主要環境因子脅迫下紅花槭生理生態效應研究摘要
發布者：張營 發布日期：2009-07-15 點擊次數：1747847
本研究采用盆栽試驗方法研究了紅花槭(AcerrubrumL.)兩年生幼樹對土壤酸、鹽堿(H2SO4、Na2CO3和NaCl)脅迫和重金屬(Cd和 )脅迫的生理生化和生長響應，并分析了重金屬在紅花槭體內的分配和富集狀況。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)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)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。
研究結果如下：
1.酸脅迫及鹽堿脅迫對紅花槭幼樹生理生態指標的影響 在H2SO4、Na2CO3和NaCl脅迫條件下，測定了受害指數、相對含水量、葉綠素含量、電解質外滲率和脯氨酸含量等指標。從植物表觀來看，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，這在生理指標上也得到印證。酸脅迫作用下，紅花槭幼樹植株相對含水量、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，其含量與對照植株相比達到顯著水平(P＜0.05)，后隨著酸脅迫濃度的增加，相對含水量、葉綠素含量顯著下降，電解質外滲率顯著上升。H2SO4濃度大于0.3％開始，紅花槭幼樹葉片的脯氨酸含量增加顯著(P＜0.05)。鹽堿脅迫作用下，相對含水量、葉綠素含量均隨脅迫濃度的增加而呈明顯下降趨勢，而電解質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，紅花槭幼樹對堿脅迫的耐受性大于鹽脅迫。
2.Cd、 Pb重金屬脅迫對紅花槭幼樹生理生態指標的影響 在Cd、 Pb脅迫條件下，測定了株高、地徑、葉綠素含量、凈光合速率( )、蒸騰速率(Tr)、氣孔導度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)、電解質外滲率、SOD活性、脯氨酸含量等指標。結果表明，從植物外觀來看，重金屬脅迫下葉片出現失綠癥狀，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，隨著Cd2+， Pb2+濃度的繼續增加生長量下降，這在生理指標上也得到印證。低濃度的Cd2+， Pb2+可增加紅花槭幼樹葉片葉綠素的含量，隨著各處理濃度的增加及時間的延續，葉綠素含量明顯下降，最高濃度處理與對照相比均達到顯著水平(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先增加后降低的趨勢，在Cd0.5mg·kg-1和 100mg·kg-1處理時達到峰值。Ci則表現為隨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+對紅花槭的影響可能是由于非氣孔因素所引起的。電解質外滲率隨著Cd2+， Pb2+濃度的增加和處理時間的延長而增加。Cd、 脅迫使紅花槭體內保護酶系統失調。0.5mg·kg-1Cd++、100和300mg·kg-1 Pb2+處理能誘導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，Pro含量增加顯著(P＜0.05)。
3.Cd2+， Pb2+在紅花槭植株體內的分配與富集 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。Cd2+， Pb2+被紅花槭吸收后，大部分累積在根部，主要是細根中，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根，占整個富集量的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根，占整個富集量的59.84％，遷移到莖和葉的分別占13.97％和14.14％。可見，紅花槭對鉛的相對遷移能力較強，而對鎘的相對遷移能力較弱。從紅花槭各器官的Cd和 富集總量來看，均表現為：細根＞葉＞莖＞側根＞主根。
總體上，紅花槭的生長適應性很強，在pH值為5～8的土壤環境中都能良好生長，在微酸性土壤中生長最為良好，最適pH值為6左右；在鹽含量0.2％時能正常生長，屬中度耐鹽植物。Cd2+對紅花槭的毒害大于 Pb2+，紅花槭具有一定的自我保護能力，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的環境中能良好生長，Cd2+， Pb2+被紅花槭吸收后，大部分累積在細根中，紅花槭對鉛的相對遷移能力比鎘更強，具有一定的改善環境作用。
關鍵字:紅花槭,酸脅迫,鹽堿脅迫,重金屬脅迫,生理生化反應
--來源：【學位論文】