红蛋植物对重金属镉、锌的吸收动态研究

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１ ． 红蛋 植物 对镉 、锌 的长 时 间吸收 动 态 ．１ ２
生 植 物 的研 究 相 对 较 少 。不 同植 物 对 重金 属 的 吸 收 ，在长 时 间和短 时 间 内会 表现 出不 同 的特 征 。因
此研 究植 物对 重金 属 吸收 动态特 征 ，对 于 了解 植物 吸收 累积重金 属 的过程 具有 重要 意义 。
红蛋植物对重金属镉 、锌的吸收 动态研究
李勤锋 ，张超 兰 ，张鹏 ，顾 明华 ，赵 留燕 ，刘佳 丽 ，李佩佩
１ 广 西 大学环 境学 院 ，广西 南 宁 ５ ００ ；２ 广 西大 学农学 院 ，广西 南 宁 ５ ００ ． ３０ ４ ． ３０ ４
摘 要 ：采用水培 的方法研究 了红蛋植物（ｃ ｉｏ ｏｕ ｓ ｉ对镉 、锌 的吸收动态 。结果表 明：无论是低镉（ ｍｇＬ ） Ｅ ｈｎ ｄ ｒｓｏｉｓ ｒ） ５ ・ 还是高镉 （５ｍｇ 。处理 ，长时间（７ｄ培养 时，红蛋地上部和地下部镉质量分 数均持续增加 ，至收获时 ，低镉和高镉处理红蛋地上部 １ － ） Ｌ ２ ）
生态环境学报 ２ １， １６： １８１４ ０ ２ ２ （） １３ ．１ ２
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关 键 词 ：红 蛋 （ｃ ｉ ｄ ｒｓ ｓ ｉ ；镉 ；锌 ；吸 收动 态 Ｅ ｈｎ ｏｕ ｉｓ ｏ ｏ ｒ） 中 图 分 类 号 ：Ｘ５ ３ 文 献标 志码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １７ ９ ６ （ ０ ２） ６１３ ．５ ６ ４５ ０ ２ １ ０ ．１ ８０
镉是 有毒 重金 属元 素 ， 物 吸收过 量 的镉会 对 植 植物 的生 长发 育产 生毒 害 【 Ｊ锌 是植 物生 长 的必 需 ｌ。 五 营养 元素 ， 对植物 的生长发 育起 十分 重要 的作用 【。 ３ Ｊ 植物 对重 金属 的 吸收 、转 运和 富集 到地上 部 ，需 要 经过 一 系列生 理生 化过 程Ｌ Ｊ ４ 。正常 生长情 况下 ， 植
离子 水 冲洗干 净 ， 吸干水 分 ， 分开 地上 部 和地下 部 ， 于 １５℃杀青 ３ ｉ，６ ℃恒温烘干至恒质量 ， ０ ０ｍ ｎ ５
基金 项 目 ：国家 自然科 学基 金项 目 （ １６０ ５ ；广 西教 育厅 科研项 目 （ ０９ Ｉ １ ；国土资 源部 、广西 壮族 自治 区岩 溶动 力学 重点 实验 室 开 ４ ０ １４ ） ２０ １ＭＳ３）
由图 １ 可知 ，随培 养 时 间及 镉 处理 质量 浓度 的 增加 ，红 蛋地 上部 和地 下 部 的镉 质 量分 数都 持续 增 加 ，且地 上部 质 量分 数 随着地 下部 增加 而增 加 ，但 地 下 部 镉 质 量 分 数 远 大 于 地 上 部 。在 本 试 验 条 件 下， 无论 是 低镉 （ ・ 还 是高 Ｎ （５ｍｇ 处 理 ， ５ Ｌ） ｍｇ １ ・ ） Ｌ 在地 下 部镉 质量 分数 达 到 １ ０ ・ｇ ０ ｋ 之前 ，红蛋 ５ ｍｇ 对镉 的吸收 为快 速 吸收模 式 ，而 当地下部 镉 质量 分 数 达 到 １０ ・ｇ ０ｍｇ 以后 ，则 转入 缓慢 吸 收 阶段 。 ５ ｋ 至 收获 时 （７ｄ， 镉 和高镉 处 理红 蛋地 上部 镉 质量 ２ ）低
