本文關(guān)鍵詞：香樟樹苗體對土壤重金屬Mn污染的光合響應及相關(guān)作用機理

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【摘要】：重慶是我國大中城市中礦產(chǎn)資源最富集的地區(qū)之一,錳礦探明儲量達3700萬噸,居全國第二,利用木本植物進行礦區(qū)的生態(tài)修復是重慶重金屬Mn礦區(qū)廢棄地生態(tài)治理的一種重要方法。研究木本植物苗體在重金屬Mn污染脅迫下的光合生理特性,并揭示其適應狀況,對治理土壤重金屬污染和礦區(qū)生態(tài)修復具有重要意義。本研究于2015年10月間,主要對C組、B組與A組(C組:40-60cm,B組:25-30cm,A組:15-20cm)香樟樹(Cinnamomum camphora(L.)Presl)苗體進行研究,通過室內(nèi)盆栽栽培方式,三組各一個自然對照組(CK1,BK1與AK1),以及人為施加七個(CK2-8、BK2-8與AK2-8)不同的重金屬Mn污染濃度(3000、5000、8000、10000、15000、20000、30000 mg/kg)的處理方式來研究香樟樹苗體在一次性重金屬Mn污染脅迫下的植株生長狀態(tài)、光合生理指標、葉綠色熒光、重金屬Mn在苗體內(nèi)的的分配與積累的影響。結(jié)果表明:(1)通過對香樟樹苗體生長狀態(tài)的觀測發(fā)現(xiàn):三組植株自然對照組與第一、二種重金屬Mn污染處理下(3000與5000mg/kg)香樟樹苗體葉片均生長狀況良好,沒有出現(xiàn)受害癥狀,顏色深綠,光澤度高且無斑點,植株依然生長正常。第三到七種(8000-30000mg/kg)重金屬Mn污染處理水平下三組香樟樹苗體葉片在加藥后第3天后現(xiàn)受害癥狀,葉片氣孔變大、下垂、出現(xiàn)褐色斑點、退綠,直至第二十天時,植株葉片與莖全部變成深褐色,植株死亡,且不再能恢復正常生長。(2)通過對香樟樹苗體光和生理指標的測定分析發(fā)現(xiàn):三組植株在同一高度不同污染濃度下,凈光合速率(Pn)最大值出現(xiàn)在自然對照組,Mn污染處理后的香樟苗體Pn值均顯著下降,甚至出現(xiàn)負值,說明不同重金屬Mn污染對香樟樹苗體的正常生長都起到了一定的抑制作用,從而導致光合速率的下降;Mn處理后三組植株的Pn變化幅度與加入重金屬Mn污染處理濃度的高低無關(guān),其Pn值的變化僅與植株生長年限,植株高度以及外界環(huán)境因子有關(guān)。(3)Mn污染處理后,三組植株在同一高度不同污染濃度下,其蒸騰速率(Tr)、氣孔導度(Gs)和胞間二氧化碳(Ci)日最大值都出現(xiàn)在自然對照組,說明不同污染濃度對植物的蒸騰作用、氣孔的開合以及植物胞間二氧化碳的流動都起到了一定的抑制作用,從而導致其值的下降;香樟樹苗體Gs與Tr呈正相關(guān),說明香樟樹葉片的蒸騰作用的快慢主要取決于氣孔的活躍程度;通過對Pn、Gs與Ci的圖像分析得出,Pn和Ci變化方向相同,且兩者同時減小,說明香樟樹苗體葉片Pn值的降低降低主要是由非氣孔因素引起的,故香樟樹苗體光合速率的控制因子為非氣孔限制。(4)通過分析三組Mn污染處理下的香樟樹苗體葉綠素熒光參數(shù)得出:葉片暗適應狀態(tài)下最小葉綠素熒光產(chǎn)量(Fo)值隨著Mn污染濃度處理的升高而增大,表明植株P(guān)SII反應中心的破壞越嚴重;Mn污染處理后的三組植株在光適應下的非光化學猝滅(NPQ或qN)均下降了,且隨著污染濃度的增加,NPQ下降幅度更大,說明Mn污染處理溶液濃度越高,越有利于光能用于光合電子傳遞;葉片PSII的實際光能轉(zhuǎn)化速率((37)PSII)、光合電子傳遞速率(ETR)和FV/FM值隨著Mn污染溶液的加入而顯著下降,說明不同濃度的重金屬Mn污染處理使得葉片光合電子傳遞效率和線性電子傳遞效率的降低。