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随着核工业的快速发展,大量铀矿开采和冶炼后留下的尾矿渣和尾矿砂,给生态环境带来了严重污染,因此,研究铀污染的生物学效应及其修复治理途径具有重要的科学意义和实践应用价值。本试验用不同浓度铀[0、20、50、100、150mg·kg-1]土培处理6叶期芥菜(Brassica juncea L.)、青菜(Brassica chinensis L.)、菠菜(Spinacia oleracea L.),分别于处理7、14、21、28 d后分析铀在这三种植物体内的分布规律及铀对这三种植物生长指标、光合作用和抗逆生理指标的影响。结果表明:1.芥菜、青菜、菠菜富集铀的能力不同,富集能力从大到小依次为芥菜>菠菜>青菜。三种植物中铀的富集量与处理浓度和处理时间呈正相关,各器官对铀的吸收分布规律均为:根>叶>茎。不同处理时间下,三种植物的富集系数均表现为R/S>L/S>S/S,转移系数表现为L/R>S/R。2.三种植物的根长、株高、生物量均随着铀浓度的增加表现出先应激性上升后下降的动态变化。当铀浓度达到150 mg·kg-1,三种植物的根长、株高以及生物量受到显著抑制,并且青菜较芥菜和菠菜对铀敏感。3.不同浓度铀处理下,芥菜、青菜和菠菜叶片的光合色素均表现为低促高抑,但不同植物的光合色素对铀的敏感程度有差异。芥菜和菠菜的叶绿素含量均在铀浓度50 mg·kg-1下达到最大,青菜的叶绿素含量在铀浓度20 mg·kg-1下达到最大,此后随着处理浓度的增加均显著下降;低浓度铀(20、50 mg·kg-1)显著促进芥菜、青菜和菠菜叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)以及蒸腾速率(Tr)等光合气体交换参数,而高浓度铀(100、150 mg·kg-1)则表现出显著抑制作用,且处理浓度越高,处理时间越长,光合气体交换参数的下降幅度就越大,而胞间CO2浓度(Ci)却反而上升,说明导致Pn下降的主要原因是非气孔因素;高浓度铀处理显著影响芥菜、青菜和菠菜叶片的叶绿素荧光动力学参数,其中的光系统II(PSII)的最大荧光(Fm)、PSII的最大光化学效率(Fv/Fm)和PSII潜在活性(Fv/Fo)均显著降低,而初始荧光(Fo)显著升高。4.在抗氧化胁迫作用方面,随着铀浓度的增加,三种植物的CAT、POD和SOD活性均表现为先应激性上升后下降的动态变化,这表明CAT、POD和SOD具有清除活性氧自由基的作用,但清除过氧化物的能力是有限的,高浓度铀处理时,三种植物的抗氧化体系均受到一定程度的破坏;铀处理对三种植物均产生了一定程度的胁迫,具体表现在,不同浓度的铀处理下,三种植物体内丙二醛、游离脯氨酸含量均有不同程度的增加,且随着铀浓度的升高丙二醛、游离脯氨酸含量升高的幅度逐渐增加。同时,当铀浓度达到最大浓度150mg·kg-1时,青菜体内的游离脯氨酸含量又有所下降,说明此时铀浓度可能已超出了青菜的耐受能力。