【摘要】：伴隨全球經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,人類生存環(huán)境污染不斷加重,威脅到人類的健康,重金屬污染是人類面對的主要污染問題之一。植物修復(fù)具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),但是修復(fù)效率較低,周期太長。因此,目前無法進(jìn)行大規(guī)模的應(yīng)用。所以人工干預(yù)以提升修復(fù)效果顯得極為重要。已有研究表明,氮素能緩解重金屬對植株的毒害。因此,在進(jìn)行重金屬污染土壤的植物修復(fù)時,合理施用氮肥能提高修復(fù)效率。但是氮素在植物對鎘的解毒過程中是怎樣起作用的?為探討這個問題,本研究以白三葉草為材料,采用盆栽試驗,開展了以下研究內(nèi)容:(1)共設(shè)置6個不同濃度鎘處理:0 mg/kg、12.5 mg/kg、25 mg/kg、50 mg/kg、75 mg/kg、100 mg/kg,研究重金屬鎘對白三葉草生長、生物量以及葉綠素含量的影響,并篩選造成植株受到毒害的鎘濃度(75 mg/kg);(2)共設(shè)置8個鎘脅迫下不同濃度氮處理:0mg/kg、1mg/kg、2mg/kg、4mg/kg、8mg/kg、12mg/kg、18mg/kg、24mg/kg,以及1組空白對照(不進(jìn)行鎘和氮處理),研究鎘脅迫下施加氮對白三葉草生長的影響,并篩選能緩解植株鎘毒害的氮素濃度(18mg/kg);(3)共設(shè)置四個處理:0mg/kg Cd+0mg/kg N、75mg/kg Cd+0mg/kg N、0mg/kg Cd+18 mg/kg N以及75mg/kg Cd+18 mg/kg N,研究了Cd脅迫下增施氮肥對植株光合熒光特性、抗氧化酶的活性、Cd含量、GSH和PCs含量的影響。試驗結(jié)果如下:(1)低濃度Cd(≤50mg/kg)處理不會對白三葉草的葉片形態(tài)造成顯著影響,并且能一定程度上促進(jìn)植株生長,其生長量和葉綠素含量均隨著鎘處理濃度的提高而增加;當(dāng)Cd處理濃度為75mg/kg時,植株生長受到影響,其生長量、生物量以及葉綠素含量降低至空白對照水平,甚至低于對照,說明此時鎘對植株造成了重金屬脅迫;而100mg/kg濃度的鎘處理使得植株生長受到嚴(yán)重影響,植株葉片嚴(yán)重褪綠,主根長顯著低于空白對照,其余指標(biāo)與對照相比均降低,差異極顯著。說明低濃度(≤50mg/kg)鎘處理能促進(jìn)白三葉草的生長發(fā)育,而當(dāng)鎘處理濃度達(dá)到75mg/kg時,植株受到鎘脅迫,植株正常生長受到阻礙。因此,本人選取75mg/kg的鎘處理濃度進(jìn)行下一步的試驗,研究75mg/kg濃度鎘脅迫下,不同濃度外源氮對白三葉草生長的影響。(2)在鎘脅迫(75mg/kg鎘處理)下,施加一定濃度(0-24mg/kg)外源氮能夠緩解白三葉草受到的生長抑制。植株生長量、生物量以及葉綠素含量均隨著氮處理濃度的增加而提高。低濃度(≤12mg/kg)氮處理后,植株葉片的鎘毒害癥狀仍然明顯,葉片嚴(yán)重褪綠或者有大量白色斑點(diǎn),植株生長無法恢復(fù)到正常生長(CK)水平。當(dāng)?shù)┘訚舛葹?8 mg/kg和24 mg/kg時,植株生長基本恢復(fù)正常,其生長量、生物量以及葉綠素含量與對照(CK)相比無顯著差異,甚至優(yōu)于空白對照組。結(jié)合生產(chǎn)實踐的應(yīng)用,本次試驗選取相對較低用量(18 mg/kg)的有效氮素濃度,用于下一步的試驗,研究鎘脅迫下施加氮對白三葉草生長生理的影響及其在植物緩解鎘毒害時發(fā)揮的作用。(3)單獨(dú)鎘處理(75mg/kg)顯著降低白三葉草的抗氧化酶(POD、SOD和CAT)的活性,與對照相比分別降低了31.71%、32.91%和41.59%。此外,鎘脅迫抑制了其光合熒光生理,影響光系統(tǒng)Ⅱ反應(yīng)中心活性,使光合同化力下降,對其正常生長造成影響。單獨(dú)氮處理能促進(jìn)植株生長發(fā)育,但是合成的谷胱甘肽(GSH)植物絡(luò)合素(PCs)含量與空白對照相比,無顯著差異。而鎘脅迫下施加氮能夠緩解重金屬鎘對植株生長生理的抑制作用,促進(jìn)植株有效利用光能,提高植株對鎘的吸收能力,促進(jìn)植株對谷胱甘肽的合成,提高植物絡(luò)合素含量。說明氮素在白三葉草的重金屬Cd解毒過程中發(fā)揮了重要作用,充足的氮供給不僅能夠保證植株正常生長,消除重金屬鎘造成的氧化脅迫,而且能夠合成螯合物質(zhì)對重金屬鎘進(jìn)行螯合,降低自由態(tài)鎘濃度,從而減少重金屬鎘對植物的毒害作用。
【圖文】：

