土壤重金属(尤其是镉)污染已成为我国农业可持续发展的重要限制因子,植物修复被认为是污染土壤修复的有效方法之一,其基础是发现和应用原生的超积累植物；根系分泌物能改变土壤中重金属的生物有效性,与超积累植物吸收重金属密切相关。本研究通过野外调查和溶液培养试验,分析了古银矿区土壤和植物的重金属含量,研究了东南景天古银矿生态型对Cd的积累特性,鉴别和分析了根系分泌物中有机酸的种类与含量。主要研究结果如下：1.野外调查结果表明,古银矿区东南景天、野芝麻、甘薯和垂盆草等4种植物地上部的Cu含量依次为12.92、10.9、9.66、6.79 mg/kg；Zn含量依次为1483.46、78.88、61.63、505.66 mg/kg；Cd含量依次为677.79、26.64、2.92、32.43 mg/kg；Pb含量依次为376.12、8.41、2.25、26.62 mg/kg。与植物(东南景天、野芝麻1、野芝麻2、甘薯、垂盆草)采集地相对应的5个土壤样品的全Cu量依次为150.52、30.60、26.95、34.08、25.92 mg/kg；全Zn量依次为550.49、125.72、133.21、210.39、459.89 mg/kg；全Cd量依次为51.75、1.53、0.76、2.01、0.54 mg/kg；全Pb量依次为710.71、346.50、72.13、123.86、95.64 mg/kg。古银矿区东南景天地上部的镉含量高达677.79 mg/kg,对镉的富集系数达到13.10,具有富集镉的潜力。2.溶液培养试验结果表明,400μmol/L Cd处理时植株出现新叶黄化和根系变褐色的中毒症状,其他处理的植株生长正常；不同处理对东南景天古银矿生态型地上部和根系的干重没有显著的影响,说明其对镉胁迫具有较强的耐性。镉处理(100、200、400μmol/L Cd)的地上部Cd含量均大于100 mg/kg,且地上部Cd含量/根系Cd含量之比及地上部Cd积累量/根系Cd积累量之比大于1,可以认为东南景天古银矿生态型是镉超积累植物。3.离子色谱法分析结果表明,东南景天古银矿生态型在镉胁迫下东南景天古银矿生态型能分泌乳酸、乙酸、柠檬酸、酒石酸和草酸,其中检测出的乳酸未见报道。酒石酸和柠檬酸的分泌量最大,其次是乳酸和乙酸,草酸和苹果酸只有痕量或未能检出。营养液条件下,不同处理(0、100、200、400μmol/L Cd处理)乙酸的分泌量依次为190.4、60.9、111.8、253.0μg/g(鲜重)·d,酒石酸的分泌量依次为510.7、417.3、296.6、486.6μg/g(鲜重)·d,草酸的分泌量依次为13.6、7.0、未检出、8.3μg/g(鲜重)·d,乳酸的分泌量依次为1.62、2.67、57.15、37.61μg/g(鲜重)·d,柠檬酸的分泌量依次为219.36、369.65、688.97、693.54μg/g(鲜重)·d,镉处理(100μmol/L Cd处理除外)能显著(P< 0.01)增加乳酸和柠檬酸的分泌量。氯化钙收集液中乳酸、苹果酸、柠檬酸的分离测定结果表明,不同处理(0、100、200、400μaol/L Cd处理)乳酸的分泌量依次为1.08、10.66、25.24、36.35μg/g(鲜重)·d；柠檬酸的分泌量依次为70.55、79.28、209.83、130.47μg/g(鲜重)·d。统计分析结果表明,营养液条件下200μmol/L和400μmol/L Cd处理乳酸和柠檬酸的分泌量显著大于完全营养液处理(0μmol/L Cd),镉处理在总体上能促进根系分泌乳酸和柠檬酸。4.可溶性糖分泌量测定结果表明,营养液条件下,3个镉处理(100、200、400μmol/L Cd)的可溶性糖分泌量显著(P<0.01)大于完全营养液处理(0μmol/L Cd);在氯化钙收集液中,200μmol/L和400μmol/L Cd处理的可溶性糖分泌量显著(P<0.05)小于完全营养液处理(0μmol/L Cd).不同介质对根系分泌可溶性糖的影响有待进一步研究。
