紫穗槐对铅、镉胁迫的富集特性和生理响应

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受工业快速发展的影响,东北黑土区也面临重金属污染的影响。本文以东北黑土区田埂上广泛栽植的紫穗槐为研究材料,通过分析Pb、Cd胁迫对紫穗槐生长发育、生理和光合特性的影响,测定紫穗槐各器官积累的Pb、Cd含量并计算Pb、Cd的富集系数与转运系数,评估紫穗槐对Pb、Cd的抗逆性,探讨紫穗槐对Pb、Cd污染土壤的修复潜能与可行性,为在重金属污染地区栽植紫穗槐作为修复树种提供理论依据和技术指导。研究结果为:1.低浓度Pb、Cd胁迫(Pb<600 mg/kg、Cd<10 mg/kg)可以促进了紫穗槐根长、株高和地径的生长和生物量的积累,当Pb浓度大于600 mg/kg、Cd浓度大于10 mg/kg时,浓度越高根长、株高、地径和生物量越小。2.Pb、Cd胁迫显著促进紫穗槐叶片的MDA含量、可溶性蛋白含量和游离脯氨酸含量上升。与CK相比,高浓度Pb胁迫(Pb>3000 mg/kg)显著抑制了紫穗槐叶片的POD活性,其他浓度的Pb、Cd胁迫并未显著抑制紫穗槐叶片的SOD活性、POD活性和CAT活性。3.Pb胁迫显著抑制了紫穗槐叶片叶绿素含量,Cd胁迫下叶绿素含量呈先上升后下降的变化趋势,在Cd浓度为10 mg/kg时叶绿素含量多,Pb胁迫对紫穗槐叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率均具有显著的抑制作用,Cd胁迫下净光合速率、气孔导度和蒸腾速率随着浓度的增加呈先上升后下降的变化趋势,Cd浓度为10mg/kg时净光合速率、气孔导度和蒸腾速率最大,胞间CO2浓度在Cd浓度大于40mg/kg时显著下降。4.紫穗槐在不同浓度的Pb、Cd胁迫下,各器官中的Pb、Cd积累量均为根>茎>叶,各器官中Pb、Cd含量均随土壤Pb、Cd处理浓度的增加而显著上升。Pb胁迫时,地上部分富集系数、地下部分富集系数和迁移系数随Pb浓度增加而先增大后减小,地下部分富集系数随浓度增加而逐渐减小。Cd胁迫时,紫穗槐的地上富集系数和地下富集系数随Cd浓度的升高而逐渐上升,迁移系数随Cd浓度的升高先上升后下降。综上所述,紫穗槐对于Pb和Cd的抗逆性较强,在低浓度铅、镉胁迫(Pb<600mg/kg、Cd<10 mg/kg)下能够正常生长;紫穗槐对于Pb的富集能力和迁移能力较弱,对于Cd的富集能力较强,但迁移能力较弱,因此紫穗槐作为重金属污染地区植被修复树种和造林树种依然具有巨大潜力。
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