超积累观赏植物筛选及生态修复强化技术研究

近年来，我国土壤的重金属污染形势日益严峻，大量的重金属污染土壤亟待修复。而重金属污染土壤的植物修复技术已受到人们的普遍重视，将观赏植物应用于污染土壤修复方面的研究刚刚兴起，就已展现出巨大的发展潜力。本研究针对土壤重金属镉（Cd）、砷（As）严重污染的局面，以及目前发现的超积累观赏植物种类极少和修复能力有限的现状，通过模拟实验筛选方法，以观赏植物作为研究对象，力图从中筛选出Cd/As超积累植物；同时将施肥强化措施和络合强化技术联合使用，以提高观赏植物修复Cd污染土壤的效率，降低修复成本和可能造成的环境风险。 通过盆栽实验初步分析了18种观赏植物对Cd、As的耐性和积累特征，根据超积累植物应具备的4个基本特征，从中挑选出孔雀草、缨绒花、雏菊3种具备Cd超积累特征的潜力植物，并发现所有参试植物均不具备As超积累特征。 通过盆栽梯度实验、污染小区实验以及水培梯度实验进一步研究了3种潜力植物在不同生长环境中对Cd的耐性和积累特征。结果表明，孔雀草和缨绒花是Cd超积累植物，在一定Cd污染范围内，两种植物地上部Cd含量均达到了Cd超积累植物的临界含量标准，地上部Cd含量高于根部和土壤中Cd含量，且对Cd污染的耐性较强，完全符合Cd超积累植物的基本特征。而雏菊不是Cd超积累植物，只是一种具备部分超积累特征的Cd富集植物。 生态修复强化实验表明，铵态氮肥(NH4)2SO4和螯合剂EGTA的联合强化处理，不仅可以有效缓解螯合剂对植物的毒害，显著提高植物地上部生物量，还可以增强螯合剂促进植物吸收累积Cd的作用，最终大幅提高了孔雀草修复Cd污染土壤的效率，使其明显高于相同和加倍剂量的螯合剂处理。因此，基于铵态氮肥与螯合剂联合使用的强化修复措施，既提高了修复效率，又减少了螯合剂用量，从而降低了修复成本和环境风险，是一种高效、安全的生态修复强化措施。