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主要環(huán)境因子脅迫下紅花槭生理生態(tài)效應(yīng)研究摘要
發(fā)布者:張營(yíng)   發(fā)布日期:2009-07-15   點(diǎn)擊次數(shù):1935886

本研究采用盆栽試驗(yàn)方法研究了紅花槭(AcerrubrumL.)兩年生幼樹(shù)對(duì)土壤酸、鹽堿(H2SO4、Na2CO3和NaCl)脅迫和重金屬(Cd和 )脅迫的生理生化和生長(zhǎng)響應(yīng),并分析了重金屬在紅花槭體內(nèi)的分配和富集狀況。酸、鹽堿脅迫處理中,酸(H2SO4)處理濃度(以干土重量百分比濃度計(jì))分別為0(CK)、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%;鹽堿(NaCl、Na2CO3)處理濃度分別為0(CK)、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%。重金屬脅迫處理中Cd(3CdSO4·8H2O)處理濃度(以干土重量百分比濃度計(jì))分別為0(CK)、0.5、5、10、100mg·kg-1; ( Pb(NO3)2)處理濃度分別為0(CK)、100、300、500、700mg·kg-1。

研究結(jié)果如下:

1.酸脅迫及鹽堿脅迫對(duì)紅花槭幼樹(shù)生理生態(tài)指標(biāo)的影響 在H2SO4、Na2CO3和NaCl脅迫條件下,測(cè)定了受害指數(shù)、相對(duì)含水量、葉綠素含量、電解質(zhì)外滲率和脯氨酸含量等指標(biāo)。從植物表觀來(lái)看,各脅迫處理下紅花槭都有不同程度的落葉和葉面受害癥狀,受害指數(shù)也隨脅迫濃度的增加而增加,其中,鹽脅迫下植株的受害癥狀更為明顯,這在生理指標(biāo)上也得到印證。酸脅迫作用下,紅花槭幼樹(shù)植株相對(duì)含水量、葉綠素含量均隨脅迫濃度的增加先上升后下降,電解質(zhì)外滲率先下降后上升,且峰值(谷值)存在于脅迫濃度0.1%(pH為6.13)處,其含量與對(duì)照植株相比達(dá)到顯著水平(P<0.05),后隨著酸脅迫濃度的增加,相對(duì)含水量、葉綠素含量顯著下降,電解質(zhì)外滲率顯著上升。H2SO4濃度大于0.3%開(kāi)始,紅花槭幼樹(shù)葉片的脯氨酸含量增加顯著(P<0.05)。鹽堿脅迫作用下,相對(duì)含水量、葉綠素含量均隨脅迫濃度的增加而呈明顯下降趨勢(shì),而電解質(zhì)外滲率和脯氨酸含量隨脅迫濃度的增加而增加。比較其含量變化值可見(jiàn),紅花槭幼樹(shù)對(duì)堿脅迫的耐受性大于鹽脅迫。

2.Cd、 Pb重金屬脅迫對(duì)紅花槭幼樹(shù)生理生態(tài)指標(biāo)的影響 在Cd、 Pb脅迫條件下,測(cè)定了株高、地徑、葉綠素含量、凈光合速率( )、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)、電解質(zhì)外滲率、SOD活性、脯氨酸含量等指標(biāo)。結(jié)果表明,從植物外觀來(lái)看,重金屬脅迫下葉片出現(xiàn)失綠癥狀,以鎘處理最為明顯。土壤中低濃度Cd2+, Pb2+刺激紅花槭株高和地徑的生長(zhǎng),隨著Cd2+, Pb2+濃度的繼續(xù)增加生長(zhǎng)量下降,這在生理指標(biāo)上也得到印證。低濃度的Cd2+, Pb2+可增加紅花槭幼樹(shù)葉片葉綠素的含量,隨著各處理濃度的增加及時(shí)間的延續(xù),葉綠素含量明顯下降,最高濃度處理與對(duì)照相比均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。紅花槭葉片的 、Tr和Gs隨Cd2++, Pb2+處理濃度的增加均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì),在Cd0.5mg·kg-1和 100mg·kg-1處理時(shí)達(dá)到峰值。Ci則表現(xiàn)為隨Cd2+, Pb2+處理濃度的增加先降低而后增加,高Cd2+濃度(10、100mg·kg-1)和高 Pb2+濃度(700mg·kg-1)抑制光合速率增加胞間CO2濃度,因此,高濃度Cd2+, Pb2+對(duì)紅花槭的影響可能是由于非氣孔因素所引起的。電解質(zhì)外滲率隨著Cd2+, Pb2+濃度的增加和處理時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。Cd、 脅迫使紅花槭體內(nèi)保護(hù)酶系統(tǒng)失調(diào)。0.5mg·kg-1Cd++、100和300mg·kg-1 Pb2+處理能誘導(dǎo)SOD活性逐漸上升;Cd2+≥5mg·kg-1和 Pb2+≥500mg·kg-1處理SOD活性首先隨Cd2+, Pb2+濃度的增加而上升,然后隨Cd2+, 2+濃度的增加而下降。Cd2+≥5mg·kg-1和 2+≥500mg·kg-1時(shí),Pro含量增加顯著(P<0.05)。

3.Cd2+, Pb2+在紅花槭植株體內(nèi)的分配與富集 紅花槭植株各部位Cd2+, Pb2+濃度以及吸收總量總體上與處理濃度呈正相關(guān)。Cd2+, Pb2+被紅花槭吸收后,大部分累積在根部,主要是細(xì)根中,遷移到地上部的較少。在Cd100mg·kg-1處理下,紅花槭吸收的鎘大部分積累到細(xì)根,占整個(gè)富集量的82.34%,遷移到莖和葉的分別占4.16%和5.51%;在 700mg·kg-1處理下,紅花槭吸收的鉛大部分積累到細(xì)根,占整個(gè)富集量的59.84%,遷移到莖和葉的分別占13.97%和14.14%。可見(jiàn),紅花槭對(duì)鉛的相對(duì)遷移能力較強(qiáng),而對(duì)鎘的相對(duì)遷移能力較弱。從紅花槭各器官的Cd和 富集總量來(lái)看,均表現(xiàn)為:細(xì)根>葉>莖>側(cè)根>主根。

總體上,紅花槭的生長(zhǎng)適應(yīng)性很強(qiáng),在pH值為5~8的土壤環(huán)境中都能良好生長(zhǎng),在微酸性土壤中生長(zhǎng)最為良好,最適pH值為6左右;在鹽含量0.2%時(shí)能正常生長(zhǎng),屬中度耐鹽植物。Cd2+對(duì)紅花槭的毒害大于 Pb2+,紅花槭具有一定的自我保護(hù)能力,在一定程度上能抵御鎘鉛危害,在土壤Cd2+<5mg·kg-1和 Pb2+<500mg·kg-1的環(huán)境中能良好生長(zhǎng),Cd2+, Pb2+被紅花槭吸收后,大部分累積在細(xì)根中,紅花槭對(duì)鉛的相對(duì)遷移能力比鎘更強(qiáng),具有一定的改善環(huán)境作用。

關(guān)鍵字:紅花槭,酸脅迫,鹽堿脅迫,重金屬脅迫,生理生化反應(yīng)

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