香樟树苗体对土壤重金属Mn污染的光合响应及相关作用机理

发布时间：2017-08-05 06:11

  本文关键词：香樟树苗体对土壤重金属Mn污染的光合响应及相关作用机理

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【摘要】：重庆是我国大中城市中矿产资源最富集的地区之一,锰矿探明储量达3700万吨,居全国第二,利用木本植物进行矿区的生态修复是重庆重金属Mn矿区废弃地生态治理的一种重要方法。研究木本植物苗体在重金属Mn污染胁迫下的光合生理特性,并揭示其适应状况,对治理土壤重金属污染和矿区生态修复具有重要意义。本研究于2015年10月间,主要对C组、B组与A组(C组:40-60cm,B组:25-30cm,A组:15-20cm)香樟树(Cinnamomum camphora(L.)Presl)苗体进行研究,通过室内盆栽栽培方式,三组各一个自然对照组(CK1,BK1与AK1),以及人为施加七个(CK2-8、BK2-8与AK2-8)不同的重金属Mn污染浓度(3000、5000、8000、10000、15000、20000、30000 mg/kg)的处理方式来研究香樟树苗体在一次性重金属Mn污染胁迫下的植株生长状态、光合生理指标、叶绿色荧光、重金属Mn在苗体内的的分配与积累的影响。结果表明:(1)通过对香樟树苗体生长状态的观测发现:三组植株自然对照组与第一、二种重金属Mn污染处理下(3000与5000mg/kg)香樟树苗体叶片均生长状况良好,没有出现受害症状,颜色深绿,光泽度高且无斑点,植株依然生长正常。第三到七种(8000-30000mg/kg)重金属Mn污染处理水平下三组香樟树苗体叶片在加药后第3天后现受害症状,叶片气孔变大、下垂、出现褐色斑点、退绿,直至第二十天时,植株叶片与茎全部变成深褐色,植株死亡,且不再能恢复正常生长。(2)通过对香樟树苗体光和生理指标的测定分析发现:三组植株在同一高度不同污染浓度下,净光合速率(Pn)最大值出现在自然对照组,Mn污染处理后的香樟苗体Pn值均显著下降,甚至出现负值,说明不同重金属Mn污染对香樟树苗体的正常生长都起到了一定的抑制作用,从而导致光合速率的下降;Mn处理后三组植株的Pn变化幅度与加入重金属Mn污染处理浓度的高低无关,其Pn值的变化仅与植株生长年限,植株高度以及外界环境因子有关。(3)Mn污染处理后,三组植株在同一高度不同污染浓度下,其蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间二氧化碳(Ci)日最大值都出现在自然对照组,说明不同污染浓度对植物的蒸腾作用、气孔的开合以及植物胞间二氧化碳的流动都起到了一定的抑制作用,从而导致其值的下降;香樟树苗体Gs与Tr呈正相关,说明香樟树叶片的蒸腾作用的快慢主要取决于气孔的活跃程度;通过对Pn、Gs与Ci的图像分析得出,Pn和Ci变化方向相同,且两者同时减小,说明香樟树苗体叶片Pn值的降低降低主要是由非气孔因素引起的,故香樟树苗体光合速率的控制因子为非气孔限制。(4)通过分析三组Mn污染处理下的香樟树苗体叶绿素荧光参数得出:叶片暗适应状态下最小叶绿素荧光产量(Fo)值随着Mn污染浓度处理的升高而增大,表明植株PSII反应中心的破坏越严重;Mn污染处理后的三组植株在光适应下的非光化学猝灭(NPQ或qN)均下降了,且随着污染浓度的增加,NPQ下降幅度更大,说明Mn污染处理溶液浓度越高,越有利于光能用于光合电子传递;叶片PSII的实际光能转化速率((37)PSII)、光合电子传递速率(ETR)和FV/FM值随着Mn污染溶液的加入而显著下降,说明不同浓度的重金属Mn污染处理使得叶片光合电子传递效率和线性电子传递效率的降低。(5)通过对香樟树苗体各部分(根、茎、叶)吸收的重金属的测定与分析发现:三组香樟树苗体中重金属含量规律为低浓度处理(3000-8000mg/kg)高于高浓度(10000-30000mg/kg)处理,且三组植株吸收重金属的总量为C组B组A组。当人为施加重金属浓度为3000-10000mg/kg时,Mn污染处理溶液的加入能在一定程度上促进植株地上部分对重金属Mn的吸收、富集与转运能力的提升,对去除土壤中重金属能力相对较明显;而在Mn污染浓度处理为15000-30000mg/kg时,植株对重金属Mn的吸收、富集都集中在根部,转运能力很弱,对去除土壤中重金属能力相对较弱。
【关键词】：重金属Mn 光合生理特性 香樟树苗体 叶绿素荧光
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53;X753;S792.23
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 引言9-10
• 1.1.1 选题依据9
• 1.1.2 研究目的与意义9
• 1.1.3 主要研究内容9-10
• 1.1.4 拟解决的关键问题10
• 1.2 国内外研究现状和发展动态10-14
• 1.2.1 香樟树成分分析及研究现状10-11
• 1.2.2 土壤重金属污染来源及污染现状11-12
• 1.2.3 重金属污染对植物的危害12-14
• 第二章 研究地点、材料和测定方法14-21
• 2.1 试验地概况14
• 2.2 试验材料14-16
• 2.2.1 试验土壤与树苗14-15
• 2.2.2 试验处理15
• 2.2.3 七种不同污染Mn处理的溶解与灌溉方法15-16
• 2.3 研究方法16-21
• 2.3.1 植物光合生理指标的测定16
• 2.3.2 叶片叶绿素荧光参数测定16-18
• 2.3.3 植物重金属含量的测定18-19
• 2.3.4 Mn污染土壤重金属含量的测定19-20
• 2.3.5 植株苗高与地径的测量20
• 2.3.6 数据处理20-21
• 第三章 结果与分析21-52
• 3.1 重金属胁迫对植物生长的影响21-23
• 3.1.1 植物叶片的症状21
• 3.1.2 重金属对植物存活率的影响21-23
• 3.2 不同污染浓度处理对香樟树苗体光合指标的影响23-43
• 3.2.1 环境因子日变化规律23-27
• 3.2.2 香樟树苗体净光合速率的日变化27-36
• 3.2.3 香樟树苗体蒸腾作用的日变化36-38
• 3.2.4 香樟树苗体气孔导度日变化38-41
• 3.2.5 香樟树苗体胞间CO2浓度日变化41-43
• 3.3 不同污染浓度处理对香樟树苗体叶绿素荧光参数的影响43-46
• 3.3.1 不同污染浓度处理对香樟树苗体叶绿素荧光参数影响的分析43-45
• 3.3.2 小结45-46
• 3.4 Mn在香樟树苗体内分配与积累46-52
• 3.4.1 香樟树苗体各器官对重金属Mn的吸收46-48
• 3.4.2 香樟树苗体各器官吸收的重金属Mn在植物体内的分配48-49
• 3.4.3 重金属Mn在香樟树苗体各器官的富集效应49-50
• 3.4.4 小结50-52
• 第四章 结论与展望52-55
• 4.1 结论52-53
• 4.2 展望53-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-63
• 在学期间发表的论文63

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本文编号：623447