蓖麻对Cd污染土壤的修复潜力、机制与外源调节研究

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1、学号：12103101常州大学硕士学位论文蓖麻对Cd污染土壤的修复潜力、机制与外源调节研究研究生陈亚慧指导教师王明新学科、专业名称环境科学研究方向土壤污染控制与修复2015年5月RemediationPotential,ToleranceMechanismsandExogenousRegulationofCadmiumPollutedSoilbyRicinuscommunisL.ADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByChenYa-Hui(Environmentscience)DissertationS

2、upervisor:Prof.WangMing-xinMay，2015常州大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人已完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权的说明本学位论文作者完全了解常州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属常州大学。学校有权保留

3、并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月日中文摘要土壤重金属污染已成为我国日益严峻的环境问题，植物修复作为环境友好型修复技术已成为土壤修复领域的研究热点，但常见修复植物往往存在生物量小、经济效益低等问题。利用能源植物修复重金属污染土壤，可使土壤重金属远离食物链

4、，还可以为生物柴油工业提供原料，因此兼具环境、经济和能源效益。本研究以能源植物蓖麻（RicinuscommunisL.）为供试植物，开展盆栽实验研究了其对不同Cd污染土壤的修复潜力，结果表明：-1在0-100mg·kgCd胁迫下，蓖麻对Cd胁迫表现出较好的耐性，随着-1Cd胁迫的加剧，蓖麻各器官Cd含量不断增加。200mg·kg的Cd显著抑制了蓖麻的正常生长以及对Cd的富集能力，因而蓖麻对低、中-1度Cd污染（0-100mg·kg）土壤具有较好的修复能力。通过水培实验研究了不同Cd浓度(0、10、25、50、100、200、-1400µmol·L)处理

5、对植物叶片中叶绿素含量、丙二醛含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明：Cd胁迫诱导蓖麻叶片光合色素含量下降，其中对具有保护叶绿素和清除活性氧作用的类胡萝卜素含量影响最小；不同浓度Cd胁迫下，MDA积累量无显著差异变化，体现了蓖麻叶部较强的抗氧化能力。Cd诱导均能激活蓖麻体内SOD和POD的活性，但在蓖麻体内对清除自由氧，发挥抗氧化性起重要作用为POD。通过水培实验研究蓖麻体内的亚细胞分布特征和化学形态分布特征。结果表明，Cd在蓖麻根系和叶片各亚细胞组分的含量均为可溶组分>细胞壁>细胞器。随着Cd胁迫的增加，蓖麻根系细胞壁中Cd的相对含量呈增加趋势，可见液泡

6、区隔化和细胞壁固持是蓖麻应对Cd胁迫的重要耐性机制。同时Cd胁迫的加剧，蓖麻根系和叶片中乙醇提取态和水提取态Cd分配比例总和呈缓慢降低趋势，NaCl提取态分配Cd比例增加，这有利于降低Cd对植株的相对毒性，因此化学形态转化可能蓖麻应对Cd胁迫的另一重要耐性机制。通过盆栽与水培实验相结合，优化选择螯合剂种类与施加方式，以提高蓖麻对Cd的富集能力。结果表明：酒石酸对Cd胁迫具有一I定的解毒作用，增大了Cd胁迫下蓖麻各组织生物量，乳酸能增强蓖麻叶部对Cd的富集，提高蓖麻转运系数。人工螯合剂EDTA和EGTA均能显著增强了蓖麻根、茎、叶对Cd的富集能力，但对蓖

7、麻生长有抑制作用。螯合剂分三次施加与收获前一次性施加对蓖麻生物量均无显著影响，但分次施加均能显著增强了蓖麻地上部对Cd的富集能力，分次施加优于一次性施加。通过盆栽试验研究了解毒剂（酒石酸）和螯合剂（EGTA）的单施与配施对强化蓖麻修复Cd污染土壤的作用，探讨重金属污染土壤植物修复中螯合剂与解毒剂配合使用的可行性。结果表明：酒石酸与EGTA配施能显著增强Cd活性，且能有效促进Cd从蓖麻根部向地上部的转移，但高剂量的EGTA处理对植株根系有明显的毒害作用；EGTA与酒石酸配施能缓解Cd对植株的毒害作用，增大蓖麻生物量和Cd积累量。可见，酒石酸与EGTA配施

8、可通过调控土壤Cd的植物有效性和降低Cd的生理毒性来提高蓖麻对Cd的富集能力和对Cd污染土壤的