论文部分内容阅读
我国土壤重金属污染严重,尤其是镉（Cd）污染,因其具有污染周期长、毒性高、难降解等特点而严重影响我国粮食作物的安全生产。氮素可在一定程度上增强植物对Cd的耐受性,缓解植物受到的Cd胁迫伤害。植物吸收氮肥的最主要形式为铵态氮（NH4+）和硝态氮（NO3-）,这两种氮素都能增强植物的抗逆性,然而不同形态的氮素对Cd胁迫的缓解效应存在很大差异,形成这种差异的具体机制仍未被完全认识。生理整合是克隆植物最显著的特征,它可以使克隆植物相连的分株间实现资源共享,从而有利于克服资源分布不均或环境胁迫给整个基株带来的伤害。本研究以克隆植物活血丹为实验对象,将N和Cd分别供给到活血丹克隆片段（具有两个相连分株）的母本分株和子代分株,从而避免N和Cd在被植物吸收时的相互影响,未供给N的子代分株可通过生理整合从母本分株中获得氮源。通过这种实验设计可以研究不同形态氮素对异质性Cd胁迫下克隆植物抗逆性的影响,从而更加深入地阐明铵态氮和硝态氮在缓解植物Cd胁迫中存在的差异,为农业生产中合理施氮提供重要的参考依据,同时也为利用氮素养分管理强化植物修复提供重要的理论支撑。本文的主要研究内容和结果如下:（1）设置两种Cd浓度（0.1和2.0 mmol?L-1）和两种氮素形态（铵态氮和硝态氮）分别实验,研究不同形态氮素供给到活血丹母本分株（非胁迫端分株）在缓解其子代分株（胁迫端分株）Cd胁迫中存在的差异。结果表明对活血丹非胁迫端分株施加氮素可有效降低Cd胁迫端分株的丙二醛（MDA）含量,提高其还原型谷胱甘肽（GSH）和脯氨酸（Pro）含量,增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）)活性,提高PSII最大光化学量子产量（Fv/Fm）、实际光化学量子产量（ΦPSII）)和叶绿素含量以及增加活血丹各分株和克隆片段的生物量,而且铵态氮的效果显著优于硝态氮。这说明氮素尤其是铵态氮有利于胁迫端分株减轻其受到的氧化伤害、提高植物的抗氧化能力和光合作用能力、改善胁迫环境下植物的生长状态、增强植物的抗逆性。（2）设置两种Cd浓度（0.1和2.0 mmol?L-1）和两种氮素形态（铵态氮和硝态氮）分别实验,研究不同形态的氮素供给到活血丹母本分株（非胁迫端分株）对其子代分株（胁迫端分株）Cd富集量的不同影响。结果表明对活血丹非胁迫端分株施加铵态氮有利于降低Cd胁迫端分株的Cd含量（单位质量植物组织中的Cd积累量）,而硝态氮则会显著提高胁迫端分株的Cd含量;随着Cd处理浓度及处理时间的增加,胁迫端分株的Cd含量也逐渐增加,并且其根中的Cd含量要高于茎和叶;此外,施加铵态氮或硝态氮都能增强胁迫端分株的Cd富集能力,提高它的单株Cd富集量,且硝态氮的效果更好。这说明氮素尤其是硝态氮可在强化植物修复技术进行Cd污染土壤的治理中发挥较为重要的作用。