物的叶长、根长、根数和干重的影响与对耐性指数的影响相似。通过研究发现,醋酸和柠檬酸对草木犀所起的作用强于其余三种植物,在种子萌发的影响中可看出绿豆发芽率高于其余三种植物。2.通过园土和铜尾矿砂的不同掺比试验,研究不同铜尾砂含量对草木犀和绿豆幼苗生理指标的影响。结果表明,随着Cu尾矿砂量的增加,两种植物幼苗叶绿素含量逐渐下降。草木犀在3/4Cu尾矿砂处理下,叶绿素a和叶绿素b含量分别比对照下降了36%和31%;在纯Cu尾矿砂处理下,绿豆的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别比对照下降了58.7%、54.7%和55%。草木犀地上部SOD活性在3/4Cu和纯Cu处理下比对照增加了26.3%和22.3%。绿豆地上部SOD活性均比对照显著下降;而地下部在纯Cu处理下SOD活性显著上升。草木犀地上部POD活性在1/4Cu处理下比对照增加了91.2%。除地下部在1/2Cu处理下上升外,绿豆幼苗的POD活性都比对照低。两种植物的电导率值均比对照低,MDA、脯氨酸和抗坏血酸含量变化与对照相比差异不显著。研究结果表明,两种植物对Cu尾矿环境有一定的修复作用,草木犀修复Cu尾砂矿效果强于绿豆。3.通过施加不同浓度的三种有机酸于铜尾矿中,研究对草木犀和绿豆幼苗生理指标的影响。结果表明,随着三种有机酸的加入,两种豆科植物幼苗的叶绿素含量开始下降,EDTA的加入导致绿豆幼苗的全部死亡。草木犀地上部和地下部的细胞膜透性在高EDTA浓度下分别是对照的14.39倍和1.83倍。Tc和AC对绿豆细胞膜透性作用不明显。在0.5mmol/kg AC处理下,草木犀地上部SOD和POD活性分别比对照增加了31.2%和31%。POD活性在2mmol/kg EDTA处理下显著降低。草木犀地上部MDA含量在0.5mmol/kg TC浓度下比对照增加了20.2%,地下部在低浓度AC处理下含量显著降低。绿豆地下部MDA含量在2mmol/kg Tc处理下比对照降低了36.4%。草木犀Pro含量在2mmol/kg EDTA处理下比对照增加了38.5%。研究结果表明,不同浓度的柠檬酸和醋酸在一定程度上抑制了Cu对幼苗的毒害,而草木犀对EDTA和Cu胁迫相互作用反应敏感。4.通过施加不同浓度的柠檬酸、醋酸和EDTA三种有机酸研究栽植于铜尾矿砂中的草木犀和绿豆幼苗生长和重金属离子积累的影响。结果表明,草木犀地上部干重在2mmol/kg Tc和2mmol/kg AC处理下比对照增加了34.4%和29%,而在高浓度的EDTA处理下干重显著下降,与耐性指数的变化趋势一致。绿豆在醋酸和柠檬酸的作用下植物干重变化不显著,耐性指数降低也不明显。高浓度的EDTA抑制了草木犀的生长,并导致绿豆幼苗全部死亡。草木犀地上部铜的富集量在高浓度EDTA处理下最高达到265.167μg/g和地下部在2mmol/kgTc处理达到871.111μg/g。而醋酸和柠檬酸促进了绿豆地下部对Cu的富集。3种有机酸促进了草木犀对Cu、Cd、Zn的吸收及向上部的转移,而抑制了对Ca吸收和向上部转移。醋酸和柠檬酸促进了绿豆对Cu的吸收,而在一定程度上抑制对了Cd、Zn、Ca的吸收及Cu、Cd、Ca向上部的转移。EDTA虽然促进了草木犀对Cu离子的富集,却抑制了幼苗的生长。从整体上,有机酸有助于提高草木犀对重金属的耐性及对金属离子的富集作用,但对绿豆的作用不明显。
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