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镉对3株不同地点生长的大麻生长及矿质元素吸收的影响

发布时间:2020-02-26 16:21
【摘要】:为了研究镉胁迫对不同大麻生长的影响,以来自山西的大麻M1和来自甘肃的大麻M2、M3为材料,通过土培盆栽试验,研究了镉胁迫对大麻SPAD值、光合参数、不同组织碳水化合物含量和矿质元素含量的影响及不同地点株间差异。结果表明:镉胁迫显著降低大麻SPAD值,及其光合能力,且不同植株间存在显著差异,M1受抑制严重;镉胁迫使大麻地上部蔗糖和总可溶性糖含量显著升高,根系、叶片和籽粒淀粉含量显著降低。镉含量分析结果显示,镉主要滞留在根系中,其中M1镉积累量最高;镉胁迫显著抑制了大麻M1根系对锰和铜元素的吸收,同时也影响了其在地上部各器官的分配和积累,降低了M3对锌元素的吸收。镉对大麻的影响因大麻不同植株间及组织部位而异。
【图文】:

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为耐镉、镉积累大麻品种的选育,采用大麻对重金属镉污染的治理及改善生态环境提供理论依据。1材料与方法(Materialsandmethods)1.1实验材料参试野生大麻为来自山西省吕梁市兴县的M1,以及来自甘肃省定西市临洮县的M2和M3,,3株大麻种子之间存在明显差异(见图1);试验于大麻生长季节在太原科技大学温室内进行。试验土壤采自太原科技大学实验农场(土深0~15cm),土壤风干后过筛,每盆装9kg(盆体积10L,高30cm);土壤有机质1.73%、有机碳15.3g·kg-1、全氮2.2g·kg-1、速效磷40.1g·kg-1、pH为7.1。图13株不同地点生长大麻的种子照片注:M1为来自山西省吕梁市兴县,M2和M3为甘肃省定西市临洮县的2株大麻。Fig.1SeedsofhempsgrownindifferentlocationsNote:M1camefromXingCounty,LvliangCity,ShanxiProvince;M2andM3camefromLintaoCounty,DingxiCity,GansuProvince,respectively.1.2试验方法设计试验采用盆栽土培法,完全随机设计。选择健壮均匀一致的大麻种子,经体积分数为3%H2O2消毒20min、蒸馏水冲洗5次、浸种4h后播种(直接播于盆内);播种前20d进行土壤Cd处理,设2个处理:(1)对照,正常土壤;(2)Cd,1mmol·L-1CdCl2;每个处理重复3次,每桶苗期定苗3株。生长期间每盆都采用正常一致的水肥管理;植株成熟后取样分析测定,每处理每指标均重复测定3次。1.3测定项目及方法1.3.1植株收获各处理分别取麦株,将根系用自来水清洗后,并在20mmol·L-1乙二胺四乙酸二钠(Na2-EDTA)浸泡1h以除去表面粘附的离子,然后用蒸馏水冲洗,分根系、主茎、侧枝、叶片和籽粒等5个部分。元素含量测定用样先于105℃杀青30min,接着80℃烘干至恒重[5];碳水化合物含量测定用样,65℃烘干至

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噻崛?5min,离心并倒出上清液,再向沉淀中加4.8mol·L-1的高氯酸,同样提取,合并上清液与50mL容量瓶中,供测淀粉[7]。1.3.5元素含量测定参照孙红艳的方法[5],将1.3.1烘干的样品磨粉,使用ICP-AES(电感耦合等离子体发射光谱仪,SPS1200VR,SeikoCo.,Ltd.,日本)测定Cd、Zn、Cu和Mn元素含量。1.4统计分析试验数据采用Excel和DPS软件进行处理和分析。2结果与分析(Resultsandanalysis)2.1镉胁迫对大麻叶绿素含量的影响及株间差异叶片失绿变黄是植物Cd毒害最显著的症状[5],图2显示镉处理显著降低了大麻三基因型SPAD值,M1、M2和M3分别较对照下降21.7%、13.4%和10.6%,M1的下降百分数比M2和M3高10%左右,表明来自山西的M1叶片受镉胁迫后失绿较其他严重。2.2镉胁迫对大麻光合参数的影响及株间差异镉胁迫后大麻三基因型的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均呈现下降趋势。其中,Gs的下降幅度最大,与对照相比镉胁迫使M1、M2和M3的气孔导度分别下降43.2%、31.0%和28.2%(图3c);大麻受镉胁迫下Pn的变化同Gs呈相似的趋势,M1、M2和M3的Pn较对照分别下降31.5%、23.5%和16.7%(图3a);同时镉胁迫使大麻M1和M3的Tr显著降低,下降百分比为32.8%和27.3%(图3b);但镉处理显著升高了M1的胞间CO2浓度(Ci),M2和M3和对照相比无显著差异(图3d)。M1胞间CO2浓度与其他光合参数的变化趋势相反,证明了其光合速率的下降并不是由于胞间CO2供给的影响,而在于光合本身出现了异常,导致光合速率的下降。同时,净光合速率是评价植物光合作用强弱的重要指标,光合速率的变化可以反映植物遭受胁迫程度的大小,3株不同地点生长的大麻在光合功能上的比较可看出M1对镉较其他2株

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本文编号:2583042

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