垂柳和旱柳对镉的积累及生长光合响应比较分析

摘要

以垂柳和旱柳插条为研究对象,采用营养液培养的方式,设置了0(对照组)、5、10、20、50mg·L-1(以纯Cd计)5个不同条件处理组,研究了垂柳和旱柳的生长、生物量、根系形态特征、光合作用及其镉含量.研究结果发现:(1)由生物量和生长指标评价的耐性指数Ti(％)随着营养液镉浓度的增加而下降,垂柳和旱柳在镉浓度为5、10mg·L-1时Ti分别为79.30、73.11(显著低于对照,P＜0.05)和98.48、90.69(与对照相比无显著变化),具有较高的镉耐受能力,且旱柳镉耐受能力大于垂柳;(2)随着镉胁迫浓度的增加,垂柳根长和根表面积显著下降(P＜0.05),垂柳根体积和旱柳根长、根表面积、根体积先增加后下降,而两树种根平均直径显著增加(P＜0.05);(3)镉胁迫抑制了垂柳和旱柳叶片生长发育过程中光合色素的合成,但对已成熟叶色素积累影响较小;垂柳幼苗净光合速率(Pn)在镉浓度为5mg·L-1时、旱柳幼苗净光合速率在10mg·L-1时与对照相比显著上升(P＜0.05),而后开始显著下降(P＜0.05),10mg·L-1时垂柳幼苗Pn也具有对照植株的86.47％;垂柳和旱柳幼苗的气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)与其净光合速率(Pn)变化一致,但未达到显著增大水平.垂柳光合参数显著下降时的镉胁迫浓度小于旱柳,说明旱柳对镉的光合适应能力大于垂柳,尤其是10mg·L-1以下;(4)垂柳和旱柳根镉含量大于地上部分镉含量,垂柳转移系数介于0.02～0.15之间,旱柳转移系数介于0.08～0.51之间,是垂柳的1.71～5.18倍,10mg·L-1时垂柳和旱柳地上部分平均镉积累浓度分别达到130.42mg·kg-1DW和273.72mg·kg-1DW.结果表明,垂柳和旱柳萌条镉浓度小于10mg·L-1时具有较强的生长适应性和光合适应能力,镉耐受性较高,且旱柳镉耐受能力大于垂柳;同时旱柳地上部分积累镉的能力和向地上部分转移镉的能力均大于垂柳.研究证实,垂柳和旱柳可以用于土壤镉污染地区的植物修复,但旱柳具有更大的应用潜力.