紫金牛对土壤中Pb、Cd、Cr胁迫的生理响应研究

发布时间：2020-06-12 05:56

【摘要】：土壤重金属污染严重影响生态环境,植物对土壤中重金属的忍耐和富集能力成为研究的热点。论文以3年生紫金牛盆栽苗为材料,研究其在土壤不同浓度的Pb、Cd和Cr胁迫下生理参数的响应及植物形态的变化,分析其忍耐程度和响应机理,为重金属污染土壤修复与绿化工作提供指导。结论如下:(1)土壤Pb胁迫对紫金牛的影响:①当土壤Pb浓度为500 mg·kg(-1)时,胁迫至60d,叶绿素总量、Fv/Fm、qP、光响应曲线升幅、A-Ci曲线升幅、羧化效率、植物组织含水量升高,Fo、Fv'/Fm'、ETR和呼吸速率下降,可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和SOD活性呈现初时促进、后期抑制的现象,MDA含量持续升高,植株干重上升,生长得到促进。②当土壤Pb浓度为800 mg kg-1时,胁迫至60d,A-Ci曲线升幅、羧化效率、植物组织含水量低于对照,地上部干重降低,其余指标变化情况与500 mg·kg(-1)处理组趋势一致;③当土壤Pb浓度为1200 mg·kg(-1)和1800mg·kg(-1)时,各项指标变化情况相似,胁迫60d后,在800mg·kg(-1)处理组的基础上,叶绿素总量、Fv/Fm、光响应曲线升幅、qP下降,Fo升高,植株生长受阻。结果表明:紫金牛可以忍受土壤浓度为1800 mg·kg(-1)的Pb胁迫60d不致死亡。生理指标的变化表明,土壤Pb浓度为1200 mg·kg(-1)即对紫金牛的生长产生明显抑制,而当土壤Pb浓度为800 mg·kg(-1)时,紫金牛的长势较好,甚至可以得到一定程度的促进,因此在实际应用中建议选择土壤Pb浓度小于800 mg·kg(-1)区域进行栽植,以免影响紫金牛的生长和观赏。(2)土壤Cd胁迫对紫金牛的影响:①当土壤Cd浓度为25 mg·kg(-1)时,胁迫60d后,叶绿素总量、Fv/Fm、Fv'/Fm'、qP、ETR、呼吸速率、羧化效率降低,Fo升高。光响应曲线升幅、A-Ci曲线升幅、可溶性糖含量、植物组织含水量先升后降,可溶性蛋白含量、SOD活性先降后升,MDA含量持续升高,植株生长良好,全株干重增加。②当土壤Cd浓度为50 mg·kg(-1)时,光曲线升幅始终低于对照,可溶性糖含量由开始的高于对照不断降低,可溶性蛋白含量、SOD活性由低于对照持续升高,其余指标与25 mg·kg(-1)处理组变化趋势一致。③当土壤Cd浓度为100 mg·kg(-1)和200 mg·kg(-1)时,叶绿素总量、叶绿素荧光参数、羧化效率等指标受影响越来越显著。胁迫到60d后,呼吸速率、可溶性蛋白含量、SOD活性、MDA含量升至各组最高值,植株干物质积累量减少,观赏性下降。结果表明:紫金牛对于Cd胁迫的抗性较强。当土壤Cd浓度为25 mg·kg(-1)时,60d的Cd胁迫使其部分生理指标下降,但当土壤Cd浓度达到200 mg·kg(-1)时,胁迫60d后,紫金牛仍可以通过增加可溶性蛋白含量和SOD活性来对胁迫做出反应,且在200 mg·kg(-1)的Cd胁迫下,未发生紫金牛死亡现象,说明其具有应用于重金属Cd污染地区做景观绿化植物的潜质。(3)土壤Cr胁迫对紫金牛的影响:①当土壤Cr浓度为150 mg·kg(-1)时,胁迫至60d,叶绿素总量、Fv/Fm、Fv'/Fm'、qP、ETR、光响应曲线升幅、A-Ci曲线升幅、呼吸速率、羧化效率、植物组织含水量低于对照。Fo、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、SOD活性、MDA含量高于对照,植物生长情况较好。②当土壤Cr浓度为300 mg·kg(-1)时,胁迫60d后,在150 mg·kg(-1)处理组基础上,呼吸速率高于对照,可溶性糖含量低于对照,植株的生长状态受损严重。③当土壤Cr浓度为450 mg·kg(-1)时,胁迫至45d,在300 mg·kg(-1)处理组基础上,可溶性蛋白含量低于对照。胁迫39d后,出现部分植株死亡现象,到胁迫后55d,全组植株死亡。结果表明:当土壤Cr含量为450 mg·kg(-1)时,紫金牛无法存活超过55d;当土壤Cr含量达到300 mg·kg-4时,无死亡现象发生,且部分指标仍对做出抵抗反应,但对观赏性影响较为明显;当土壤Cr含量为150 mg·kg(-1)时,紫金牛生长情况相对较好。因此在应用紫金牛做Cr污染土地绿化时,应选择土壤Cr浓度不超过150 mg·kg-4的区域进行栽植。
【图文】：

光响应曲线,紫金牛,光响应曲线,生理响应

2Pb胁迫3od紫金牛的光响应曲线

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Pb胁迫45d紫金牛的光响应曲线
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S686;X53

【参考文献】