(5)通過對香樟樹苗體各部分(根、莖、葉)吸收的重金屬的測定與分析發(fā)現(xiàn):三組香樟樹苗體中重金屬含量規(guī)律為低濃度處理(3000-8000mg/kg)高于高濃度(10000-30000mg/kg)處理,且三組植株吸收重金屬的總量為C組B組A組。當人為施加重金屬濃度為3000-10000mg/kg時,Mn污染處理溶液的加入能在一定程度上促進植株地上部分對重金屬Mn的吸收、富集與轉(zhuǎn)運能力的提升,對去除土壤中重金屬能力相對較明顯;而在Mn污染濃度處理為15000-30000mg/kg時,植株對重金屬Mn的吸收、富集都集中在根部,轉(zhuǎn)運能力很弱,對去除土壤中重金屬能力相對較弱。
【關(guān)鍵詞】：重金屬Mn 光合生理特性 香樟樹苗體 葉綠素熒光
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X53;X753;S792.23
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 引言9-10
• 1.1.1 選題依據(jù)9
• 1.1.2 研究目的與意義9
• 1.1.3 主要研究內(nèi)容9-10
• 1.1.4 擬解決的關(guān)鍵問題10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)10-14
• 1.2.1 香樟樹成分分析及研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 土壤重金屬污染來源及污染現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 重金屬污染對植物的危害12-14
• 第二章 研究地點、材料和測定方法14-21
• 2.1 試驗地概況14
• 2.2 試驗材料14-16
• 2.2.1 試驗土壤與樹苗14-15
• 2.2.2 試驗處理15
• 2.2.3 七種不同污染Mn處理的溶解與灌溉方法15-16
• 2.3 研究方法16-21
• 2.3.1 植物光合生理指標的測定16
• 2.3.2 葉片葉綠素熒光參數(shù)測定16-18
• 2.3.3 植物重金屬含量的測定18-19
• 2.3.4 Mn污染土壤重金屬含量的測定19-20
• 2.3.5 植株苗高與地徑的測量20
• 2.3.6 數(shù)據(jù)處理20-21
• 第三章 結(jié)果與分析21-52
• 3.1 重金屬脅迫對植物生長的影響21-23
• 3.1.1 植物葉片的癥狀21
• 3.1.2 重金屬對植物存活率的影響21-23
• 3.2 不同污染濃度處理對香樟樹苗體光合指標的影響23-43
• 3.2.1 環(huán)境因子日變化規(guī)律23-27
• 3.2.2 香樟樹苗體凈光合速率的日變化27-36
• 3.2.3 香樟樹苗體蒸騰作用的日變化36-38
• 3.2.4 香樟樹苗體氣孔導度日變化38-41
• 3.2.5 香樟樹苗體胞間CO2濃度日變化41-43
• 3.3 不同污染濃度處理對香樟樹苗體葉綠素熒光參數(shù)的影響43-46
• 3.3.1 不同污染濃度處理對香樟樹苗體葉綠素熒光參數(shù)影響的分析43-45
• 3.3.2 小結(jié)45-46
• 3.4 Mn在香樟樹苗體內(nèi)分配與積累46-52
• 3.4.1 香樟樹苗體各器官對重金屬Mn的吸收46-48
• 3.4.2 香樟樹苗體各器官吸收的重金屬Mn在植物體內(nèi)的分配48-49
• 3.4.3 重金屬Mn在香樟樹苗體各器官的富集效應49-50
• 3.4.4 小結(jié)50-52
• 第四章 結(jié)論與展望52-55
• 4.1 結(jié)論52-53
• 4.2 展望53-55
• 致謝55-56
• 參考文獻56-63
• 在學期間發(fā)表的論文63

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本文編號：623447