在自然環(huán)境中,重金屬鉛和鋅一般共存,因此很容易形成鉛鋅和其它元素的復(fù)合污染。目前,對修復(fù)鉛鋅重金屬污染的超累積或富集植物做了較多篩選研究,但這些植物多因生物量小、生長速度慢,在實(shí)踐應(yīng)用中受到限制,導(dǎo)致修復(fù)鉛鋅重金屬土壤效果不理想。樟科(Lauraceae)木姜子屬植物山蒼子(Litseacubeba(Lour.)Pers.)為中國南方重要能源和香料樹種,具有生物量大、生長迅速、適應(yīng)性好、地理分布廣的特征。本課題組通過前期調(diào)查,發(fā)現(xiàn)山蒼子在鉛鋅尾礦區(qū)生長良好,這表明其對鉛鋅具有較強(qiáng)的耐受性,具備作為重金屬污染修復(fù)植物的基礎(chǔ)。本研究采用盆栽試驗(yàn),對山蒼子一年生實(shí)生苗進(jìn)行Pb2+、Zn2+脅迫,觀測Pb2+、Zn2+單一和復(fù)合脅迫下植株的生長情況、實(shí)生苗根系形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化以及植株生理生化的變化;分析山蒼子幼苗解剖結(jié)構(gòu)與重金屬累積特點(diǎn);幼苗對主要礦質(zhì)元素的吸收特性;探究山蒼子幼苗對鉛鋅脅迫的響應(yīng)特征。主要研究結(jié)果如下:(1)當(dāng)單一 Pb2+濃度≤400mg·kg-1時(shí),山蒼子幼苗根系及地上部分的生長受到不同程度的促進(jìn)作用。在P3處理下(Pb2+濃度為600mg.kg-1),植株地上、根系生長均受到明顯的抑制,此時(shí)幼苗地上、地下生物量較對照分別下降了 12.95%、13.86%。當(dāng)單一 Zn2+≤200mg.kg-1時(shí),幼苗各項(xiàng)生長指標(biāo)與對照無顯著差異(P0.05)。在Pb2+-Zn2+復(fù)合≤200mg·kg-1濃度時(shí),幼苗地上、地下指標(biāo)均受到了輕微的促進(jìn)作用。當(dāng)Zn2+和Pb2+-Zn2+均大于400mg·kg-1時(shí),植株生長較對照受到了顯著的抑制作用(P0.05),且Zn2+對幼苗各項(xiàng)指標(biāo)的抑制作用比在同離子濃度Pb2+處理下大,與此同時(shí)Pb2+-Zn2+脅迫對山蒼子植株生長的抑制作用大于同離子濃度的單一Zn2+處理。高濃度的鉛鋅脅迫對山蒼子植株的抑制作用大小依次為:Pb2+Zn2+Pb2+-Zn2+。(2)葉綠素(Chl)a含量在Pb2+、Zn2+單一處理下逐漸下降,在Pb2+-Zn2+復(fù)合脅迫下先增后減;Chlb、Chl(a+b)含量在Pb2+、Zn2+及Pb2+-Zn2+處理下均呈先升后降趨勢,且Chl a/b值均低于對照;鉛鋅單一和復(fù)合處理下,Pn、Gs和Tr均隨著濃度的增大呈先增后減的變化趨勢。隨著各處理濃度的增加,山蒼子幼苗植株Gi上升,而Pn下降,幼苗光合作用下降是由非氣孔因素導(dǎo)致的。