【摘要】：青藏高原素有“世界屋脊”和“地球第三極”之稱,是我國乃至亞洲的“江河源”、氣候變化的“感應(yīng)器”和生物多樣性保護的重要區(qū)域。青藏高原礦產(chǎn)資源豐富,是我國重要的有色金屬、貴金屬礦床集中分布區(qū)之一。近年來,隨著青藏高原經(jīng)濟發(fā)展的需求,礦產(chǎn)資源大規(guī)模開發(fā),開采、加工、使用、廢棄等過程使大量鎘、鉛等重金屬殘留至土壤,造成重金屬污染。由于青藏高原脆弱的生態(tài)系統(tǒng)抗干擾能力低,土地一旦遭到污染和破壞,將很難在短期內(nèi)恢復(fù)。同時,已有大量研究證明,重金屬也可以伴隨細(xì)顆粒通過大氣長距離傳輸遷移至遠(yuǎn)離污染源的地區(qū)。因此,青藏高原重金屬污染土壤的修復(fù)治理工作迫在眉睫。植物修復(fù)技術(shù)因具有高效低耗、方法簡便、保持水土和美化環(huán)境等優(yōu)點。但植物修復(fù)技術(shù)也有自身的局限性,對于環(huán)境條件不適合超富集植物生長的污染場地?zé)o法使用植物修復(fù)技術(shù),這就限制了植物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用。目前,鎘污染土壤的生物修復(fù)主要集中在鎘超積累植物的研究,但鎘超積累植物生長緩慢、生物量小,不適宜在青藏高原地區(qū)生長。因此,選擇適宜于青藏高原鎘污染土壤生長的植物種類對重金屬土壤修復(fù)具有重要意義。基于此,本研究選擇根系發(fā)達(dá)、分枝多、生物量大、耐頻繁刈割、適宜于青藏高原地區(qū)生長的禾本科青稞(Hordeum vulgare L.var.nude Hook.F.)和豆科紫花苜蓿(Medicago sativa L.)等修復(fù)植物材料,研究不同禾本科和豆科植物種子外源鎘的耐受性,外源鎘處理條件下不同pH對潛在重金屬鎘修復(fù)植物青稞和紫花苜蓿的影響,以及外源鎘處理條件下草酸對潛在重金屬鎘修復(fù)植物青稞和紫花苜蓿W3的影響。主要研究結(jié)果如下:1)對25份供試植物(11份不同品種青稞、2份不同品種垂穗披堿草、12份不同品種紫花苜蓿)種子而言,低質(zhì)量濃度的鎘(≤10 mg/L)對其萌發(fā)指標(biāo)如發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)具有促進效應(yīng),當(dāng)鎘濃度為5 mg/L時,促進作用最顯著(P0.05)。隨著鎘濃度的提高,鎘對種子產(chǎn)生毒害脅迫,萌發(fā)指標(biāo)顯著降低(P0.05)。綜合而言,青稞品種昆侖14號、門農(nóng)1號、門源亮蘭,紫花苜蓿品種WL525H2(9)、WL903、WL243H2共6份植物材料的種子萌發(fā)能力、幼苗生長狀況和耐鎘能力較高,可作為潛在的重金屬鎘修復(fù)植物材料。2)外施鎘對25份供試植物種子幼苗生長的抑制效應(yīng)比對種子萌發(fā)產(chǎn)生的抑制效應(yīng)更顯著,即種子幼苗的生長狀況往往比種子的萌發(fā)情況更能體現(xiàn)鎘的毒性大小,尤其胚芽和胚根長度的變化是一個重要的指標(biāo),可指示植物受到重金屬毒害的大小。當(dāng)鎘濃度≥30 mg/L時對植株幼苗生長抑制嚴(yán)重,其根長、芽長、根鮮重、芽鮮重均顯著降低。另外,外施重金屬鎘對根系的抑制效應(yīng)大于胚芽,當(dāng)鎘濃度為40 mg/L甚至更高時,嚴(yán)重抑制植物幼苗胚根的生長。3)未施加鎘和低濃度鎘(5 mg/L)處理下,pH對潛在重金屬鎘修復(fù)植物禾本科青稞品種昆侖14號和豆科紫花苜蓿品種WL525H2(9)的各項萌發(fā)指標(biāo)及幼苗生長指標(biāo)的影響不顯著(P0.05),但在高濃度鎘(≥30 mg/L)處理條件下,堿性環(huán)境(pH=9)能夠緩解鎘脅迫對潛在重金屬鎘修復(fù)植物禾本科青稞品種昆侖14號和豆科紫花苜蓿品種WL525H2(9)的毒害作用,顯著促進其種子萌發(fā)指標(biāo)及幼苗生長指標(biāo)(P0.05)。4)未施加鎘和低濃度鎘(5 mg/L)處理下,不同濃度的有機酸(草酸)對潛在重金屬鎘修復(fù)植物禾本科青稞品種昆侖14號和豆科紫花苜蓿品種WL525H2(9)的各項萌發(fā)指標(biāo)及幼苗生長指標(biāo)的影響不顯著(P0.05),但在高濃度鎘(≥30 mg/L)處理條件下,施加6 mmol/L的草酸后鎘脅迫對潛在重金屬鎘修復(fù)植物禾本科青稞品種昆侖14號和豆科紫花苜蓿品種WL525H2(9)的毒害作用顯著小于未施加草酸和施加2 mmol/L的草酸處理,顯著促進植物種子萌發(fā)指標(biāo)及幼苗生長指標(biāo)(P0.05)。
【學(xué)位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S54

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本文編號：2709305