植物修复重金属污染的水分调控机理

Water regulation technology and phytoremediation of heavy metal pollution were combined effectively in this study. Physical, chemical and biological characteristics of rhizosphere regulated by water was the entry point. The driving and induction effects of water regulating on the phytoremediation was studied.The comprehensive influencing mechanism of water regulation on root-soil environment was researched. The study mainly focused on the influencing mechanism of water regulation on the distribution of heavy metal in different parts of plant. The.technical route was the combination interact of external and internal mechanism on the contaminated soil and hyperaccumulator based on water regulation, which isalso a reversible interacted process. Indoor and outdoor experiments will becombined, advanced testing techniques and information processing means will be adopted to further new way to investigate the “black box” mechanism of phytoremediation.This study will provide theoretical support for artificial regulation of heavy metal uptake of hyperaccumulators. It has great significance for xploring phytoremediation mechanism.

本研究将水分调控技术与重金属污染植物修复技术有效结合，以水分调控根际物理、化学和生物学特性为切入点，主要研究水分调控对植物修复的驱动作用、诱导作用以及对根土环境的综合影响机制，重点探讨水分调控对重金属在植株体不同部位分配的影响机制。技术思路为基于水分调控的外部机理与内部机理共同作用于被污染土壤与富集植物之间，且双向可逆互动，并结合室内外试验，利用现代测试技术和信息处理手段，拓展新的研究途径，进而从机理上揭示水分调控植物修复的“黑箱”过程，期望为人工调控植物吸收富集重金属提供理论支撑，对进一步探索和完善植物修复机理研究有着重要理论意义。

以往的研究主要侧重土壤水分对富集效果，植株生物量等表观现象进行研究，而对产生这些现象的内在物理、化学和生物学特性研究较少。本研究以水分调控为切入点，探索水分调控对植物修复效果的驱动作用、诱导作用以及对植物-根际-土壤环境的综合影响，构建基于水分调控的植物修复重金属污染的响应机制。基于水分调控的外部机理与内部机理共同作用于被污染土壤与富集植物之间，且双向可逆互动，并结合盆栽大田试验和室内外试验，利用现代测试技术和信息处理手段，开展水分调控对根际土壤理化性质、微生态系统的研究，以及水分调控对重金属污染土壤中富集植物的生长发育指标、生理指标以及微生物指标的影响。综合分析水分调控下植株-根际-土壤系统重金属的运移转化和累积效果。研究明确了水分调控和不同灌溉模式对不同重金属Cd污染土壤中富集植物生长发育、生理生态指标及产量累积的影响机制；明确了重金属Cd污染土壤上油葵的水分调控敏感生育阶段；明确了水分调控和灌溉模式对重金属污染土壤植物修复过程中土壤理化性质、微生物环境等的调控机理；提出了适宜的重金属Cd污染土壤植物修复的水分调控和灌溉模式。对进一步探索和完善植物修复机理研究有着重要理论意义。为重金属污染的植物修复技术提供指导，为污灌区粮食安全，土壤安全和生态安全提供理论支撑。