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随着工业与农业快速发展，土壤镉污染日益严重，严重危害生态环境和人类健康，土壤镉污染修复刻不容缓。杞柳(Salix Integra)为柳属植物，是兼具经济与生态效益的速生树种，对镉胁迫具有一定的耐受性，具有修复镉污染土壤的潜力。为明确杞柳对镉胁迫的适应机制与富集特性，进而构建杞柳修复镉污染土壤的技术，本论文使用杞柳幼苗为试验材料，采用水培试验，研究了不同浓度(0、10、20、30、40mg·L-1)镉胁迫对杞柳生长、根系构型、Cd2+吸收分配的影响，及根系和叶片的生理响应机制，探明Cd2+对杞柳的半抑制浓度;采用水培与盆栽试验，在半抑制浓度下研究外源施用亚精胺(0、0.1、0.2、0.4、0.8、1.6mmol·L-1)增强杞柳耐镉性的作用;采用盆栽试验，研究添加钝化剂活性炭(0.5、1.0、2.0g·kg-1))对杞柳镉胁迫的缓解效果;探讨亚精胺(0.4、0.8mmol·L-1)与活性炭(0.5、1.0g·kg-1)协同缓解杞柳镉胁迫的效应，最终构建基于亚精胺与活性炭协同施用的杞柳修复镉污染土壤技术。具体研究结果如下:
(1)杞柳对镉胁迫具有较强耐受性，其半抑制浓度为24.76mg·L-1;杞柳各器官镉含量表现为叶片＞根系＞表皮＞木质部;转运系数随镉胁迫浓度升高而增加（在1.11～1.26间），但富集系数随胁迫浓度增加而逐渐下降，在14.33～28.63之间。10mg·L-1镉胁迫诱导杞柳根系分形维数与生物量上升，根系体积与地上部生物量降低;在20、30、40mg·L-1镉胁迫下杞柳根系生长，根系体积、平均直径与生物量等均显著下降。镉胁迫诱导杞柳根系与叶片中的产生超氧阴离子活力单位与过氧化氢酶(CAT)活性上升，谷胱甘肽(GSH)含量与谷胱甘肽还原酶(GR)活性降低。
(2)土壤中添加活性炭可有效缓解杞柳镉胁迫。添加活性炭30d、60d、90d后生物量分别上升46.00％～65.08％、9.38％～37.18％、15.50％～25.60％;杞柳根系生长构型指标显著上升，产生超氧阴离子活力单位与H2O2含量降低、GSH和SOD活性含量升高。杞柳各器官中镉含量降低，90d时杞柳镉含量下降48.75％～58.39％，活性炭添加量为0.5g·kg-1的去除率为1.73％。
(3)外源喷施亚精胺可以有效缓解镉对杞柳生长的抑制作用，在水培试验中，添加亚精胺使杞柳相对生长率增加44.97％～102.76％。施用0.4mmol·L-1亚精胺处理根系节点数、连接数、分叉数的增长幅度均为最高，分别增加50.33％、25.20％、25.42％，其总蛋白上升43.43％，GR活性、产生超氧阴离子活力单位与过氧化氢(H2O2)含量分别下降73.90％、46.35％、67.39％。在盆栽试验中，施用0.8mmol·L-1亚精胺处理增加生物量55.27％，根系长度、表面积、体积均为最高，产生超氧阴离子活力单位与H2O2含量降低、超氧化物歧化酶(SOD)活力与GSH含量提升。
(4)亚精胺和活性炭的协同处理有效促进杞柳的生长发育，其生物量分别增加66.60％～92.95％(30d)、47.85％～71.34％(60d)、39.65％～65.66％(90d)，根系长度、平均直径、分形维数分别上升67.33％～86.06％、77.45％～106.56％、14.09％～17.61％(30d)，139.49％～189.32％、33.79％～44.13％、17.08％～26.61％(60d),44.01％～63.37％、32.46％～48.54％、15.46％～17.84％(90d)。施用0.8mmol·L-1亚精胺与0.5g·kg-1活性炭的协同处理显著降低产生超氧阴离子活力单位，下降幅度为39.46％～45.30％，显著增加GSH含量，上升幅度为116.17％～120.68％，对镉污染的去除率也为最高，在90d时达到4.10％。
(1)杞柳对镉胁迫具有较强耐受性，其半抑制浓度为24.76mg·L-1;杞柳各器官镉含量表现为叶片＞根系＞表皮＞木质部;转运系数随镉胁迫浓度升高而增加（在1.11～1.26间），但富集系数随胁迫浓度增加而逐渐下降，在14.33～28.63之间。10mg·L-1镉胁迫诱导杞柳根系分形维数与生物量上升，根系体积与地上部生物量降低;在20、30、40mg·L-1镉胁迫下杞柳根系生长，根系体积、平均直径与生物量等均显著下降。镉胁迫诱导杞柳根系与叶片中的产生超氧阴离子活力单位与过氧化氢酶(CAT)活性上升，谷胱甘肽(GSH)含量与谷胱甘肽还原酶(GR)活性降低。
(2)土壤中添加活性炭可有效缓解杞柳镉胁迫。添加活性炭30d、60d、90d后生物量分别上升46.00％～65.08％、9.38％～37.18％、15.50％～25.60％;杞柳根系生长构型指标显著上升，产生超氧阴离子活力单位与H2O2含量降低、GSH和SOD活性含量升高。杞柳各器官中镉含量降低，90d时杞柳镉含量下降48.75％～58.39％，活性炭添加量为0.5g·kg-1的去除率为1.73％。
(3)外源喷施亚精胺可以有效缓解镉对杞柳生长的抑制作用，在水培试验中，添加亚精胺使杞柳相对生长率增加44.97％～102.76％。施用0.4mmol·L-1亚精胺处理根系节点数、连接数、分叉数的增长幅度均为最高，分别增加50.33％、25.20％、25.42％，其总蛋白上升43.43％，GR活性、产生超氧阴离子活力单位与过氧化氢(H2O2)含量分别下降73.90％、46.35％、67.39％。在盆栽试验中，施用0.8mmol·L-1亚精胺处理增加生物量55.27％，根系长度、表面积、体积均为最高，产生超氧阴离子活力单位与H2O2含量降低、超氧化物歧化酶(SOD)活力与GSH含量提升。
(4)亚精胺和活性炭的协同处理有效促进杞柳的生长发育，其生物量分别增加66.60％～92.95％(30d)、47.85％～71.34％(60d)、39.65％～65.66％(90d)，根系长度、平均直径、分形维数分别上升67.33％～86.06％、77.45％～106.56％、14.09％～17.61％(30d)，139.49％～189.32％、33.79％～44.13％、17.08％～26.61％(60d),44.01％～63.37％、32.46％～48.54％、15.46％～17.84％(90d)。施用0.8mmol·L-1亚精胺与0.5g·kg-1活性炭的协同处理显著降低产生超氧阴离子活力单位，下降幅度为39.46％～45.30％，显著增加GSH含量，上升幅度为116.17％～120.68％，对镉污染的去除率也为最高，在90d时达到4.10％。