镉污染和盐渍化对美洲黑杨雌雄植株生长和生理的影响

发布时间：2020-04-02 12:40

【摘要】：土壤镉(Cd)污染和盐渍化问题是不容忽视的土壤生态问题,对人类健康和农林业发展有极大威胁。长江中下游地区是我国工农业发展最快速的区域,重金属污染和盐渍化非常严重,该区域土壤常常受到Cd污染和盐胁迫的双重威胁。美洲黑杨具有速生、材质优良、抗逆性强等优点,被广泛引种栽培在长江中下游地区,在该区域的水土保持和生态恢复中起着重要作用。本研究以美洲黑杨为材料,通过盆栽实验,研究了盐镉复合下雌雄美洲黑杨品系的形态生长、生物量积累与分配、光合能力、抗氧化能力以及有毒离子积累情况的差异,认识不同性别美洲黑杨耐受重金属Cd与盐胁迫复合胁迫的生理机理,为美洲黑杨在受土壤Cd污染和盐渍化影响地区的推广应用、品系选育和遗传改良提供理论依据,论文主要研究结果和结论如下:1)单独Cd污染、单独盐处理和盐镉复合胁迫处理下的雌雄美洲黑杨的生长和生物量受到的影响程度不同,雄株受到负面影响较小,盐镉复合胁迫对雌雄美洲黑杨生物量积累与分配、生长速率的影响比单独Cd污染和单独盐胁迫更大,雌雄株生长受到显著抑制,尤其是雌株。2)单独Cd污染、单独盐胁迫和盐镉复合胁迫对雌雄美洲黑杨叶片色素含量和光合速率有不同程度抑制作用,盐镉复合胁迫对雌雄美洲黑杨叶片光合生理的影响大于单独Cd污染和单独盐胁迫,同时雌株所受负面影响大于雄株,耐受度更低,受到更多伤害。雌雄美洲黑杨通过降低气孔导度和蒸腾速率,提高水分利用效率来减少盐胁迫的伤害,但未表现出明显的性别差异。3)单独Cd污染、单独盐胁迫和盐镉复合胁迫显著增加了雌雄美洲黑杨叶片的丙二醛(MDA)含量,盐镉复合胁迫条件下雌雄叶片内MDA含量显著高于单独Cd污染和单独盐胁迫,且雄株叶片内MDA含量在各处理条件下均小于雌株。4)与雄株相比,单独Cd污染和单独盐胁迫对雌株叶片内抗氧化酶活性的激活作用更明显;盐镉复合胁迫条件下有毒离子浓度较单独胁迫处理更高,雄株的酶活维持较高的水平,而雌株的SOD受到Cd离子钝化作用,酶活显著下降;抗氧化酶活性的变化引起了交互条件下雌株丙二醛含量更为显著的增加。5)在盐镉复合下,Na离子与Cd离子的吸收都表现出协同促进作用,Na离子含量的升高能够促进雌雄美洲黑杨将Cd离子向叶片发生转运,Cd离子对Na离子也有相同作用,雄株叶片Cd的协同转移更明显,雌株Na的协同转移更明显。综上所述,虽然在盐镉复合胁迫下美洲黑杨雄株积累了更高含量的Cd,但从形态生长、光合速率、氧化胁迫等方面来看,雄株并没有受到比雌株更显著的负面影响,美洲黑杨雄株具有更强的胁迫耐受性,雌株更为敏感。因此,在盐镉复合污染严重的区域,应提高美洲黑杨雄株的种植范围,能获得更好的效果。
【图文】：

雌雄,叶片,雌株,雄株

有一定程度的升高，其中雌株上升达显著水平，雌雄楦株叶片的Ｃｄ含量分别增加８．４９逡逑ｍｇ邋ｋｇ＿ｌ邋ＤＷ和６．３８邋ｍｇ邋ｋｇＭ邋ＤＷ，而Ｎａ离子的浓度无显著变化；在单独盐胁迫下，逡逑雌雄株叶片内Ｃｄ离子和Ｎａ离子的浓度相较于对照组均有增加，Ｎａ离子浓度上升显逡逑著，雌雄株叶片内Ｎａ离子浓度分别增加３１．３３邋ｍｇ邋ｆＤＷ和３４．８５邋ｍｇ邋ｇ＿１ＤＷ；盐镉逡逑复合胁迫下，雌雄美洲黑杨叶片内Ｃｄ离子浓度相较于对照组、单独Ｃｄ胁迫组或单逡逑独盐胁迫组均有显著增加，雄株分别增加２５．６５邋ｍｇ邋ｋｇ—１邋ＤＷ、１９．２６邋ｍｇ邋ｋｆ１邋ＤＷ和逡逑２４．１６邋ｍｇ邋ｋｇ．１邋ＤＷ，雌株分另ｉｊ增力口邋１８．２４邋ｍｇ邋ｋｇ．１邋ＤＷ、９．７６邋ｍｇ邋ｋｇ．＇邋ＤＷ邋和邋１６．５３邋ｍｇ邋ｋｇ．１逡逑ＤＷ。盐镉复合胁迫下，雄株叶片内Ｃｄ离子浓度大于雌株，约为雌株叶片Ｃｄ离子浓逡逑度的１４１．３９％。盐镉复合胁迫下，，与单独盐胁迫组相比，两种性别叶片内的钠离子均逡逑一定程度升高，但差异不显著，其中雄株增加１３．２３邋ｍｇ邋ｋｇ—１邋ＤＷ，雌株增加３０．２１邋ｍｇ逡逑ｋｆ邋ＤＷ；盐镉复合胁迫下美洲黑杨雄株叶片内Ｎａ离子浓度低于雌株，约为雌株的逡逑７６．９８％邋0逡逑＾邋３５－１逦（ａ）邋Ｃ邋９０－１逦（ｂ）逡逑
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S792.11

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