摘要
随着工业和化学农业的快速发展，镉(Cd)、铅(Pb)污染已成为环境介质中常见的污染物，过量的Cd、Pb污染已对环境造成了普遍的威胁。利用木本植物修复重金属污染环境是近年来植物修复领域中关注的热点问题之一。柳树(Salix spp.)等生长速度快、生物量大的短轮伐树种更具有竞争力，通过定期收获植物地上部生物量，可以在进行植物修复的同时，进行生物质能源生产，对缓解能源危机也具有重要意义。 本研究以山东省林业科学研究院新培育出的四个柳树品种：旱柳J172(Salix matsudana'J172')、湿地柳1号(Salix matsudana'Shidi1')、盐抗柳1号(Salix matsudana 'Yankang1')和黄皮柳1号(Salix psammophila'Huangpi1')为实验材料，在水培条件下研究了不同柳树幼苗对Cd和Pb的吸收、积累和转移特征以及生长和生理生化响应特征。该研究结果将为Cd、Pb富集能力强的木本植物的筛选提供理论依据，也可为污染场地植物修复提供重要参考。取得的主要研究结果如下： 1、在Cd和Pb的单一和复合胁迫下，四种柳树叶和根的生物量均受到显著抑制，且随着重金属污染浓度的增加而表现为逐渐减少的趋势。湿地柳1号和黄皮柳1号在高浓度Cd(30μM)和高浓度Cd与Pb(Cd30+Pb500)复合胁迫下，叶片的生长抑制率皆超过了50%；在高浓度(Cd30、Pb500)单一和高浓度(Cd30+Pb500)复合胁迫下，四个品种柳树根的生长抑制率皆超过了50%。 2、光合参数与四种柳树幼苗植物提取能力存在密切关联。在Cd单一胁迫下，四个品种柳树的净光合速率和气孔导度均显著提高，在Pb单一胁迫下，四个品种柳树幼苗的胞间CO2浓度均减少。在低浓度Pb(Cd15+Pb250、Cd30+Pb250)复合胁迫下，四个品种柳树的净光合速率和气孔导度均显著提高；在高浓度Pb(Cd15+Pb500、Cd30+Pb500)复合胁迫下，四个品种柳树的胞间CO2浓度和气孔导度皆减小。 3、在Cd、Pb单一胁迫下，Cd主要积累在叶片中，Pb主要积累在根中；黄皮柳1号对Cd的吸收率显著高于其他三个品种；四个品种对Cd的转移系数显著高于Pb。在复合胁迫下，四种柳树幼苗对Cd和Pb的吸收会互相影响；提高Pb浓度会减少Cd在地上部的积累。此外，除黄皮柳1号外，提高Cd浓度会增加Pb在地上部的积累，同时也减少了四种柳树对Pb在地下部的积累。 4、随着Cd和Pb胁迫浓度的提高，超氧化物歧化酶活性呈现出上升趋势，而过氧化氢酶和过氧化物酶活性均呈现出下降趋势，说明超氧化物歧化酶在去除活性氧的过程中担任着至关重要的角色。叶和根中丙二醛含量明显上升，证实了活性氧水平升高；并且不同重金属浓度对四种柳树组织细胞渗透压的影响不一，体现在了游离脯氨酸的含量上升；同时，四种柳树叶片中可溶性蛋白含量呈现出下降趋势，而在根中呈现出上升趋势。 5、湿地柳1号显示出对Cd最好的耐受能力；盐抗柳1号在最高浓度(Cd30+Pb500)复合胁迫下可以在地上部积累最多的Pb；黄皮柳1号对两种重金属的耐受能力最低，但黄皮柳1号相比于其他三种柳树幼苗对Cd有更好的吸收和转移能力，以及对Pb在地下部的固定和隔离功能。此外，在相同的初始状况以及生长条件下，黄皮柳1号可以积累更多的生物量。
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