硫素对典型超富集植物转运镉过程的影响研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 康凤鑫 |
| 答辩日期 | 2025-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 郭庆军 ; 魏荣菲 |
| 关键词 | 超富集植物 氨基酸 硫素 根际微生物 根际分泌物 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 英文摘要 | 目前，重金属污染问题严峻，植物修复技术因其环境友好和低成本的优势受到广泛关注。然而，由于植物提取技术的局限性，外源添加化学物质以促进植物修复已成为有效手段。硫素可以影响植物对重金属的吸收及转运过程，比如，通过调控根际微生物群落结构和植物根际有机酸分泌影响植物对重金属的吸收。然而，目前对硫素如何调控超富集植物根际环境，以及如何影响超富集植物对Cd的富集转运仍缺乏系统研究。因此，本研究围绕农田土壤中Cd 的修复问题，探讨了硫素对东南景天（Sedumalfredii）和八宝景天（Sedum spectabile）修复重金属污染土壤的影响。选用具有轻度、中度和重度重金属污染特征的农田土壤作为培养基质，通过向土壤中添加硫肥（硫单质S0、硫酸根SO42-）和含硫氨基酸配体（甘氨酸、半胱氨酸），探究硫素对植物根际环境（重金属-有机酸-微生物耦合关系）的作用，以及含硫氨基酸配体对东南景天Cd 吸收转运与解毒过程的调控作用，为重金属污染土壤的植物修复策略优化提供理论依据，为实际应用提供参考和指导，具体研究结论如下： （1）硫肥形态调控土壤pH、根际有机酸含量及微生物群落。施用S0 后，显著降低了重度污染根际土壤的pH，而SO42-处理对土壤pH 的影响不显著。在中低污染土壤中，东南景天和八宝景天可能通过分泌草酸、苹果酸等有机酸来提高重金属的可用性；而在高污染土壤中，东南景天和八宝景天可能通过分泌酒石酸来缓解重金属的毒害。链霉菌属Streptomyces 等微生物与根际苹果酸、柠檬酸的代谢相关，能够促进植物重金属的吸收。根际微生物群落主要受到土壤污染程度及类型影响，变形菌门Proteobacteria、放线菌门Actinobacteria 等菌群在污染环境中对微生物群落的恢复起到重要的作用。微生物群落结构变化表明，微生物在重金属污染土壤的修复过程中发挥重要作用，且其与植物根系分泌的有机酸相互作用，共同促进植物修复过程。 （2）氨基酸配体调控Cd 的吸收与运输。不同污染程度下，施用氨基酸可显著降低根际土壤pH 值，提高Cd 有效性，根际土壤拉曼光谱亦证实氨基酸促进根际重金属的溶出，利于植物吸收，降低了根际土壤Cd 含量，但不同氨基酸对Cd 的转运方式影响存在差异。甘氨酸促进Cd 向上转运，增加叶片Cd 含量，降低根部Cd 积累，而半胱氨酸则增强Cd 在根部的固定，降低叶片Cd 浓度。通过对氨基酸配体的合理选择和优化，可以更有效地利用其在植物修复重金属污染土壤中的应用潜力。 （3）氨基酸配体缓解重金属毒害，提高抗氧化能力。氨基酸配体在不同污染条件下对东南景天抗氧化酶活性及氧化损伤的影响不同。在中度污染土壤中，氨基酸配体提高了叶片CAT 活性，降低H₂O₂含量，并显著促进植物生物量增长；在重度污染土壤中，氨基酸配体提高了SOD、POD 和CAT 的活性，增强植物抗氧化能力，帮助其抵抗Cd 诱导的氧化损伤。研究表明，氨基酸配体的调控作用受Cd 浓度影响，在较低污染水平下能够显著促进植物生长，而在高污染水平下则可能通过增强抗氧化酶活性帮助植物耐受Cd 毒害。 |
| 学科主题 | 环境科学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 91 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/215698]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 康凤鑫. 硫素对典型超富集植物转运镉过程的影响研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2025. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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