【摘要】：近年來,由于農(nóng)藥、殺菌劑等的任意使用以及工業(yè)廢水和污水灌溉等問題的日益突出,土壤中的銅(Cu)污染已成為世界各國特別是發(fā)展中國家農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要關(guān)注點。Cu是植物所必需的微量元素,對植物生長發(fā)育過程起到了至關(guān)重要的作用,但是隨著土壤Cu的不斷積累必然會對植物造成一定的毒害作用,影響植物正常的生長和發(fā)育過程。柑橘是常綠果樹,在世界上,有135個國家種植柑橘,我國更是有985個縣(市、區(qū))種植柑橘,因而柑橘具有極高的經(jīng)濟價值。研究表明柑橘園的Cu毒害已然發(fā)生并日益嚴重。目前,有關(guān)Cu毒對柑橘生理影響的研究較少。每天用含0.5(對照)、100、200、300、400和500μM CuCl_2的營養(yǎng)液澆灌沙田柚(Citrus grandis)和雪柑(Citrus sinensis)實生苗盆栽(基質(zhì)為砂),6個月后調(diào)查柑橘的生長狀況、根、莖、葉中的礦質(zhì)元素含量、葉部氣體交換、色素濃度、葉綠素a熒光(Chlorophyll a fluorescence,OJIP)曲線和相關(guān)熒光參數(shù),以及根、葉中的H_2O_2產(chǎn)生速率、電解質(zhì)滲漏、葉根相對含水量(Relative water content,RWC)和非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(Total nonstructural carbohydrates,TNC)濃度,旨在闡明(a)Cu毒害對柑橘生長、光合和相關(guān)生理參數(shù)的影響和(b)Cu毒害導(dǎo)致生長和光合受抑的生理機制。主要研究結(jié)果如下:1.植株的生長和大多數(shù)的生理參數(shù)僅在300-500μM Cu處理的柑橘實生苗中發(fā)生較大的變化。300-500μM Cu處理被認為是過量(毒害)的。2.總的說來,隨著Cu供應(yīng)量的增加,根、莖、葉中的Cu含量和單株Cu的吸收量增加,根、莖、葉中的氮(N)、磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、硼(B)和鐵(Fe)含量,根、葉中的硫(S)和鋅(Zn)含量和莖錳(Mn)含量,以及單株N、P、K、Ca、Mg、B和Fe吸收量減少。Cu毒害還影響了營養(yǎng)元素在根、莖、葉中的分配。3.隨著Cu濃度的增加,根、葉中的RWC降低,根、葉中的H_2O_2產(chǎn)生速率和電解質(zhì)滲漏增加。4.Cu在根部的積累隨著Cu濃度的增加而增加。超過93%的Cu積累在Cu毒害的柑橘實生苗的根部,這可能是柑橘耐受Cu毒害的關(guān)鍵機制。400至500μM Cu處理的沙田柚和雪柑實生苗均有許多腐爛死亡的須根,大多數(shù)沒有腐爛的須根也會變成異常暗褐色。主成分分析(Principal component analysis,PCA)表明,Cu毒害對柑橘根部的影響大于對地上部的影響。由此認為,Cu毒害可能直接損害柑橘根系,從而減少植株水分和養(yǎng)分的吸收,影響地上部的生長。5.Cu毒害會導(dǎo)致柑橘植株幼葉缺Fe失綠。Cu毒害導(dǎo)致的光合色素減少可能與養(yǎng)分缺乏、非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(葡萄糖、果糖、蔗糖、總的可溶性糖、淀粉和總非結(jié)構(gòu)性碳水化合物)積累、以及葉綠體的結(jié)構(gòu)損傷有關(guān)。6.Cu毒害致使原初光化學(xué)的最大量子產(chǎn)額(Maximum quantum yield of primary photosystem II photochemistry,F_(v/)F_m)和電子傳遞的量子產(chǎn)額(Quantum yield for electron transport,ET_o/ABS)的降低,單位反應(yīng)中心的能量耗散(Energy dissipation per reaction center,DI_o/RC)和能量耗散的量子產(chǎn)額(Quantum yield for energy dissipation,DI_o/ABS)的增加,以及OJIP曲線的改變,表明這些葉的光系統(tǒng)II(PSII)復(fù)合物受到了光抑制性損傷。相對于PSII來說,光系統(tǒng)I(PSI)是一個較少敏感的Cu抑制位點,Cu毒害下PSII供體側(cè)的損傷小于PSII受體側(cè)。7.Cu毒害下柑橘葉CO_2同化下降主要是由非氣孔因素所致,如類囊體結(jié)構(gòu)的變化、非結(jié)構(gòu)性碳水化合物積累增加導(dǎo)致的庫-源關(guān)系的改變、水分和養(yǎng)分吸收的減少、活性氧(Reactive oxygen species,ROS)的增加以及光合電子傳遞鏈受損等。綜上所述,Cu濃度在300至500μM時對柑橘毒害的影響較顯著,Cu主要積累在柑橘的根系中,抑制水分和養(yǎng)分的吸收以及地上部的生長,Cu毒害會造成葉綠體的結(jié)構(gòu)損傷、造成營養(yǎng)物質(zhì)缺乏和非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的積累,從而導(dǎo)致光合色素反應(yīng)的減少以及生物合成的減少。
【圖文】：

15圖 3-2 過量 Cu 對沙田柚（A-D）和雪柑（E-H）實生苗生長的影響Figure 3-2 Excess Cu effects on growth of C. grandis (A-D) and C. sinensis (E-H) seedlings.表 3-1 Cu 毒害誘導(dǎo)的沙田柚和雪柑實生苗枯死、萎蔫以及葉片變黃數(shù)量統(tǒng)計表Table 3-1 Cu-toxicity-induced death, wilting and leaf yellowing of C. grandis and C. sinensisseedlingsCu 處理濃度（μM）沙田柚實生苗數(shù)量 雪柑實生苗數(shù)量枯死 萎蔫 葉片變黃 枯死 萎蔫 葉片變黃0.5 0 0 0 0 0 0100 0 0 0 0 0 0200 0 0 0 0 0 0300 0 0 4 0 0 1400 1 2 13 0 0 5500 3 0 18 8 8 10
【學(xué)位授予單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S666

【參考文獻】

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本文編號：2687774