四种北方阔叶树苗木对土壤镉铅污染的反应及抗性研究

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本文采用温室盆栽的方法研究了茶条槭(Acer ginnala Maxim)、山梨(Pyrus ussuriensis Maxim)、五角槭(Acer mono Maxim)和山荆子(Malus bacata Borkh)一年生幼苗对土壤重金属(镉和铅)胁迫的生理生化和生长反应,分析了重金属在植物体内的分配和富集状况,并对四树种的重金属抗性进行了综合评定。每树种设置的浓度梯度,镉为10、50、100、200 mg.kg-1(以Cd2+计),铅为100、500、1000、2000 mg.kg-1(以pb2+计),同时设置对照(分别表示为CK、Cd10、Cd50、Cd100、Cd200、Pb100、Pb500、Pb1000、Pb2000)。研究结果如下: 1 镉铅污染对四树种苗木光合作用的影响。 随着土壤中镉铅浓度的增加,四树种叶片的叶绿素含量降低,最高浓度处理(Cd200、Pb2000)与对照相比均达显著水平(P<0.05)。其中五角槭最为明显,Cd200和Pb2000处理分别比对照降低65.3%和49.2%,山梨(59.8%、31.7%)和茶条槭(54.9%、23.9%)居中,山荆子降幅最小(22.8%、12.0%)。叶绿素降低的同时,植物叶片的净光合速率也发生了变化。五角槭的光合速率随镉处理浓度的增加而降低,Cd200处理与对照相比降低81.1%;其它三树种先升后降,山荆子变化较大,其次为茶条槭,山梨变化最小;随铅浓度的增加,山梨的净光合速率持续下降,Pb2000处理与对照相比降低49.9%;其它三树种先升后降,其中五角槭最为敏感,Pb100处理时与对照相比高出124.0%,Pb2000处理略低于对照1.4%。镉铅胁迫下,多数树种的叶绿素荧光参数Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP和qNP有不同程度的下降,但变化幅度相对较小。 2 镉铅污染对四树种苗木叶片膜脂过氧化和保护酶活性的影响。 随土壤中重金属浓度的增加四树种叶片的相对电导率上升,且种间差异明显。镉胁迫下,五角槭最为敏感,Cd200处理比对照增加了5.9%,其次为山荆子(5.1%)、和山梨(4.9%),茶条槭受影响最小(4.6%);Pb2000处理下,变化最大的仍为五角槭(5.7%),其次为山梨(5.2%)和茶条槭(3.8%),山荆子变化最小(3.3%)。四树种苗木叶片的SOD活性随镉铅浓度的增加先升后降,最高浓度镉处理(Cd200),山梨(26.2%)和五角槭(20.2%)的降幅大于山荆子(15.0%)和茶条槭(11.6%);Pb2000处理下,山梨和五角槭分别略低于对照2.8%和3.1%,山荆子和茶条槭的SOD活性仍分别高于对照3.2%和5.3%。POD活性随土壤中镉铅浓度的增加持续上升。山梨变化最大,Cd200和Pb2000处理时分别高出对照177.8%和88.9%,五角槭(150.0%、75.0%)和茶条槭(122.2%、100%)居中,山荆子变化最小(53.9%、38.5%)。3锡铅污染对四树种苗木生长及生物量的影响。 从植物外观来看,重金属胁迫下叶片出现失绿症状,以含锡处理最为明显,树种中以茶条械和五角械最为突出。低浓度锡铅刺激多数树种地径、苗高、新枝和叶片的生长,随着锡铅浓度的增加,各指标下降,其中五角械受影响最大,其它三树种差异不明显。锡铅对地下部根系的毒害先于地上部分,茶条械和山荆子的新根生物量随土壤中锅铅浓度的增加而下降,最高浓度处理(CdZoo、Pb加oo)分别降为对照的2.3%、73.4%和18.7%、45.25%:其它两树种的新根生物量因重金属种类而不同,在锡胁迫下,山梨的新根生物量先升后降,五角械持续下降;在铅胁迫下,五角械的各处理均高于对照,山梨均低于对照。4锡铅在四树种苗木体内的分配和富集。 在Cd200处理下,山梨对锡迁移能力最强,能将根系所吸收福的巧.95%迁移到茎部,15.80%迁移到叶片,山荆子和五角械分别将15.94%和6.46%的锡迁移到地上部分,茶条械迁移能力最差,迁移到茎和叶的仅占1.94%和0.59%。四树种吸收的锡在各器官的累积量均为根>茎>叶。Pb2000处理下,山荆子相对迁移能力较强,根系吸收的铅10.22%迁移到茎部,8.34%迁移到叶部,其它三树种差异不明显。各器官铅累积量的排列顺序,除山梨的叶部铅含量大于茎外,其它三树种均为根>茎>叶。最高浓度(Cd200,PbZooo)处理下,山梨对锡铅的富集能力最强,各器官的富集系数均明显高于其它三者。比较各树种茎部对锡铅的富集系数为山梨>山荆子>五角械>茶条械。5四树种抗性的综合评定。 采用隶属函数法对四树种重金属抗性进行综合评定。结果显示,四树种对土壤锡的抗性为山荆子>茶条械>山梨>五角械;对铅的抗性为茶条械>山梨>山荆子>五角械。
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