镉质量 分数分别为 ３４９ ６ ．５和 ５２９ ・ｇ ；地下部镉质量分数 分别 达到 １ ６ ．１ ２７２９ ・ｇ 。短时间 内，红蛋对镉 ０ ．７ ｋ ～ ｍｇ ２８ 和 ４ ．５ ｋ ～ ７ ｍｇ 的吸收速率 随时问增加而 降低 ，１ ． ０ｈ内表现为快速吸收模式 ，而在 １ ｈ后表现为缓慢吸收模式 。在低镉条件下 ，红蛋对镉 ． ０ 的短时间吸收动态符合二次多项式数学模型 ，高镉条件下 ，红蛋对镉 的吸收动态符合三次多项式数学模型 。长时间（７ｄ培 ２ ） 养 时 ，红蛋地上 部锌 和地 下部 质量 分数 的动态变化趋势基本一致 ，即先增加后减少再缓慢增加 的趋势 。低锌（ｏ ・ 和 １ｏ ｍｇＬ ）
作 者简 介 ：李 勤锋 （ ９ ７ 生 ） １８ 年 ，女 （ 壮族 ） ，硕士 研究 生 ，研 究方 向为土壤 环境 生态 。Ｅｍａ ： ｑ ｆｎ２ ０ １８ ６ ． ｍ — ｉ ｌ ｉ ｅｇ０ ６ １＠１３ｃ ｌｉｎ ｏ 通 讯作 者 ：张超 兰 （ ９ １ １７ 年生 ），女 ，教 授 ，硕士 生导 师 。Ｅｍａ：ｈｎ ｃ ｘ ． ｕｃ — ｉ ｚａｇｌ ｕｅ ． ｌ ＠ｇ ｄ ｎ
１２ 试验 方法 ．
吸收累 积能力 不 同 ，但 遵循 着 同一 吸收富集 模式 ， 即不 同组 织 中地 下 部 重 金 属 质量 分 数 均 大 于地 上 部 【 。作物 根 系养分 离子 的吸 收动力 学在 作物 的矿 １ ¨ 质 营养研 究 中 占有 重要 地位 。随着研 究 的不断 深入 和发 展 ，动力 学 吸收特性 的研 究 已 由水 稻 、玉 米等 作 物 扩 展 到 对 重 金 属 具 有 富 集 或超 富集 的植 物 上 ¨ ＂】 但 多为 集 中在 旱 生植物 的研 究上 ［．］ １ ，对湿 ４
验 时 将 红蛋 植 株 放入 各 组处 理 的 １ 号烧 杯 中培养 ，
每 隔３ ｎ 移到 下一 编号 的烧 杯 ，转 移 至下 一编 ０ ｍｉ转
２ 结 果 与 分 析
２１ 红 蛋植 株对 镉 、锌 的长 时 间吸收 动态 ．
２１ ．． 红蛋 植株 对镉 的长 时 间吸 收 动 态 １
每个重复种植３ 株红蛋 。选取预培养好 的红蛋幼苗 ， 将其 转入 去离 子 水 中 ，让 其保 持 饥饿 状态 ２ Ａ 进 ４ｈ 行 镉 、锌 处理 。取 ５个 １ ０ 塑料 大 烧 杯 ，分 ５ ２ ０ ｍＬ ０ 组 ，镉 每 组 １个 ，锌 每 组 ８ 。第 １ 编 号 １１ ２ 个 组 ．、 １２ —…… １１ ，加 入木村 营 养液 （Ｋ）０ ．２ Ｃ ８０ｍＬ，第 ２ 组 编 号２ １ －… …２ １ ，加入 含ｐ Ｃ ） ５ ｍｇ 的 、２２ —２ （ ＝ ・ Ｌ 木村营养液８０ Ｌ ０ ，第３ ｍ 组编号３１ －……３１ ， ．、３ ２ —２ 加入 含ｐＣ ２）１ ・。 （ｄ＋＝ ｍｇＬ 的木村 营养 液 ８０ｍＬ， ４ ５ ０ 第 组编 号４ １ — ……４８ ． 、４２ — ，加入含 ｐＺ ） １ ０ｍｇＬ 。 （ ｎ ＝ ０ ‘。 的木 村 营养 液 ８０ｍＬ，第 ５ ０ 组编 号 ５１ －……５８ ．、５２ ．， 加入 含ｐｚ ２ ＝ ０ ・ （ｎ ４０ｍｇＬ 的木 村 营养 液８ ０ 。试 ） ０ ｍＬ
