麻瘋樹對(duì)銫、鍶脅迫的生理生化響應(yīng)及富集.pdf

1、本文以麻瘋樹為研究材料，分別在壤土和砂土培養(yǎng)條件下進(jìn)行以下處理：①Cs、Sr不同濃度脅迫處理，分別為100mg/kg、200mg/k g、400mg/kg；②Cs、Sr復(fù)合脅迫處理(100Cs++100Sr2+mg/kg、200Cs++200Sr2+mg/kg)；③在200mg/kg濃度Cs脅迫下施加K+(35mg/kg、70 mg/kg)處理，和在200mg/kg濃度Sr脅迫下施加Ca2+(100 mg/kg、200mg/kg)的處理

2、。各處理分別在30、70和120天后取樣，測(cè)定其生長(zhǎng)指標(biāo)、生理生化指標(biāo)和富集特征等指標(biāo)，希望為應(yīng)用木本植物修復(fù)技術(shù)治理Cs和Sr污染土壤提供一定理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。結(jié)果表明：
　　 ⑴在不同濃度Cs+脅迫處理下，麻瘋樹幼苗株高、株莖、葉面積、隨濃度升高而呈下降趨勢(shì)，其中400mg/kg濃度脅迫造成明顯的葉片變黃和脫落。說明麻瘋樹幼苗在各濃度處理下均能生長(zhǎng)，但濃度越高對(duì)麻瘋樹幼苗生長(zhǎng)的抑制作用越明顯。在光合生理水平，除對(duì)照外，各處

3、理濃度和處理時(shí)間與麻瘋樹幼苗的Chla、Chlb和Chla+b含量基本呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；熒光參數(shù)Fv/Fm在Cs+濃度0～200mg/kg范圍內(nèi)屬正常波動(dòng)(0.8～0.84)，變化不顯著，而在高濃度400mg/kg條件下隨處理時(shí)間增加則明顯下降，說明高濃度Cs+處理才對(duì)麻瘋樹幼苗的光合能力有明顯的脅迫作用，且隨脅迫時(shí)間增加其脅迫程度增大。最大相對(duì)電子傳遞速率(ETRmax)和半飽和光強(qiáng)(IK)隨處理濃度和處理時(shí)間增加而下降，說明麻瘋樹幼苗的

4、電子傳遞速率和光耐受能力受到脅迫而減弱。與對(duì)照組比較，各處理組麻瘋樹幼苗葉片快速光曲線初始斜率(α)下降明顯，表明其捕光能力受到了脅迫影響。此外，麻瘋樹幼苗葉片的丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量、電導(dǎo)率隨處理時(shí)間和濃度增加而上升，表明脅迫程度越高，影響了葉片質(zhì)膜的相對(duì)透性，從而造成更大的傷害；植株葉片主要通過提高過氧化物酶(POD)、過氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)等抗氧化酶活性，以應(yīng)對(duì)脅迫造成的氧化損傷。與壤土培養(yǎng)

5、比較，各濃度脅迫處理下，砂土介質(zhì)幼苗長(zhǎng)勢(shì)較弱，其株高僅為壤土介質(zhì)幼苗的1/3～1/2；并且砂土幼苗葉綠素含量及熒光參數(shù)值較低，抗氧化酶波動(dòng)范圍較大，表明受到Cs+脅迫程度更大。在不同濃度Sr2+脅迫處理下，麻瘋樹幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)、光合生理指標(biāo)、抗氧化酶和滲透調(diào)節(jié)等生理生化指標(biāo)的變化趨勢(shì)與Cs+脅迫基本一致。隨Sr2+脅迫濃度增加和脅迫時(shí)間延長(zhǎng)，麻瘋樹幼苗的生長(zhǎng)、光合能力受到抑制，葉片膜透性和抗氧化酶活性增強(qiáng)。但是，與對(duì)照相比，低濃度(0～2

