高速服务区人工湿地由于车流量巨大,汽车尾气中排放的铅粒子会有三分之一沉降到湿地环境内,造成铅污染。铅是一种难以降解,且对环境有毒害作用的重金属。面对从湿地中去除重金属铅的困难,研究人员正致力于寻找简单有效的生物吸附和生物富集方法。姜花(Hedychium coronarium)、香根草(Vetiveria zizanioides)、夹竹桃(Nerium indicum)和再力花(Thalia dealbata)是较为常见的湿生植物种类,各自都有十分不错的观赏效果且生态效益显著,在湿地环境中有着广泛应用的前景。本文选择这四种植物材料,研究它们在铅离子胁迫下的抗性生理并揭示其抗性机制,为选择耐铅湿生植物提供相关理论依据。实验分析结果如下:(1)四种植物在不同铅浓度下的植物高度、生物量变化及根茎叶受损程度均不同。再力花的高度抑制是四种植物中最小的,姜花、香根草和夹竹桃的生长高度与CK相比分别下降了84.89%、64.22%和60.82%,且夹竹桃在整个试验期间的高度变化趋势最为平缓。叶片和根部损伤最轻的是香根草,只在300mg/L铅浓度出现了较为严重的根部黑黄生长停滞现象。植物茎部的干重影响要明显低于根部和叶片,夹竹桃的叶片干重与CK相比下降了78.96%。再力花铅胁迫浓度与植物干重呈现显著相关性,全株干重与浓度的相关系数为-0.807,P<0.01。香根草是四种植物中唯一在所有铅胁迫浓度下干重均超过CK的植物种类,可以认为香根草的抗铅胁迫能力较强。(2)低浓度铅离子促进香根草和再力花叶片绿素含量的合成,浓度过高则抑制。香根草叶绿素变化趋势相对最为平稳,说明其抗性较强。姜花的叶绿素含量不仅与铅胁迫的时间呈现负相关,且受中高浓度铅胁迫的影响很大,从100mg/L浓度开始叶绿素含量急速下降。夹竹桃在高铅浓度处理的35天时叶绿素含量达到了所有植物处理中的最大值,然而此时夹竹桃叶片表现出严重的皱缩萎蔫现象,说明植物的叶绿素含量上升与脱水现象有密切关联。四种植物的电导率都在铅处理后期获得峰值,除再力花的电导率在实验过程中有所下降,在第28天时再力花的电导率为CK的78.92%,其余三种植物都在300mg/L浓度下达到最大值,姜花、香根草和夹竹桃的电导率分别为CK的112.39%、105.47%和116.40%,说明再力花在铅胁迫下有极强的防御机制,适应性极强。其余三种植物则对中高浓度的铅胁迫反应激烈,最终呈现正相关。另外,香根草在低铅浓度下的胁迫应激程度小于高铅浓度。(3)植物抗氧化酶SOD和POD在四种植物铅胁迫下的表现不同。夹竹桃的SOD活性整体表现较为平稳,SOD活性恒定,几乎不受铅胁迫影响。香根草的SOD活性维持稳定上升,活性与处理浓度呈正相关,相关系数为0.550,P<0.01,适应性优异抗逆性强。再力花SOD活性则在低浓度胁迫下有轻微上升,却在铅浓度为300mg/L时骤降。香根草的POD活性要明显高于其余三种植物,与铅处理浓度的相关性不高,总体呈现先上升后下降的趋势;而再力花的POD活性整体最低,与铅处理浓度的相关系数r=-0.613,P<0.01。姜花的POD活性主要受到铅处理时间的影响,其POD活性与处理时间的相关性为-0.573,P<0.01。夹竹桃的POD活性与铅处理浓度和处理时间的相关性都很低,然而在中高浓度(200mg/L,300mg/L)的铅胁迫下夹竹桃的POD活性却逐渐上升,且在第35天时,夹竹桃在300mg/L铅浓度下的POD活性还大于CK,是对照的123.99%。姜花在50mg/L浓度下达到POD最大值,而香根草和再力花都在10mg/L时达到了最大值,说明三种植物对铅胁迫的应激反应十分灵敏。(4)四种植物根茎叶的铅含量与铅富集量大小均表现为根>茎>叶,且均显著大于CK值,根部的富集效能最强。四种植物根部的铅含量都在100mg/L时发生了巨变,说明铅浓度为100mg/L可作为植物耐铅标准的一个基准参考线。叶片和茎的铅含量与铅处理浓度呈现正相关。夹竹桃三个组分的铅含量在四种植物中最低,推测的原因为夹竹桃是典型的木本植物,植物水分代谢和蒸腾作用带动的离子运输没有水生植物剧烈。此外再力花的转运系数与铅处理浓度呈现正相关,再力花地上器官的铅富集能力增强。姜花茎叶铅含量与铅处理浓度成正比,却在300mg/L时降低,说明姜花根部铅离子吸收到达到饱和,且香根草叶片和根的吸收规律与姜花十分相似。再力花茎叶两部分的铅富集量与浓度呈现正相关,都在300mg/L时达到最大值。再力花的转运系数也与铅处理浓度呈现正相关,说明再力花叶和茎的铅富集能力最强。