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湖南铅锌矿产资源丰富,为全国5大铅锌生产基地之一。铅锌矿的粗放开发导致选湖南土壤重金属污染面积占湖南省国土面积的13%,其治理和修复已刻不容缓。在植物修复重金属污染土壤的过程中,木本植物由于生物量大、具有富集多种重金属能力而受到广泛关注。为此,本研究选取2年生苦棟(Melia azedarach L.)幼苗作为研究对象,设置3种铅锌矿渣与土壤质量比梯度(对照CK:100%土壤;A:10%矿渣+90%土壤;B:25%矿渣+75%土壤;C:50%矿渣+50%土壤),种植1年后,研究苦楝表征生长指标、叶绿素荧光参数对重金属胁迫的响应,分析苦棟对重金属的富集转运能力,以探究苦楝在铅锌矿渣污染下适应潜力,以期为苦楝修复重金属污染土壤潜力提供科学依据。主要研究结果如下:(1)在铅锌矿渣污染土壤中,Pb、Zn、Cu、Cd是4种主要重金属。各处理组未栽种苦楝土壤中Pb、Zn、Cu、Cd的主要形态分别为可还原态、酸可提取态、残渣态、残渣态,栽种苦楝土壤中Pb、Zn、Cu、Cd的主要形态分别为:可还原态、可氧化态、可氧化态、残渣态。各处理组土壤中Pb和Cd的活性系数表现为栽种苦楝>未栽种苦楝,Zn与Cu呈相反趋势,表明Zn与Cd转化为更加稳定的形态,而Pb和Cd则更加活跃。(2)随着土壤中铅锌矿废渣质量比的增加,苦楝的株高、相对生长率和SPAD值均表现为CK>A>B>C,且差异性显著(p<0.05),表明铅锌矿废渣对苦楝的生长发育产生抑制作用,且其所占质量比越大,抑制作用越明显。然而各处理组中苦楝试验结束时的株高显著大于试验起始时的株高,说明苦棟在铅锌矿废渣污染土壤中仍然能够生长。(3)随着土壤中铅锌矿渣质量比的增加,最大荧光产量(Fm)、最大PSⅡ的光能转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ的潜在活性(Fv/F0)均呈下降趋势,可以看出苦棟叶片活力指数降低,导致原初光能转化效率降低。各处理组苦楝叶绿素荧光参数的光响应结果表明,苦楝叶片PSⅡ实际光量子效率(Y(Ⅱ))和光化学淬灭系数(qP)随着光强的增加呈下降趋势且总体上表现出CK>A>B>C,而PSⅡ调节性能量耗散的量子产额(Y(NPQ))、非光化学淬灭参数(qN)和表观电子传递速率(ETR)则随着光强的增加呈上升趋势,其中Y(NPQ)与qN表现为:C>B>A>CK,ETR表现为CK>A>B>C,且在第30天,A、B处理组ETR上升速率减缓时的光强分别为613、863μmol·m-2·s-1而C处理组则为1297μmol·m-2·s-1且趋近饱和,表明随着土壤中铅锌矿废渣质量比增加苦楝电子传递受阻程度增大,而用于光化学反应途径的能量份额降低,苦楝只能通过增加非光化学淬灭途径耗散掉过剩光能从而避免光系统的伤害。在第30天光强为1802μmol·m-2·s-1时A、B、C处理组苦棟Y(NPQ)显著大于CK,A、B组Y(Ⅱ)及非调节性能量耗散量子产额Y(NO)与CK相比无显著差异,而C处理组Y(Ⅱ)和Y(NO)显著低于CK,且显著小于第30天光强为395μmol·m-2·s-1时的Y(Ⅱ)和Y(NO),表明A、B处理组中苦楝能通过自身的调节机制耗散掉过剩光能,从而进行自我保护,而C处理组苦楝出现严重的光抑制现象,其吸收光能的主要以热耗散的形式释放。(4)不同梯度铅锌矿废渣污染的土壤中苦楝各部位对Pb、Zn、Cu和Cd累积量均表现为:C>B>A>CK,且差异性显著。根是苦棟累积Pb、Cu的主要部位,叶片次之,茎中最少。苦棟对Pb、Zn、Cu和Cd的转运系数表现为Cd>Zn>Cu>Pb,地上部分及根系对4种重金属的富集能力均表现为Cd>Cu>Zn>Pb。(5)苦楝体内Pb、Zn、Cu和Cd的含量与苦楝的生长指标(株高生长量、地径生长量、相对生长率、SPAD值)及叶绿素荧光参数(Fm、Fv/Fm、Fv/F0))均呈极显著负相关(p<0.01),说明苦楝的生长受到抑制是其体内Pb、Zn、Cu和Cd作用的结果,这种抑制作用能通过叶绿素荧光参数的变化来反映。综上所述,铅锌矿废渣对苦棟的生长有抑制作用。在铅锌矿废渣质量比为10%和25%的污染土壤中苦楝能够通过光合调节机制,避免光系统受到伤害,保障苦楝的生长。因此苦楝可作为铅锌矿废渣污染土壤修复的潜力木本植物。