收动态特征 ，旨在为应用红蛋修复重金属污染土壤 提供科 学理 论依 据 。
１ 材 料 与 方 法
１１ 试 验 材料 ．
小麦 【、 ９ 蔬菜 Ｊ 对镉 的 吸收 累积具有 明显 的差 异 。 ］ Ｕ 等
芦竹 、灯 芯草 、芦 苇对 重金 属 Ｃ 、Ｚ 、Ｐ 、Ｃ ｕ ｎ ｂ ｄ的
供试植 物 为红蛋 ，购 于广西 园湖 花 鸟市场 。氯 化镉 和七水 硫酸 锌均 为分 析纯 。
收 稿 日期 ：２ １ ．４２ ０ ２０ — ４
李 勤锋等 ：红蛋植物对重金属镉 、锌 的吸收动态研究
粉碎过 ６ ０目筛 ， 供分析测定用。
１２２ 红蛋植 物 对镉 、锌 的短 时 间吸 收动 态 ．．
１３ 分 析项 目和 方 法 ．
试验 设置 Ｃ 木 村 营养 液） （ ｄ ＝ ・～ Ｋ（ ，ｐ Ｃ ）５ｍｇＬ 、 ｐＣｄ＋ ５ｍｇＬ ｐＺ ） １ ０ ’～ ｐ Ｚ ｚ）４ ０ （ ＿ ＝１ ・～、 （ｎ ＝ ０ Ｌ 、 （ｎ ０ ２ １ ｍｇ ＝ ｍｇＬ 等 ５ ．Ｊ 个处 理 。 和 锌分 别 以氯化 镉 和七 水硫 酸 镉
分数分别为 ３４ ５ ５２ ７ ｇ ｇ （ １ ） 地下 ６． 和 ０． ・ 图 一 ； ９ ９ｍ ｋ Ａ 部镉质量分数分别达到 １ ６ ． 和 ２ ４ ． ｇ ｇ ２ １ ２ ５ ・ ７ ８ ７ ９ｍ ｋ
植 株 Ｃ 、Ｚ 的质 量 分数 ：采 用硫 酸 一 氧化 氢 ｄ ｎ 过 法 消解 一 ＡＡｓ 测定 ［ ；溶 液 中Ｃ 、ｚ 质 量 浓度 ：采 ｄ ｎ
用ＡＡＳ 定 。 测 １４ 数 据处 理 ．
锌形 式 加 人 到木 村 营 养液 中 。每 个处 理 重 复 ３ 软 件 进 行 运 算 ，用 ｘｅ ０３ Ｓ Ｓ １． Ｐ Ｓ ３０软件 进行 统计 分析 。
高锌（０ —。处理 ，红蛋 地上部锌质量分数分别为 ２ １．８和 ３１０４ ・ｇ ；地下部锌质量分数 分别 为 ３０ ７８ ４ ０ ｍｇＬ １ １ ２ ３ ９ ． ｍｇｋ ～ ７ ６ ． ９和
３０． ・ 一 ３８ ｍｇｋ 。短时间 内，无论是低锌处理还是高锌处理 ，红蛋对锌 的吸收动态均符合二次多项式数学模 型 ，但是两者有 ３ ５ ｇ 所 不同 ，低锌处理 ，红蛋 吸收锌 的速率短时 间内略有降低 ，而高锌 处理 ，红蛋对锌 的吸收速率短时间 内则持续增加 。
号 的烧 杯 前 ，先将 植 株放 人 装 有 ２ ０ ｍ ５ Ｌ的 Ｅ Ａ— ＤＴ Ｎａ溶液 的烧 杯 交换 １ ｎ 以去 除根 系表 面吸 附 的 ５ｍｉ， 镉 、锌离 子 。试验 结束 后用 去 离子 水补 充 至原体 积 后， 测定 各木 村 营养 液和Ｅ Ａ－ ２ 液 中镉 、 ＤＴ Ｎａ溶 锌质 量浓 度 ，同时 采用 根系 分析 仪测 定 各红 蛋植 株根 系
物对 金属 离子 的 吸收主 要是 主动 吸收过 程 ，这一 过 程受 代谢 过 程控 制 【。不 同种 类植 物对 重金 属 的吸 ６ Ｊ 收 和 富集 特征 可 能存 在 差异 。如水 稻 Ｌ、玉米 、 ７ 】 Ｊ
在 重 金 属 污 染 土 壤 修 复 应 用 中具 有 一定 的潜 力 和 优 势 ［］ １。当前对 红蛋 吸 收积镉 、锌 的动 态过 程研 究 ’ 尚未见 报道 。本文探 讨 了红蛋 对重 金属 镉 、锌 的吸