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主要环境因子胁迫下红花槭生理生态效应研究摘要
发布者:张营   发布日期:2009-07-15   点击次数:318465

本研究采用盆栽试验方法研究了红花槭(AcerrubrumL.)两年生幼树对土壤酸、盐碱(H2SO4、Na2CO3和NaCl)胁迫和重金属(Cd和 )胁迫的生理生化和生长响应,并分析了重金属在红花槭体内的分配和富集状况。酸、盐碱胁迫处理中,酸(H2SO4)处理浓度(以干土重量百分比浓度计)分别为0(CK)、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%;盐碱(NaCl、Na2CO3)处理浓度分别为0(CK)、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%。重金属胁迫处理中Cd(3CdSO4·8H2O)处理浓度(以干土重量百分比浓度计)分别为0(CK)、0.5、5、10、100mg·kg-1; ( Pb(NO3)2)处理浓度分别为0(CK)、100、300、500、700mg·kg-1。

研究结果如下:

1.酸胁迫及盐碱胁迫对红花槭幼树生理生态指标的影响 在H2SO4、Na2CO3和NaCl胁迫条件下,测定了受害指数、相对含水量、叶绿素含量、电解质外渗率和脯氨酸含量等指标。从植物表观来看,各胁迫处理下红花槭都有不同程度的落叶和叶面受害症状,受害指数也随胁迫浓度的增加而增加,其中,盐胁迫下植株的受害症状更为明显,这在生理指标上也得到印证。酸胁迫作用下,红花槭幼树植株相对含水量、叶绿素含量均随胁迫浓度的增加先上升后下降,电解质外渗率先下降后上升,且峰值(谷值)存在于胁迫浓度0.1%(pH为6.13)处,其含量与对照植株相比达到显著水平(P<0.05),后随着酸胁迫浓度的增加,相对含水量、叶绿素含量显著下降,电解质外渗率显著上升。H2SO4浓度大于0.3%开始,红花槭幼树叶片的脯氨酸含量增加显著(P<0.05)。盐碱胁迫作用下,相对含水量、叶绿素含量均随胁迫浓度的增加而呈明显下降趋势,而电解质外渗率和脯氨酸含量随胁迫浓度的增加而增加。比较其含量变化值可见,红花槭幼树对碱胁迫的耐受性大于盐胁迫。

2.Cd、 Pb重金属胁迫对红花槭幼树生理生态指标的影响 在Cd、 Pb胁迫条件下,测定了株高、地径、叶绿素含量、净光合速率( )、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、电解质外渗率、SOD活性、脯氨酸含量等指标。结果表明,从植物外观来看,重金属胁迫下叶片出现失绿症状,以镉处理最为明显。土壤中低浓度Cd2+, Pb2+刺激红花槭株高和地径的生长,随着Cd2+, Pb2+浓度的继续增加生长量下降,这在生理指标上也得到印证。低浓度的Cd2+, Pb2+可增加红花槭幼树叶片叶绿素的含量,随着各处理浓度的增加及时间的延续,叶绿素含量明显下降,最高浓度处理与对照相比均达到显著水平(P<0.05)。红花槭叶片的 、Tr和Gs随Cd2++, Pb2+处理浓度的增加均呈现先增加后降低的趋势,在Cd0.5mg·kg-1和 100mg·kg-1处理时达到峰值。Ci则表现为随Cd2+, Pb2+处理浓度的增加先降低而后增加,高Cd2+浓度(10、100mg·kg-1)和高 Pb2+浓度(700mg·kg-1)抑制光合速率增加胞间CO2浓度,因此,高浓度Cd2+, Pb2+对红花槭的影响可能是由于非气孔因素所引起的。电解质外渗率随着Cd2+, Pb2+浓度的增加和处理时间的延长而增加。Cd、 胁迫使红花槭体内保护酶系统失调。0.5mg·kg-1Cd++、100和300mg·kg-1 Pb2+处理能诱导SOD活性逐渐上升;Cd2+≥5mg·kg-1和 Pb2+≥500mg·kg-1处理SOD活性首先随Cd2+, Pb2+浓度的增加而上升,然后随Cd2+, 2+浓度的增加而下降。Cd2+≥5mg·kg-1和 2+≥500mg·kg-1时,Pro含量增加显著(P<0.05)。

3.Cd2+, Pb2+在红花槭植株体内的分配与富集 红花槭植株各部位Cd2+, Pb2+浓度以及吸收总量总体上与处理浓度呈正相关。Cd2+, Pb2+被红花槭吸收后,大部分累积在根部,主要是细根中,迁移到地上部的较少。在Cd100mg·kg-1处理下,红花槭吸收的镉大部分积累到细根,占整个富集量的82.34%,迁移到茎和叶的分别占4.16%和5.51%;在 700mg·kg-1处理下,红花槭吸收的铅大部分积累到细根,占整个富集量的59.84%,迁移到茎和叶的分别占13.97%和14.14%。可见,红花槭对铅的相对迁移能力较强,而对镉的相对迁移能力较弱。从红花槭各器官的Cd和 富集总量来看,均表现为:细根>叶>茎>侧根>主根。

总体上,红花槭的生长适应性很强,在pH值为5~8的土壤环境中都能良好生长,在微酸性土壤中生长最为良好,最适pH值为6左右;在盐含量0.2%时能正常生长,属中度耐盐植物。Cd2+对红花槭的毒害大于 Pb2+,红花槭具有一定的自我保护能力,在一定程度上能抵御镉铅危害,在土壤Cd2+<5mg·kg-1和 Pb2+<500mg·kg-1的环境中能良好生长,Cd2+, Pb2+被红花槭吸收后,大部分累积在细根中,红花槭对铅的相对迁移能力比镉更强,具有一定的改善环境作用。

关键字:红花槭,酸胁迫,盐碱胁迫,重金属胁迫,生理生化反应

--来源:【学位论文】

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