刺儿菜及其根际微生物对镉胁迫的响应及混种强化研究.pdf

摘要

CdCd

丰富重金属镉（）污染的植物修复资源，明确植物耐受及富集重金属的

影响机理对有效治理Cd污染土壤具有重要意义。刺儿菜（Cirsiumarvensevar.

Integrifolium）是一种潜在的Cd富集植物，研究刺儿菜的富集机理及其配套强化

Cd

技术是修复土壤重金属污染的关键。本研究通过温室盆栽实验，明确了刺儿菜

CdCd

对重金属的富集转移特征以及在胁迫下的生理响应和根际微生物群落结构

变化，分析了其与土壤理化性质的关联，并进一步探索了通过混种提高植物修复

效率的方法。主要研究结果如下：

1CdCd

（）刺儿菜对胁迫的生理响应和累积特征实验结果表明，刺儿菜对重

Cd0-27mg/kgCdCd

金属的耐受范围是，其含量随土壤含量的增加而增加。在耐

受范围内，刺儿菜生物量对Cd的响应呈现低促高抑的变化特征。在0-27mg/kg范

围内刺儿菜叶片中叶绿素含量随土壤Cd含量的增加显著升高，抗氧化酶系统被重

CdSODPODCAT

金属激活，、和的活性均高于空白对照。相关分析结果表明，

SODr0.665P0.01r-0.917P0.01Cd

酶（s，）与叶绿素（s，）在刺儿菜应对胁迫

过程中起到关键作用。刺儿菜具有良好的Cd富集和转移能力，在Cd27土壤中刺

儿菜地上部Cd含量最高（69.99±20.42mg/kg），富集系数最高可达3.71（Cd3），

3.77Cd27Cd

转移系数最高可达（）。因此，刺儿菜具有成为重金属富集植物的潜

力。

（2）Cd胁迫下刺儿菜根际微生物群落结构响应实验结果表明，当土壤Cd含

量低于27mg/kg时，根际微生物物种总数及群落多样性维持稳定，根际细菌与真

AlphaShannon,Chao1,Simpson

菌多样性指数（）无显著变化。非度量多维尺度分

non-metricmultidimensionalscalingNMDSCd

析（，）分析结果表明，土壤对刺儿

菜根际微生物群落结构有显著影响。此外，相关分析结果显示，根际功能微生物

I

沈阳大学硕士学位论文

pHSOMANAP

与土壤、和养分供应（、）呈正相关。这些结果说明，刺儿菜可以

通过根际微生物群落结构的变化来适应Cd胁迫环境。

（3）刺儿菜与重金属超富集植物龙葵（Solanumnigrum）、豆科牧草紫花苜

MedicagosativaCd

蓿（）混种积累试验结果表明：刺儿菜可以与紫花苜蓿混种，

而龙葵对刺儿菜和紫花苜蓿均存在强烈的抑制作用。刺儿菜与紫花苜蓿混种后，

刺儿菜根部Cd含量无显著变化，但对重金属Cd的转移能力下降低了20.09%（Cd7）

和22.86%（Cd14）；紫花苜蓿根部Cd含量降低了41.56%（Cd7）和65.50%（Cd14），

Cd68.34%Cd758.