圖 1 不同濃度鎘對白三葉草生物量的影響Fig. 1 Effects of different concentrations of cadmium on biomass of T. repens/( g·plant-1)注：圖中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。不同小寫字母表示處理間差異顯著（P＜0.05），不同大寫字母表示處理間差異極顯著（P＜0.01）。下同。Note：Datas in the figure are means±SE.Different lowercase letters indicate significant difference among the treatments （P < 0.05）; Differentcapital letters indicate extraordinarily significant difference among treatments （P < 0.01）.The same below.2.4 不同濃度鎘對白三葉草葉綠素含量的影響由圖 2 可知，當(dāng)?shù)蜐舛龋ā?0 mg/kg）鎘處理時，白三葉草的葉綠素 a、葉綠素 b和總?cè)~綠素含量均隨著鎘處理濃度的升高而增加，尤其當(dāng)鎘處理濃度為 25-50mg/kg時，葉綠素各指標(biāo)均極顯著高于空白對照，在 50mg/kg（A3）處理時達(dá)到最大值，分別比對照提高了 106%、77.14%和 96.70%。而當(dāng)鎘處理濃度高于 50mg/kg 時，葉綠素a、葉綠素 b 和總?cè)~綠素含量均顯著低于 A3 處理組（50mg/kg），甚至低于空白對照。由此說明，低濃度鎘能提高白三葉草的葉綠素含量，而高濃度鎘則抑制植株葉綠素的

圖 2 不同濃度鎘對白三葉草葉綠素含量的影響Fig. 2 Effects of different concentrations of cadmium on chlorophyll content of T. repens3 討論對于植物來說，鎘不是其正常生長所必需的元素。當(dāng)重金屬鎘在植物體內(nèi)積累到一定程度之后，，其生長生理會受影響，表現(xiàn)出鎘毒害癥狀，甚至死亡。Cd 與植物生長中關(guān)鍵酶、含 N 和（S）基團(tuán)及蛋白中心的巰基（-SH）結(jié)合，誘導(dǎo)體內(nèi)脂氧合酶（LOX）和還原性輔酶 II（NADPH）氧化酶（NOX）活性升高[13]。進(jìn)而導(dǎo)致硫代巴比妥酸反應(yīng)物（TBARS）過量堆積及生物大分子損傷，從而抑制生長發(fā)育[14]。植物生長與形態(tài)學(xué)的適應(yīng)特性通常是其適應(yīng)環(huán)境最基本機(jī)制。本試驗結(jié)果表明，較低濃度（≤50mg/kg）重金屬鎘處理，能促進(jìn)白三葉草的生長，提高地上部高、主根長等生長指標(biāo)，植株葉片形態(tài)基本正常；而較高濃度（75. 00mg/kg 和 100mg/kg）則顯著抑制植株生長，降低生物量，造成葉片失綠甚至萎蔫。這種“低促高抑”現(xiàn)象與多數(shù)植物
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X173

