植物修复技术(Phytoremediation)是近年来国内外环境治理的热点和前沿领域,它是利用某些耐性或超积累植物从土壤中超量吸收转移重金属的技术,达到减少土壤中重金属含量的目的。本实验室人员在四川省凉山州甘洛县赤普沟铅锌矿区的优势植物采样和分析中发现:西南山梗菜(Lobelia sequinii Levl.et Vant)在此矿区分布广,生物量大,体内Pb含量较高,对Pb污染表现出极强的耐性。因此,选取该植物作为本试验土壤盆栽试验的材料,研究该植物对Pb的耐性可为植物修复技术提供依据,具有重要意义。试验主要内容包括:Pb胁迫下西南山梗菜的生长发育特征、逆境生理生化特征、各部位Pb吸收含量、盆栽后土壤中Pb的赋存形态,Pb处理浓度与各特征之间的相关性研究,得出主要研究结果如下:(1)西南山梗菜生物量、株高、根长、根重随外源Pb浓度的增加表现出相似的变化规律,均先减少,在Pb浓度为1000 mg/kg时增加,然后又随Pb浓度增加而减少。随Pb处理浓度的增大,植物的开花期逐渐提前。(2)西南山梗菜地上各部位Pb吸收含量和地下部Pb吸收含量均随Pb处理浓度的升高而增大。在Pb处理浓度为4000mg/kg时,植物各部位中Pb吸收含量最大:根中Pb浓度为5401.56mg/kg;茎中Pb浓度为243.65mg/kg;叶中Pb浓度为837.68mg/kg;种子中Pb浓度为79.82mg/kg;地上部Pb浓度为338.65mg/kg。植物对Pb的吸收率(植物吸收重金属的含量与土壤中重金属含量比值的百分率)最大部位为根部,总体来说,植物地上部位对Pb的吸收率较低。各部位的吸收率与处理浓度之间无一致规律。当Pb处理浓度在300 mg/kg到2000 mg/kg之间时,吸收率为根＞茎＞叶＞种子;随着Pb处理浓度的增大,当Pb施加量为3000 mg/kg、4000mg/kg时,各部位吸收率为根＞叶＞茎＞种子。西南山梗菜对Pb的转移系数较低均小于1,说明植物吸收的Pb大部分积累在根部,往地上部转移的能力较弱。当Pb处理浓度为1000mg/kg时植物对Pb的地上部迁移总量达最高为2.378mg/株。植物的整株(根+地上部)累积量较高,在Pb处理浓度为4000mg/kg时最大达9.956mg/株。西南山梗菜不具备Pb超富集植物特征,但是,借助西南山梗菜较大的生物量可从土壤中吸收大量的Pb,并对Pb表现出极强的耐性,可以考虑将其作为Pb污染土壤植物修复的材料。(3)Pb胁迫影响了西南山梗菜的逆境生理。外源Pb施加导致植物抗氧化酶系统活性大于对照。POD、SOD和CAT活性总体上随Pb处理浓度的增加,先升高后降低。随Pb处理浓度的增加,植物体内脂质过氧化程度加强,MDA开始累积,含量不断增大。Pb处理植株的叶绿素含量均高于对照,不同浓度Pb处理下,西南山梗菜叶片内的叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素总含量的变化趋势一致,低浓度Pb处理下叶绿素含量先增加后减小;高浓度Pb处理下,其体内的叶绿素含量不断增加。(4)盆栽后,西南山梗菜对Pb的吸收改变了土壤中Pb形态分布,不同浓度Pb处理土壤中各形态Pb含量不同。土壤中总Pb、各形态的Pb含量与西南山梗菜根部、茎、叶对Pb的吸收含量呈极显著的正相关。