, 其超富集植物富集度界限也有所不同。目前采用较多的是Baker 和B rook s 1983[14 ]年提出的参考值, 即把植物叶片或地上(干重) 中Cd 达到100Lg? g, Co, i, Pb 达到1 000Lg? g,M n, Zn 达到10000Lg? g 以上的植物称为超富集植物。同时这些植物还应满足S ? R > 1 的条件(S 和R 分别指植物地上和重金属的量)。
目前, 世界上共发现有400 多种超富集植物。其中N i 的超富集植物277 种[15 ]。他们分布在世界少数几个地区(表1~ 3)。
唐世荣[16 ]对中国长江中下游安徽和湖北境内的铜矿区富铜植物E lsholtz ia haichow ensis Sun (海州香薷)、 elina unis L inn (鸭跖草) 和R um exacetosa L inn (酸模) 进行了系统的调查研究, 发现酸模、海州香薷和鸭跖草样本叶片铜(干重) 平均596、157 和102Lg? g。野外这些植物生长的土壤上铜量为5 000~ 20 000Lg? g, 因此调查结果未能显示这些植物特殊的超富集能力。应进一步开展这些植物在人工驯化干预下条件下的富集试验, 深入揭示这些植物作为超富集植物应用于植物修复的可行。自1999 年开始对中国中南一些炼砷区的植被和土地污染状况进行了考察、采样和室内盆栽试验和化学分析, 首次发现了一种A s 的超富集蕨类植物, 其叶片A s 高达5 000Lg? g (干重, 未发表的数据)。同时, 调查还发现在砷污染严重区域生物种群极其单一, 这种超富集蕨类植物生长非常繁盛, 呈族群分布, 调查样方内几乎没有其他植物生长, 每平方米收割的植物地上鲜种可达316kg, 显示其有很大的植物修复潜力。
而离开污染区, 这种植物则很少能成群分布, 个也小的多。这些表明所发现的超富集蕨类植物有特殊的耐砷毒能力, 在砷污染区于竞争优势。目前正在进一步开展深入的研究工作。
3 超富集植物收富集重金属的机理
有关超富集植物收富集重金属的机理仍不清楚。在重金属胁迫下, 植物系分的低分子量有机酸如柠檬酸、苹果酸可与重金属结合, 降低重金属对植物的毒, 促进植物对重金属的收。Shen[17 ]发现超富集植物T h sp i caeru lesences (遏蓝菜属) 和非超富集植物T h sp i och roleucum 地上柠檬酸和苹果酸量相近, 不同度的Zn 理对两种植物的苹果酸和柠檬酸量影响也不显着, 因此并不能认为柠檬酸和苹果酸在超富集植物中扮演特殊的作用。Kramer[18 ]发现超富集植物T. caeru lesences 与组氨酸有特殊的关系, 营养培养显示当植物收富集重金属较高时, 其木质素中的组氨酸量也高; 而在营养中加入组氨酸也能显着促进植物对重金属的收富集。有关超富集植物的耐与富集机理则研究较多, 结论普遍认为超富集植物的耐与超富集由植物本不同的生理机制所控制。超富集植物超量收富集重金属与其细胞有与重金属较多的结合位点有关, 而耐则是由于重金属在植物细胞中分布的区域化相关,即重金属存在与细胞和泡中, 从而降低其毒[19 ]。
4 超富集植物收富集重金属的特征