多种超富集植物联合修复土壤重金属污染的光合机理研究探讨.PDF

第３７卷 第 １期 西 华 师 范 大 学 学 报 （自然 科 学 版 ） ２０１６年３月 　 Ｖｏｌ３７ Ｎｏ１ ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＷｅｓｔＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ） Ｍａｒ．２０１６ 文章编号：１６７３５０７２（２０１６）０１０１１４０６ 多种超富集植物联合修复 土壤重金属污染的光合机理研究探讨 １ １ １，２ １，３ 杨清伟 ，彭慧灵 ，刘守江 ，可华明 （１．重庆交通大学 河海学院，重庆 ４０００７４；２．西华师范大学 国土资源学院，四川 南充 ６３７００９； ３．绵阳师范学院 资源环境工程学院，四川 绵阳６２１００６） 摘　要： 近年来，用于重金属污染土壤修复的超富集植物对重金属吸收、转运、富集、解毒生理与分子生物学机制 得到了深入研究，且有一定程度的田间实践。但对其完成重金属超富集起基础支撑作用的光合生理却涉及较少， 尤其是在多种超富集植物联合修复方式下。本综述建议根据不同物种的生活史进行单种、套种、轮作、间作或／和混 种，施以不同农耕（除杂草、水肥、松土、病虫害防治等）管理方式与多种强化萃取措施，进行物种间（垂直）群落结 构的构建，对其单独和联合萃取土壤重金属效率进行比较，并同期测定植物光合作用参数，揭示植物光合响应机 制。认为，以此可为以低生理代价来利用多种超富集植物提高土壤重金属污染的田间修复效率提供重要科学依 据。 关键词： 重金属复合污染；植物修复；生态组合；光合响应 中图分类号：Ｘ５３　　　文献标志码：Ａ　　ＤＯＩ：１０．１６２４６／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３５０７２．２０１６．０１．０１７ ０　引　言 工业革命以来，人类生产生活活动导致土壤、水体及大气等诸多环境中重金属污染物的持续而大量增 ［１４］ 加 。长期研究表明，重金属污染物具有不同于其它污染物的特殊毒性，且能够在环境中长久存在，并沿着 ［２，３］ 生态系统中的食物链传递而易发生生物富集放大 。因此，生态环境中重金属污染的生态效应和防治研究 ［５］ 已成为全球性的研究热点和难点 。一直以来，人们对于土壤重金属污染的治理所采用的方法包括有各种 物理性方法和化学性方法。这些传统方法具有一定修复作用，但其具有的缺点却十分明显，诸如成本高昂， 不能进行大规模的实践应用等；更重要的是，在本质上看，它们常常会使得土壤结构遭到破坏，从而导致土壤 肥力下降。近年来，人们逐渐发展出一种新的修复技术—植物修复，其基于植物的光合生产过程中对土壤重 ［６，７］ 金属的超量吸收，通过定期收割，将重金属从土壤中清除掉 。与传统的物理、化学修复方法相比，植物修 ［６８］ 复技术的费用相当低廉而永久有效，且能有效维持和提高土壤肥力，故此日益受到学术界的高度重视 。 １　植物修复的理论与应用研究进展 “超富集植物”（ｈｙｐｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ）一词是在现代学者 Ｒｅｅｖｅｓ的一篇论文中被提出，该论文报道了新喀 ［７］ 里多尼亚岛的一种木本植物Ｓｅｂｅｒｔｉａａｃｕｍｉｎａｔａ（现在称为 Ｐｙｃｎａｎｄｒａａｃｕｍｉｎａｔａ）对镍的特殊富集能力 ：干 叶片中Ｎｉ含量超过 １０００ｇ／ｇ，这一浓度水平超过无超镁铁质岩来源的土壤上普通植物的１００１０００倍，亦 μ 超过富含 Ｎｉ的超镁铁质土壤上所生长植物的１０—１００倍以上。 迄今为止，已有近５００种重金属超富集植物在世界不同地区得以发现，其中以重金属 Ｎｉ的