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铅(Lead，Pb)和镉(Cadmium，Cd)是引起土壤重金属污染的两种常见元素，生物毒性大，微量即会对植物产生毒害效应，且雨水淋溶会使土壤表层的铅、镉污染地下水.存留在植物体内可食用部分及淋溶至地下水的铅、镉通过食物链富集在人体内，危害人类健康[1-2].国家环保部的数据显示，2009年至2015年间，我国已有30多起特大重金属污染事件，导致4035人血铅超标，182人镉超标，共引发32起群体性事件[3].
现阶段各国主要采取物理修复、化学修复与生物修复3种方式治理重金属污染土壤，植物修复是生物修复的主要类型之一，修复成本低、对环境干扰小.超积累植物是最常见的植物修复材料，虽具有超强的重金属富集能力，但生物量小，根际深度与范围小且具有进入食物链的风险，实际应用中超积累植物很难解决大面积土壤重金属污染的问题[4].
木本植物的富集作用虽不及超积累植物，但生物量大，根系发达，生长周期长.若将木本植物用于植物修复领域，有利于实现污染土壤资源化，能够产生大量木材及生物再生能源且产品不易进入食物链[5]，筛选出一些对重金属污染土壤有修复潜力的木本植物有利于推动植物修复技术的发展与应用.
黄葛树(Ficus virens Aiton)属桑科榕属大乔木，生长速度快，易繁殖，根系发达，地上部与根系生物量大，是一种抗性强的经济木本植物.本实验以黄葛树为研究对象，通过株高净生长量、可溶性糖含量、抗氧化酶等生长生理指标分析黄葛树对铅、镉污染土壤的耐受性，为黄葛树对土壤铅、镉污染的修复潜力研究提供基础.
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实验材料为黄葛树一年生实生苗，种子采集于西南大学，于2016年4月开始在西南大学三号温室进行幼苗培育.供试土壤采集于西南大学园艺园林学院试验田，土壤理化性质及铅、镉含量见表 1.
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2017年3月选取株高15 cm、地径6 mm左右，生长状况近似的幼苗在西南大学园艺园林学院试验田进行盆栽实验.盆栽容器为口径26 cm、深18 cm的圆形花盆，每盆装8 kg供试土壤，盆内移栽3株黄葛树幼苗，盆下垫托盘.移栽后进行常规培养，待幼苗恢复生长后以添加CdCl2 ·2.5H20，Pb(CHCOO2)2·3 H2O溶液的形式对供试材料进行重金属浇灌处理.土壤外源铅的质量比为：0，250，500，700，900 mg/kg，外源镉的质量比为：0，5，10，20，30 mg/kg，每种处理设3组重复，以不添加重金属实验组为对照.处理后的苗木每次用等量的水浇灌进行养护，并及时将渗到托盘的溶液倒回盆中.
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实验处理当天及处理30 d后测定黄葛树幼苗株高与地径，计算幼苗株高、地径净生长量.处理30 d后采集处理组幼苗从上到下第3片或第4片完全展开叶进行生理指标测定，用氮蓝四唑(NBT)法测定超氧化物歧化酶(SOD)活性，硫代巴比妥酸法测定丙二醛(MDA)浓度，丙酮-乙醇提取法测定叶绿素质量比，蒽酮比色法测定可溶性糖质量分数[6].
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本实验采用Microsoft Excel 2010和SPSS 22.0进行数据分析，采用Origin软件进行图表制作.
1.1. 实验材料
1.2. 实验设计
1.3. 实验方法
1.4. 数据分析
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由表 2可知，铅胁迫质量比为500 mg/kg时，黄葛树株高、地径净生长量开始显著降低，900 mg/kg时降至最低，较对照减少了64.7%，58.4%，差异具有统计学意义(p < 0.05).镉胁迫下，黄葛树株高净生长量与地径净生长量较对照显著降低的临界质量比分别为10，20，30 mg/kg，分别较对照下降了55.9%，69.9%，差异具有统计学意义.
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由图 1可知，低质量比铅、镉污染下，幼苗叶片叶绿素质量比显著高于对照，铅、镉质量比大于700，20 mg/kg时，叶绿素质量比开始显著降低，至900，30 mg/kg时降至最低，较对照分别减少22.1%，12.9%.铅污染质量比为900 mg/kg时，叶绿素a/b值较对照显著降低，其余处理对a/b值无显著影响，镉污染质量比为10 mg/kg时，叶绿素a/b值减小，30 mg/kg时降至最低.
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由图 2可知，黄葛树幼苗在铅胁迫下，可溶性糖的质量分数随胁迫浓度的增加而增加，除250 mg/kg以外的处理组植株可溶性糖质量分数均显著大于对照，900 mg/kg时达到最大值，较对照增加了33.2%.镉胁迫下，黄葛树叶片可溶性糖质量分数以20 mg/kg为转折，呈先增加后减小的趋势，20 mg/kg时达到最大值，较对照增加了34.9%，差异具有统计学意义(p < 0.05).
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由图 3可知，铅胁迫下，黄葛树叶片MDA浓度随铅胁迫浓度的增加而增大，900mg/kg时达到最大值，为对照的2.13倍.镉胁迫下，叶片MDA浓度随镉污染质量比的增加呈先增加后减小的趋势，在20 mg/kg时达到最大值，为对照的1.56倍.