山蒼子幼苗葉片SOD、POD、CAT酶活性隨著Pb2+、Zn2+及Pb2+-Zn2+濃度的增加先上升后下降,葉片中MDA含量則隨著濃度增加逐漸上升;在高濃度Zn2+、Pb2+-Zn2+(濃度≥600mg·kg-1)脅迫下,葉片內(nèi)的POD、CAT酶活性比同濃度單一Pb2+脅迫下更強(qiáng),植物受到的損害更嚴(yán)重。隨著Pb2+、Zn2+及Pb2+-Zn2+濃度的升高,幼苗葉片中可溶性糖、可溶性蛋白含量均呈先上升后下降的趨勢,脯氨酸含量隨著濃度的增大持續(xù)上升。(3)在Pb2+、Zn2+單一與復(fù)合不同濃度處理下,Pb2+、Zn2+在山蒼子幼苗不同器官中的累積量存在差異,且與根系形態(tài)指標(biāo)密切相關(guān)。Pb2+、Zn2+重金屬在幼苗地上、地下部分的累積量與盆栽基質(zhì)中Pb2+、Zn2+濃度之間相關(guān)性較大,其中幼苗地上部分Pb2+含量與Pb2+脅迫濃度呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.935;根系中Zn2+的累積量與Zn2+脅迫濃度呈顯著正相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為0.738。Pb2+、Zn2+處理對山蒼子幼苗根系形態(tài)的影響大小不同,Zn2+處理對山蒼子幼苗根系形態(tài)指標(biāo)的影響大于Pb2+對其根系形態(tài)指標(biāo)的影響。山蒼子幼苗根部對Pb2+耐受性較強(qiáng),對Zn2+的耐受性略小于對Pb2+的耐受性。(4)Pb2+、Zn2+單一及Pb2+-Zn2+復(fù)合脅迫對幼苗體內(nèi)N、P、K元素的平衡存在一定程度的影響。在Pb2+、Zn2+單一脅迫下,山蒼子植株地上部分、根部中N含量均呈先增后減趨勢;地上、地下P含量僅在Zn2+800mg·kg-1處理下低于對照,較對照分別減少了13.26%、13.80%。山蒼子地上部分N、P含量均大于根系中N、P含量,植株中K含量則表現(xiàn)為根部高于地上部分。Pb2+單一處理下,地上K含量在Pb2+800mg.kg-1下顯著低于對照(P0.05),根部中K含量在單一Pb2+處理下均顯著高于對照組(P0.05)。在Zn2+單一處理下,地上部分、根部KK含量最小值出現(xiàn)在Zn2+800mg·kg-1處理下,較對照分別下降了10.73%、5.26%。鉛鋅復(fù)合脅迫下,地上和根部中N含量總體呈現(xiàn)下降趨勢;隨著處理濃度的增大,地上部分P含量呈下降趨勢,根部P含量先增后減;植株內(nèi)地上、地下K含量均隨著處理濃度的增大先增后減。(5)山蒼子葉片的解剖結(jié)構(gòu)結(jié)果顯示,三種脅迫方式對幼苗葉片橫切形態(tài)結(jié)構(gòu)存在不同程度的影響。高濃度Pb2+、Zn2+單一及Pb2+-Zn2+脅迫下山蒼子葉片厚度變薄,上、下表皮細(xì)胞體積減小,柵欄組織與海綿組織分化逐漸不明顯,細(xì)胞結(jié)構(gòu)疏松,柵海比下降。山蒼子幼苗為了適應(yīng)外界脅迫環(huán)境,葉肉組織、表皮形態(tài)均發(fā)生了不同程度的改變。
【學(xué)位單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X503.231;S573.8
