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重金属污染环境植物修复研究是近几年国内外环境治理的热点和前沿领域,它利用某些耐性或超积累植物能从土壤中超量吸收转移一种或几种重金属的特性,通过向土壤中施加螯合剂(如EDTA、EDDS、柠檬酸等)能够活化土壤中的重金属,提高重金属的生物有效性,促进植物吸收,从而达到减少土壤中重金属含量之目的。本试验将以黑土土壤为研究对象,通过螯合诱导植物吸收的方法,针对黑土土壤的三种主要污染金属Cu、Pb、Cr进行修复实验,选择合适的螯合剂和浓度,为黑土土壤的原位或异位修复提供依据。课题结合水培和土培等一系列培养方法,研究了Cu、Pb、Cr对小麦、油菜种子萌发和生长影响,螯合剂对小麦种子萌发和生理活性的影响,并在此基础上对螯合剂诱导下玉米吸收土壤中Cu、Pb污染的情况开展了实验研究。主要研究结果如下:(1)小麦、油菜在不同生长阶段对重金属的耐性大小相似,在萌发阶段和幼苗生长阶段,都对铅有较高的耐性生,而对铜、铬耐性较差;油菜在铜、铬在低浓度(20mg·L-1)时胁迫下生长时,已完全抑制幼苗生长,根长仅为对照的22%、37%。3种重金属对小麦幼苗生长的总体影响顺序是:铜>铬>铅;对油菜幼苗生长影响的总体影响顺序是:铬>铜>铅。两种植物均显示出对铅有较高的耐性。(2)螯合剂复合胁迫能促进种子呼吸作用表明螯合剂间有明显的拮抗作用,当两种螯合剂复合胁迫时,与对照相比,低浓度下叶绿素含量明显增高,且叶绿素含量的平均值大于螯合剂单一胁迫下的平均含量。说明螯合剂复合胁迫对叶绿素合成的抑制作用低于单一胁迫下的抑制作用。添加EDTA和柠檬酸两种螯合剂对土壤过氧化氢酶活性产生了抑制作用,随着螯合剂浓度的增大,土壤过氧化氢酶活性的抑制率也增大,柠檬酸对土壤过氧化氢酶活性抑制作用小于EDTA。(3)EDTA活化Cu的能力与EDDS相当,EDTA活化Pb的能力强于EDDS,而柠檬酸的活化作用最弱。从环境安全方面考虑,EDDS是目前推荐的能够大量使用的螯合剂,它能够在5~8d的周期内在各种环境介质中完全降解。