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由图 4可知，中低质量比的铅胁迫对黄葛树SOD活性无显著影响，高质量比的铅胁迫下SOD活性随铅胁迫质量比增加而缓慢增加，说明在低质量比铅污染下，黄葛树叶片活性氧的清除系统能够保持一个相对稳定的状态.镉胁迫下，以10 mg/kg为转折，SOD活性随镉污染质量比的增加呈先增加后减小的趋势，变化幅度不明显.
2.1. 土壤铅、镉胁迫对黄葛树幼苗株高、地径净生长量的影响
2.2. 土壤铅、镉胁迫对黄葛树幼苗叶绿素的影响
2.3. 土壤铅、镉胁迫对黄葛树幼苗可溶性糖质量分数的影响
2.4. 土壤铅、镉胁迫对黄葛树叶片丙二醛(MDA)浓度的影响
2.5. 土壤铅、镉胁迫对黄葛树叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响
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重金属浓度超过了植物耐受范围时，会对植物形态结构、生理代谢、遗传等方面产生毒害作用，严重影响植物的生长发育.本实验设置浓度范围内，对黄葛树株高、地径生长产生显著抑制作用的铅胁迫临界质量比为500 mg/kg；镉处理中，株高净生长量的反映比地径净生长量更加敏感，出现差异显著性的质量比更低；高质量比铅、镉胁迫会严重抑制黄葛树地上部的伸长生长与径向生长.
叶绿素a、b是植物进行光合作用的主要色素，质量分数高低反映光合作用水平的强弱，比值是衡量叶片衰老的重要指标[7].本研究中，铅镉质量比小于700，20 mg/kg时，实验组叶绿素质量分数显著高于对照，大于700，20 mg/kg时叶片叶绿素质量比开始下降，也许是因为叶绿素合成的相关酶类被抑制或者重金属引起的植物氧化伤害损害了叶绿体结构与功能，导致叶绿素质量比降低[8].相同污染镉胁迫下，叶绿素质量比高于对照，叶绿素a/b值低于对照，说明叶绿素a/b值对镉污染的反映更敏感.
重金属胁迫会扰乱植株内原有的离子平衡系统，阻碍正常代谢进行，植物通过改变体内的脯氨酸、可溶性糖可溶蛋白等渗透调节物质的质量分数提高细胞质浓度，维持液泡和细胞质水势平衡而维持正常细胞代谢环境[9-10].本实验中，250 mg/kg铅处理与5，10 mg/kg镉处理对黄葛树可溶性糖质量分数无显著影响.黄葛树叶片可溶性糖质量分数随铅处理浓度的增加缓慢增加，这说明一定范围内重金属胁迫会导致植物体内水分亏缺使叶片淀粉水解加强，光合产物输出减慢，从而引起糖类累积[11].当镉处理质量比为30 mg/kg时，可溶性糖质量分数降低，也许是因为高浓度镉胁迫导致植物体水分亏缺，叶绿体类囊体结构被破坏、光合速率等受到抑制效应的影响加剧，光合作用减弱，光合产物减少，叶片内可溶性糖的积累趋于减慢和停止[12].
重金属破坏植物体内活性氧平衡后，过量的活性氧使植物细胞发生脂膜过氧化反映，使细胞膜受到伤害，细胞膜稳定性下降，MDA浓度能够反映膜脂过氧化程度，间接显示重金属胁迫下膜系统的受损程度以及植物的抗逆性[13-14].本实验中，实验组MDA值均大于对照组，说明实验设置的铅镉污染会对黄葛树叶片膜系统造成过氧化损害.高质量比的(30 mg/kg)镉污染导致叶片MDA值在达到最大值后下降，可能是因为随着重金属胁迫浓度增加，植物清除活性氧自由基的能力和修复氧伤害的能力被诱导后加强，表现出MDA浓度反而下降[15].
重金属胁迫可以使植物产生过多的活性氧自由基，当氧自由基生成量超出植物体内清除酶清除能力时，就会使植物生长发育受到影响，严重时会导致植物死亡[16].本研究中，幼苗叶片SOD活性随铅胁迫质量比的增加而增加，这说明黄葛树通过增强SOD活性清除铅胁迫产生的过量活性氧以维持植物体内氧自由基的产生、清除平衡. SOD活性随镉胁迫质量比增加而先升后降，可能是因为在一定浓度镉胁迫下黄葛树体内活性氧清除系统保持平衡状态，当镉胁迫持续加强或高浓度下，重金属诱导的活性氧自由基积累量远远大于的歧化能力极限时，就会破坏细胞多种生理功能从而抑制活性，呈现出SOD活性缓慢或急剧降低.
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1) 土壤铅、镉污染对黄葛树的影响具有“低促高抑”的特点，幼苗在250 mg/kg铅胁迫以及5 mg/kg镉胁迫下能保持正常生长状态，500 mg/kg以上的铅胁迫以及10 mg/kg以上镉胁迫会对黄葛树幼苗光合系统、抗氧化系统等生理生化反映造成伤害，抑制黄葛树幼苗的正常生长.
2) 根据《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)[17]，为保障农业生产，保障农林业生产和植物正常生长的土壤铅临界质量比为350 mg/kg、维护人体健康的土壤镉临界质量比为1 mg/kg，本实验结果显示铅、镉胁迫对黄葛树生长产生抑制作用的临界质量比为500，10 mg/kg，分别是临界质量比的1.43，10倍，由此说明，黄葛树对镉污染的耐受性强于铅.
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