【部分圖文】：

山蒼子幼苗對鉛鋅脅迫的響應(yīng)??３．１．３鉛鋅脅迫下山蒼子幼苗的耐性指數(shù)??通過對植株的耐受性大小分析（如圖２）發(fā)現(xiàn)，山蒼子幼苗對重金屬Ｐｂ２＋、??Ｚｎ２＋的耐受指數(shù)范圍在０．４７７－１．２２０之間。隨著處理濃度的增加，耐性指數(shù)在單一??Ｐｂ＇?Ｚｎ２＋及復(fù)合Ｐｂ２＋－Ｚｎ２＋處理下均逐漸下降。耐性指數(shù)最小值出現(xiàn)在Ｍ４處理??下，其耐性指數(shù)為０．４７７，此時(shí)的Ｐｂ２＋－Ｚｎ２＋復(fù)合處理濃度對幼苗的生長表現(xiàn)出明??顯的抑制作用。而ＰＩ、Ｐ２、Ｍｌ處理組的植株耐性指數(shù)大于１，說明低濃度的重??金屬Ｐｂ２＋?（濃度彡‘ＯＯｒｎｇ＾ｋｇ－１）及Ｐｂ２＋－Ｚｎ２＋?（濃度彡ｌＯＯｍｇ＇ｋｇ－１）對山蒼子幼苗的??生長起到促進(jìn)作用。??１．４００?ｐ??Ｌ２００?－關(guān)?Ｔ??｜１獅＇Ｓ?；?開?４??Ｍ?ｏ．ｂｓｄ?－?５?Ｈ?工?ｒｎ?Ｆ??班?ｇ?ｆ?ｉ?４?ｒｉ??５?§?Ｓ．＆３０?－，?；?ｎ?ｒ??＾?＿?Ｉ?＿?ｉ?；?邁?Ｊ?｜??〇?ＩＩ?Ｒ??一?Ｇ．４０Ｇ?＿??０．２＾＞?－?１?，?肩?＇??Ｄ．ＤＤＤ?Ｎｆｉｉ．Ｍｉ?｛．．ｒｉ?ｉ?１?Ｉ?ｉ?１?１?；Ｉ?ｉ?ＩＪ?ｉ?ＩＩ?ｉ?ｉ?１?Ｉ．．．１?ｉ?ｉ．?ｉ?Ｍ?ｉ??ＰＩ?Ｐ２?Ｐ３?Ｐ４?２１?２２?２Ｂ?Ｚ４?Ｍｌ?Ｍ２?ＭＳ?ｍ??圖２鉛鋅單一及復(fù)合脅迫下山蒼子幼苗的耐性指數(shù)??Ｆｉｇｕｒｅ．２?Ｔｏｌｅｒａｎｃｅ?ｉｎｄｅｘ?ｏｆ?Ｌｉｔｓｅａ?ｃｕｂｅｂａ?ｓｅｅｄｌｉｎｇ?ｕｎｄｅｒ?ｓｉｎｇｌｅ?ａｎｄ?ｃｏｍｐｏｕｎｄ?ｌｅａｄ

?ｚｉｎｃ?ｓｔｒｅｓｓ??３．２．１．２鉛鋅單一脅迫對山蒼子幼苗光合作用的影響??由圖４可知，在Ｐｂ２＇?Ｚｎ２＋單一不同濃度處理下，山蒼子葉片凈光合速率Ｐｎ??值在８：００－１２：００時(shí)間段大于１２：００－１６：００時(shí)間段，且各個(gè)處理組之間存在明顯的差??異。Ｐｂ２＋、ｚｎ２＋單一脅迫下，各處理組的凈光合速率呈現(xiàn)出“單峰”變化曲線，且峰??值都出現(xiàn)在１２：００。隨著處理濃度的增大，凡在Ｐｂ２＋處理下表現(xiàn)為先升后降的變??化趨勢，其最大值出現(xiàn)在ＰＩ?（Ｐｂ２＋濃度為２００ｍｇｌｇ－１）處理下。隨著Ｚｎ２＋脅迫濃??度的增大，Ｐｎ逐漸下降。在Ｐ１與Ｐ２?（Ｐｂ２＋濃度為ＡＯＯｍｇ＇ｋｇ－１）處理下，全天的??Ｐｎ相對較髙，１２：００時(shí)的峰值大小分別為ＫＷｎｍｏｌ?ｎ＾?ｓ－１、１２．９５＾ｉｍｏｌ?ｒｒｒＷ較??對照分別增加２５．７５％、７．２０％。Ｐ３和Ｚｌ、Ｚ２脅迫下（濃度分別為ＰｂＭＯＯｍｇ．ｋｇ－１、??ＺｎＷＯＯｍｇ．ｋｇ－１、ＺｎＮＯＯｍｇ?ｋｇ－１）的Ｐｎ變化趨勢與ＣＫ基本相同，在１２：００達(dá)到??全天的最高值
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2880537