题目：锌污染土壤的超积累植物筛选

众所周知，土壤是农业生产的主要场所，但是近年来因农业生产过程中农药、化肥的广泛使用以及使用污水灌溉农田，造成我们的土壤重金属污染十分严重，而这种土壤污染又因为其本身的隐蔽性、积累性、滞后性、长期性、不可逆性，通过食物链直接或间接地影响着人类的健康，治理土壤重金属污染已成为环境科学工作者所面临的一项富有挑战性的艰巨任务。目前我们治理土壤的重金属污染有生物、化学、物理等比较完善的修复技术，而人们从经济的角度考虑，往往更倾心于低成本的生物修复技术，由于微生物对于土壤中的重金属污染物无能为力，植物修复技术可以弥补这一缺陷而受到环境科学工作者的青睐，超积累植物的筛选作为修复重金属污染土壤的前期基础准备工作，更是国内外学者研究的热点之一。为了筛选出能在污染土壤中生长良好并能对土壤中的锌具有较强吸收、富集和转运能力的植物，作者在前人研究的基础上，选取头状鸡冠、羽衣甘蓝、百日草、罗勒、地肤、孔雀草、茶花凤仙、雁来红、苦瓜、胡萝卜10种植物，设置不同浓度梯度的锌污染土壤环境进行盆栽模拟试验，通过测定植物不同部位的生物量、锌含量，并计算出植物不同部位的富集系数以及供试植物在不同锌浓度下的转运系数，研究了供试植物对锌的吸收、富集和转运能力的差异状况，研究结果如下：
（1）土壤中锌浓度对植物生物量的影响因植物种类而异。供试的10种植物生物量变化主要有以下四种规律：①凸型植物：随着土壤中锌浓度的升高，植物地上和地下部分的生物量均增加，但达到某一临界浓度时，生物量达到最大值，之后生物量便会下降，如头状鸡冠和地肤；②递增型植物：随着土壤中锌浓度升高,植株生物量总体呈增加的趋势，土壤中锌的浓度越高对植物生长的促进作用越大，如罗勒；③波动递增型：这些植物的生物量随着土壤中锌的浓度的增加，总体呈递增型发展趋势，但有很大的波动性，如百日草、苦瓜、胡萝卜；④植物地上部分生物量呈凸形变化地下部分生物量波动性增加的植物：以羽衣甘蓝、孔雀草、茶花凤仙、雁来红为代表。
（2）供试的10种植物对锌的吸收能力因种类而异。头状鸡冠、罗勒、雁来红对锌的吸收能力是10种植物中较强的，其地上部分锌含量均在土壤中锌浓度最大时达到最大值为2148.2、1749.47、2129.47 mg·kg-1 ；羽衣甘蓝、百日草、茶花凤仙对锌的吸收能力次之，地上部分锌含量最大值达到1000 mg·kg-1以上；而胡萝卜地上部分最大锌含量只有596.47 mg·kg-1，对锌的吸收能力较差。10种植物对锌的吸收能力的差异表现出以下几种情况：①锌含量地下高于地上，如茶花凤仙、头状鸡冠、羽衣甘蓝、胡萝卜等；②地上和地下部分的锌含量均不高。如胡萝卜；③随着锌浓度的增加，先是地上部分锌含量大于地下部分，后是地下部分锌含量大于地上部分，如百日草、罗勒；④植物的地上部与地下部的锌含量变化没有一定的规律性。如地肤、孔雀草、雁来红、苦瓜。
（3）供试的植物中几乎每种植物对锌的吸收都存在着一个富集量最高（峰值）的浓度，当土壤中锌浓度达到某一值时，植物对锌的吸收能力最强，其修复效果最好。当土壤中锌的浓度低于或超过这一值时，吸收能力便会降低，其修复效果也会有所影响。对锌具有较强吸收能力的植物，如头状鸡冠、羽衣甘蓝、百日草、罗勒等植物其地上部分的锌含量都在试验设计的锌浓度1048mg·kg-1时，达到最大值；孔雀草地上部分锌含量的最大值出现在土壤锌浓度为262mg·kg-1时；苦瓜地上部分锌含量的最大值都出现在土壤锌浓度为131mg·kg-1时。
（4）供试植物对锌的富集能力的规律主要表现为：①植物富集系数大于1，随着锌浓度增加，富集能力在一定低浓度范围增强，高浓度时抑制。代表植物有羽衣甘蓝、头状鸡冠、百日草、罗勒、茶花凤仙，说明低浓度下锌的增加有利于富集能力的增强，高浓度下锌的增加会抑制其对锌的富集效应，富集能力减弱。②植物地上部分和地下部分的富集系数大于1或小于1，随着锌浓度增加，富集能力先增强后减弱，代表植物有地肤、孔雀草、苦瓜。③地上部分和地下部分的富集系数大于1，递减式变化，如雁来红，说明增加土壤中的锌浓度，会抑制其对锌的吸收能力。④地上部分和地下部分的富集系数在一定低浓度范围内大于1，高浓度小于1，如胡萝卜。
（5）供试植物对锌的转运能力主要归纳为以下3种情况：①转运系数在各个锌处理浓度下均小于1，且随着土壤中锌浓度的增加，转运系数波动性增大，头状鸡冠和羽衣甘蓝为代表植物。②转运系数在各个锌处理浓度下大于或小于1，随着土壤中锌浓度的增加而呈递减的变化趋势，代表植物有百日草、孔雀草。③转运系数大于或小于1，随着土壤中锌浓度的增加而波动性地增加或减少，无规律性，如罗勒、地肤、茶花凤仙、雁来红、苦瓜、胡萝卜。
（6）锌的超积累植物筛选。根据锌的超富集植物地上锌含量大于10000 mg·kg-1、地上部分富集系数大于1、转运系数大于1的筛选标准，从供试植物中没有筛选出符合超积累的植物。但是供试植物中的头状鸡冠、罗勒、雁来红在各个锌处理浓度下均生长良好、吸收和富集能力相对较强，筛选出这3种富集植物可以为后人通过各种生物手段培育超积累植物提供一定的参考依据。