景天科植物常为肉质草本,抗污染能力较强,易种植,无性繁殖能力也极强。早期研究发现,伴矿景天和东南景天是Cd的超积累植物,为了寻找更多的土壤重金属污染修复植物,有必要明确有没有其他种类的景天科植物也对Cd有着超积累能力(Brooks和Lee,1977)。
经研究表明,在高浓度重金属Cd的环境中,矿山生态型东南景天对Cd有较强的耐性、吸收和积累能力,并且具有极强的Cd运输能力,符合超积累植物的基本特征,被证实为Cd的超积累植物。(龙新宪,王艳红和刘宏彦,2008)
大量的研究表明,植物不同类型、品种、基因型对Cd胁迫的抗性有显著的差异。伴矿东南景天可忍耐土壤中高达400mg•kg-1的Cd 。而其他实验植物植株表现出了明显的中毒症状,部分植株死亡(蒋成爱和吴启堂,2009)。
当土壤外源添加重金属Cd后,Cd会和各种土壤组分(尤其是黏土矿物和有机质)相结合,以不同形态赋存于土壤中。土壤中重金属Cd的生物有效性不仅与其总量有关,更主要取决于在土壤中的存在形态,不同形态重金属Cd的生物有效性差异很大,其中水溶态是植物吸收的直接来源,有效性最高,交换态所占比例大,活性也较高,对植物的吸收起决定作用(Nicoletta和Flavia,2011)。
基于此,本课题对于景天科其他多种植物进行了不同浓度重金属处理,通过对其生长状态的观察以及植物内重金属含量的研究,探究景天科植物中是否有其他植物也具有高Cd耐性和积累能力,以便找出对环境适应性更强的重金属Cd的超富集植物。
1.    材料与方法
1.1    植物实验材料:
本次实验共用了11种不同景天科植物

东南景天(Sedum alfredii Hance),别名石板菜、变叶景天,为景天科景天属的植物。多年生草本。茎斜上,单生或上部有分枝,高10-20厘米。叶互生,下部叶常脱落,上部叶常聚生,线状楔形、匙形至匙状倒卵形,长1.2-3厘米,宽2-6毫米,先端钝,有时有微缺,基部狭楔形,有距,全缘。
伴矿东南景天(Sedum plumbizincicola X.H. Guoet S.B.Zhou sp.nov),景天科景天属。中国景天科植物的新物种,喜生于富含Pb、Zn矿地区。多年生肉质草本;根状茎长,横走:根须状。不育枝直立,密集丛生,多分枝;花茎常1~3支从不育枝丛中生出,常略高于不育枝,高可达35 cm以上,粗达0.8 cm。叶互生,茎下部叶常早落,项部叶密集,卵状或倒卵状长圆形,长l~5 cm,宽0.5~1.5 cm,先端钝尖,基部楔形,渐狭成长假柄,背面基部有不明显的短矩。经研究,该植株具有重金属Cd的超富集能力。
宽叶落地生根(Kalanchoe pinnata),也叫不死鸟,落地生根是多年生草本植物,高40-150厘米;茎有分枝。羽状复叶,长10-30厘米,小叶长圆形至椭圆形,长6-8厘米,宽3-5厘米,先端钝,边缘有圆齿,圆齿底部容易生芽,芽长大后落地即成一新植物;小叶柄长2-4厘米
吉娃莲(Echeveria chihuahuaensis),景天科拟石莲花属,别名:吉娃娃,原产于墨西哥奇瓦瓦州,生长在空气流通较好、日照充分的山坡上。吉娃莲,植株小型,无茎的莲座叶盘非常紧凑。卵形叶较厚,带小尖,蓝绿色被浓厚的白粉,叶缘为美丽的深粉红色。花序先端弯曲,钟状,红色。栽培不太困难,夏天不能浇过多的水。叶尖的红色特别美丽,是一种观赏性很强的多肉植物。
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