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 韓承華;嚴(yán)吳煒;朱麗麗;張路;李換平;江解增;周增輝;張娜;田秋芳;石如瓊;潘瑞瑞;劉野;;硒對鎘脅迫下豆瓣菜生長、生理特性及鎘積累的影響[J];揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版);2017年01期

2 肖厚軍;偠久蘭;何佳芳;趙歡;;鎘脅迫下芹菜產(chǎn)量和氮、磷、鉀吸收及鎘積累量的變化[J];環(huán)境科技;2014年04期

3 王晶晶;楊春文;蔡赫;李然紅;張瑩瑩;馬威;;鎘脅迫對珍珠梅生理生態(tài)特征的影響[J];北方園藝;2010年13期

4 吳雙桃;朱慧;;鎘脅迫對水浮蓮幼苗生理功能的影響[J];工業(yè)安全與環(huán)保;2010年08期

5 關(guān)昕昕;嚴(yán)重玲;劉景春;敖子強(qiáng);;鈣對鎘脅迫下小白菜生理特性的影響[J];廈門大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年01期

6 薛犖綺;溫子若;陳希;;鎘脅迫對玉米生理生化特性及品質(zhì)的影響[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2009年24期

7 張珂;厲萌萌;劉德權(quán);陳飛虎;馬闖;;鎘脅迫對小麥、玉米種子萌發(fā)及幼苗生長的影響[J];種子;2019年05期

8 喻華;馮文強(qiáng);秦魚生;涂仕華;;鎘脅迫對不同基因型水稻生長和鎘吸收的影響[J];西南農(nóng)業(yè)學(xué)報;2013年03期

9 吳坤;吳中紅;邰付菊;韓瑩;謝寶恩;袁祖麗;;鎘脅迫對煙草葉激素水平、光合特性、熒光特性的影響[J];生態(tài)學(xué)報;2011年16期

10 吳福忠;楊萬勤;張健;周利強(qiáng);;鎘脅迫對桂花生長和養(yǎng)分積累、分配與利用的影響[J];植物生態(tài)學(xué)報;2010年10期

相關(guān)會議論文 前10條

1 徐慶國;孫亞莉;楊明;陳璐;;鎘脅迫對水稻不同品種種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[A];中國作物學(xué)會作物種子專業(yè)委員會2017年學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2017年

2 吳澤嬴;葛瀅;;供硫?qū)︽k脅迫下水稻巰基物質(zhì)含量的影響[A];農(nóng)業(yè)環(huán)境與生態(tài)安全——第五屆全國農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2013年

3 劉周莉;何興元;陳瑋;;鎘脅迫下藤本植物金銀花的生長反應(yīng)及積累特性研究[A];中國植物學(xué)會七十五周年年會論文摘要匯編（1933-2008）[C];2008年

4 李汝佳;李雪梅;;水楊酸、脫落酸和過氧化氫對鎘脅迫小麥的影響[A];第二屆全國農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2007年

5 揭雨成;佘瑋;邢虎成;朱守晶;周精華;蔣杰;王亮;;苧麻鎘脅迫響應(yīng)基因表達(dá)研究[A];2010中國作物學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2010年

6 張傳永;孫振興;;中國蛤蜊抗氧化酶對汞和鎘脅迫的響應(yīng)[A];中國動物學(xué)會·中國海洋湖沼學(xué)會貝類學(xué)分會第九次會員代表大會暨第十五次學(xué)術(shù)討論會會議摘要集[C];2011年

