淹水环境柳树对镉活化效应及耐性与吸收机理

柳树(Salix spp.)属于镉(Cd)高积累型植物，同时又极耐水淹，具有修复水体中Cd的潜力。但是柳树在淹水条件的适应策略及Cd耐性、Cd吸收与转运机理仍不清楚。本研究采用根箱实验方法评价柳树在淹水环境对Cd的活化效应与对植物的生物有效性，揭示Cd活化效应与植物吸收的关系；通过根系解剖、根系泌氧(ROL)与根孔隙度手段，探讨淹水条件下柳树Cd耐性、吸收和转运相互关系；研究淹水环境根吸收动力学及木质部装载，了解淹水对Cd吸收的影响；分析根表铁膜结构特征，以揭示铁膜对Cd吸收与运输的调控作用。目的阐明淹水环境下柳树对Cd耐性、吸收、转运机理，旨在为柳树修复水体中重金属污染及选择柳树构建人工湿地提供理论基础。

摘要.作为先锋树种，柳树(Salix spp.)具有耐季节性淹水能力，因此它们在水淹条件下能够去除污染物潜力。在国家自然科学基金资助下，以不供氧营养液培养方法和淹水土培方法，评价柳树对重金属Cd、Mn、Fe以及Cu和Zn等富集。本结题报告分为10部分。.1. 无性系对Cd响应显示出较大生物量变异。叶部Cd浓度变化范围为64.7~663.7 μg/g DW，茎部浓度变化范围为118.0~308.4 μg/g DW，根部浓度变异范围为163.9~1426.4 μg/g DW。地上Cd总量变化范围为29.8~2726.5 μg plant-1。.2. 7基因型对低Cd显示高耐性，而高Cd严重干扰所有基因型生长。在处理浓度5~25μM Cd范围内叶中Cd富集在达到165.02~1251 μg g-1，茎中浓度为22.9~331.22μg g-1，而且Cd主要富集在根部。.3. 在Mn处理下叶Mn浓度范围为23 183.10~5 827.7 μg g-1 DW，无性系J333叶有较高Mn浓度，而无性系SB9有最低Mn浓度。在Mn处理下茎浓度变化范围为1 840.48~4 572.17 μg g-1 DW。根Mn浓度范围为2 733.33~10 253.88 μg g-1 DW。.4. 生物量呈现较大变异，Fe处理降低大部分无性系的生物量，地上部TIs变异5倍，根TIs变异6倍。叶部Fe浓度变化范围为0.8~3.41 mg g-1 DW，茎部浓度变化范围为5.4~10.51 mg g-1, 根部浓度变化范围为3.25~17.10 mg g-1 DW。.5. 无性系对3种金属呈现不同吸收和积累。对Mn和Zn柳树表现出较高从根到地上部运输潜力，适合植物提取。Cu主要积累于根部，适合根际过滤。.6. 在对照情况下叶Fe富集变化488.6~1174.4 μg g-1，在处理情况下富集变化为915.2到1543.3 μg g-1。在对照茎富集Fe浓度为218.49到961.6 μg g-1，在处理情况是131.53到780.13 μg g-1。.7. 组织中Cd浓度也随基因型和处理而变化，在排水良好条件所有基因型显示较高Cd吸收和富集能力，具有较高的BCF和TFs；淹水处理降低了Cd吸收和富集，有较低BCFs和TFs。根际Cd有效性也随基因型和处理而变化。.8. 在排水