6、00mg/kg)范圍的Sr2+脅迫對(duì)麻瘋樹幼苗的各項(xiàng)指標(biāo)影響程度不大，表明麻瘋樹幼苗對(duì)0～200mg/kg范圍濃度的Sr2+脅迫有較強(qiáng)的適應(yīng)性。而高濃度(400mg/kg)Sr2+脅迫隨處理時(shí)間延長(zhǎng)則明顯降低了麻瘋樹幼苗Chla、Chlb、Chla+b、類胡蘿卜素(Car)和各光合熒光參數(shù)，并顯著提高了MDA、Pro含量和電導(dǎo)率，表明麻瘋樹幼苗在高濃度Sr2+受到的脅迫明顯，并通過增強(qiáng)POD、SOD和CAT酶活性來抵御脅迫造成的氧化損傷

7、。此外，各項(xiàng)指標(biāo)表明，同一濃度Sr2+脅迫處理下麻瘋樹幼苗在壤土中受到的損傷比在砂土中更小。Cs+和Sr2+的復(fù)合處理對(duì)麻瘋樹幼苗的生長(zhǎng)、光合作用、滲透調(diào)節(jié)和抗氧化系統(tǒng)等造成脅迫，與單獨(dú)Cs+和Sr2+處理造成的脅迫趨勢(shì)基本一致。其中高濃度組脅迫對(duì)麻瘋樹幼苗的生長(zhǎng)和生理功能造成的抑制作用比低濃度組更明顯。與同一濃度水平的單獨(dú)Cs+和Sr2+處理比較，這兩種核素的混合處理增強(qiáng)或減弱對(duì)麻瘋樹幼苗在生長(zhǎng)、光合熒光生理、滲透調(diào)節(jié)和抗氧化酶系統(tǒng)的

8、脅迫程度較大。
　　 ⑵Cs+脅迫施加K+處理和Sr2+脅迫施加Ca2+處理，在一定程度上能夠緩解麻瘋樹幼苗受到的脅迫。特別是在施加低濃度的K+和Ca2+處理水平，麻瘋樹幼苗在株高和生物量等明顯增加；Cs+脅迫施加K+后，F(xiàn)v/Fm和α與對(duì)照相比隨時(shí)間呈明顯的先升高后下降趨勢(shì)，Chla、Chlb、Chla+b含量有所增加；Sr2+脅迫施加Ca2+，隨著處理時(shí)間延長(zhǎng)，F(xiàn)m和Fv/Fm逐漸高于單獨(dú)Sr2+脅迫，表明麻瘋樹光合能力受到

9、的脅迫程度在逐漸減弱；施加K+和Ca2+理，MDA含量明顯降低，表明麻瘋樹葉片受到的滲透調(diào)節(jié)脅迫下降；POD和CAT活性隨處理時(shí)間延長(zhǎng)明顯降低，表明抗氧化能力有所提高或受到的氧化脅迫下降。而施加高濃度的K+和Ca2+緩解脅迫的能力卻不顯著。此外，土壤性質(zhì)對(duì)K+和Ca2+緩解Cs+和Sr2+脅迫的效果也有比較明顯的影響，從各指標(biāo)變化趨勢(shì)看出，K+和Ca2+在壤土介質(zhì)中緩解麻瘋樹受脅迫的能力更強(qiáng)。
　　 ⑶麻瘋樹幼苗對(duì)Cs+、Sr2

10、+富集量隨處理濃度和處理時(shí)間而增加，根是主要的富集器官，富集的順序?yàn)楦?葉>莖。其中根對(duì)Cs+的富集量最大達(dá)到12.38mg·g-1，對(duì)Sr2+的富集最大達(dá)到24.41 mg·g-1。各處理及取樣時(shí)期，麻瘋樹根莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和富集系數(shù)與處理時(shí)間呈顯著正相關(guān)，均為L(zhǎng)/R>S/R和R/S>L/S>S/S。施加K+和Ca2+，麻瘋樹幼苗根莖葉組織Cs+、Sr2+含量均降低，并且施加低濃度K+和Ca2+處理，各組織Cs+、Sr2+富集量下降明顯。