7 任可欣;閻希柱;;鎘脅迫對多齒圍沙蠶(Perinereis nuntia)超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和乙酰膽堿酯酶活性的影響[A];2013年中國水產(chǎn)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2013年

8 湛方棟;何永美;李元;祖艷群;陳建軍;程永艷;;鉛鎘脅迫下接種根際真菌對圓葉無心菜生長和鉛鎘含量的影響[A];2012年云南農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)協(xié)會論文集[C];2012年

9 皮杰;李德亮;王劍平;朱鵬飛;張婷;;慢性鎘脅迫對鰱魚金屬富集和能量物質(zhì)代謝的影響[A];2016年中國水產(chǎn)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2016年

10 簡敏菲;楊葉萍;余厚平;鐘曉慶;龔秋林;陳勇玲;;鎘脅迫下苧麻(Boehmeria nivea(L.)Gaudich.)的葉綠素?zé)晒鈩討B(tài)[A];2015年中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2015年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 關(guān)美艷;一氧化氮清除系統(tǒng)在擬南芥應(yīng)答鎘脅迫過程中的作用及其機(jī)制[D];浙江大學(xué);2018年

2 胡炎;東南景天對鎘脅迫的響應(yīng)和鎘再轉(zhuǎn)運(yùn)的生理與分子機(jī)制[D];浙江大學(xué);2019年

3 楊惠麟;鎘脅迫對擬環(huán)紋豹蛛的影響研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

4 鄧勇;硫化氫緩解紅麻重金屬鎘脅迫功能分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2019年

5 肖亞濤;冬小麥苗期對鎘脅迫的響應(yīng)及阻控機(jī)制研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2019年

6 任雯;玉米干旱脅迫和鎘毒害響應(yīng)蛋白鑒定與分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2018年

7 Basharat Ali;5-氨基乙酰丙酸緩解鎘脅迫下油菜植株生長、生理、分子和超微結(jié)構(gòu)變化的作用機(jī)理研究[D];浙江大學(xué);2014年

8 張路;MIR156調(diào)控植物鎘脅迫耐受機(jī)制研究及應(yīng)用[D];安徽理工大學(xué);2017年

9 Mohamed Alpha Jalloh（賈�。�;不同氮源下鎘脅迫對水稻生長和品質(zhì)形成的影響[D];浙江大學(xué);2008年

10 宋阿琳;小白菜對鎘脅迫的響應(yīng)及硅緩解鎘毒害的機(jī)制[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 習(xí)夏平;硫酸鹽對鎘脅迫下谷子幼苗生理的影響[D];山西大學(xué);2019年

2 韓洋洋;擬南芥mMDH2基因在調(diào)控鎘脅迫響應(yīng)中的功能研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2019年

3 凌瓏;外源施加甲基乙二醛和硫化氫對鎘脅迫旱柳抗氧化系統(tǒng)活性及抗逆基因表達(dá)的影響[D];遼寧大學(xué);2019年

4 張麗;外源施加鈣、一氧化氮對鎘脅迫下旱柳抗氧化系統(tǒng)活性及相關(guān)基因表達(dá)的影響[D];遼寧大學(xué);2019年

5 張瑛;磁化水處理對鎘脅迫下107楊生長、生理特性及土壤微生態(tài)環(huán)境的影響[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2019年

6 桂賽玉;鎘脅迫下不同倍性鯽的抗逆性研究[D];湖南師范大學(xué);2017年

7 閆金朋;施用不同形態(tài)硒對鎘脅迫下水稻生長及吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)鎘的影響[D];廣西大學(xué);2019年

8 董姬妃;外源氮對白三葉草的鎘毒害緩解效果的研究[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

9 胡雪萍;水稻響應(yīng)鎘脅迫代謝組學(xué)研究[D];南昌大學(xué);2019年

10 油勇強(qiáng);叢枝菌根真菌-蘆葦共生體系對鋅鎘脅迫的響應(yīng)及轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

本文編號：2589081