采用盆栽试验研究侧柏(Platycladus orientalis)、国槐(Sophora japonica)幼苗在适度供水(田间持水量的80%)条件下对重金属铅(Pb)的阈值反应,计算在适度供水条件下铅对叶绿素含量、生物量、株高生长量、地径生长量等的毒性阈值(ECx,x=10、50).结果发现,低浓度的铅对2个树种所研究指标有促进作用,而高浓度的铅则产生抑制作用.各指标中,侧柏净光合速率EC10为262 mg/kg,即对铅的反应最为敏感;国槐对铅最敏感指标为株高,株高生长量的EC10为667 mg/kg.2个树种叶绿素含量EC50最大,侧柏、国槐分别为11352、10050 mg/kg,说明该指标对铅抗性最强;其余指标对铅耐性大小依次为生物量>株高>地径.多指标综合分析得出的阈值,EC10,国槐为1526.79 mg/kg,EC10,侧柏为1731.62 mg/kg;EC50,国槐为9104.59 mg/kg,EC50,侧柏为6414.73 mg/kg.以上结果表明,在适度供水条件下,国槐幼苗对铅胁迫更为敏感且幼苗抗铅性也强于侧柏幼苗.

为了阐明铅胁迫下国槐和紫穗槐对干旱的生理响应机制,进而对比两者在铅胁迫下的抗旱性,为西北矿区耐铅型抗旱植物鉴选提供依据.通过盆栽试验,以1年生的国槐和紫穗槐幼苗为材料,以土壤相对含水量(SRW) 100.00％的无1铅处理为对照,其余处理外源铅浓度统一设为2 000 mg·kg-1,测定不同水分胁迫强度(土壤相对含水量87.84％,70.00％,52.16％,40.00％)国槐和紫穗槐幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)以及过氧化氢酶(CAT)活性的变化.结果表明:单一铅胁迫(2 000 mg·kg-1)下国槐和紫穗槐抗氧化酶活性高于对照;铅和干旱复合胁迫下,SRW 87.84％、SRW 70.00％、SRW 52.16％的处理,随着干旱胁迫强度的升高,国槐幼苗叶片SOD、POD和CAT活性均呈先升高后降低趋势且高于对照,紫穗槐SOD和POD活性呈先升高后降低趋势且高于对照,而CAT活性呈先降低后升高趋势;SRW为40％的处理下,国槐的SOD和CAT活性显著低于对照,POD活性略高于对照;紫穗槐SOD、POD和CAT活性均高于对照.铅胁迫(2 000 mg·kg-1)对国槐和紫穗槐的抗氧化酶有激活作用;铅胁迫下,紫穗槐对干旱的抗性强于国槐.

针对我国西北地区铅锌矿区存在的干旱和铅污染交互胁迫的情况,以白羊草(Bothriochloa ischaemum)为研究对象,通过试验模拟方法分析不同土壤水分条件下铅胁迫对白羊草种子发芽率、发芽势以及幼苗根长、苗长、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量的影响.结果表明:单一的土壤水分条件和铅胁迫处理对白羊草种子萌发和幼苗生长均存在抑制作用,发芽率、根长和苗长的抑制效应顺序为根长＞苗长＞发芽率.水分和铅交互胁迫对白羊草SOD、POD和CAT活性的影响规律不明显,表现出一定的协同或拮抗效应;而MDA含量与对照组相比则显著增加(P＜0.05),表明交互胁迫对白羊草生物膜系统造成了一定的伤害.综合分析说明,白羊草对水分和铅交互胁迫具有一定的耐受性(土壤相对含水量70％,铅含量700 mg·L-1的条件下仍能存活并生长),而且适当的交互胁迫(土壤相对含水量92.6％,铅含量100 mg·L-1)可以促进白羊草种子的萌发和幼苗的生长.因此,白羊草可以作为西北地区铅锌矿区生态系统修复的先锋草本植物.