麻栎(Quercus acutissima Carr.)幼苗对Cd2+、Pb2+复合污染的生理耐性及累积特性研究

摘要

麻栎(QuercusacutissimaCarr.)为壳斗科(Fagaceae)栎属(QuercusL)落叶乔木，抗旱、抗污染、耐贫瘠，是我国重要木本能源植物，具有广阔的开发利用前景。本研究在大田条件下通过土壤灌溉和叶面喷施不同浓度的Cd2+、pb2+复合污染处理，研究了不同种源及不同苗龄的麻栎幼苗生长特点、生理生化反应以及麻栎幼苗对Cd2+、Pb2+的吸收累积特性，对麻栎的土壤重金属复合污染抵抗能力和修复能力进行初步探索。实验主要结果如下:
　　 1.土壤灌溉Cd2+、pb2+复合污染处理下，随着复合处理浓度的增加，麻栎幼苗株高净生长量、地径净生长量、根长、根粗、生物量整体呈下降趋势，在高浓度(50mg/LCd2++2000mg/LPb2+)复合污染时，下降均极显著。处理90d后，重庆武隆种源一年生麻栎幼苗在50mg/LCd2++2000mg/LPb2+复合处理时株高净生长量下降幅度最大，比对照下降了60.17％。叶面喷施Cd2+、Pb2+复合污染处理下，麻栎幼苗株高净生长量、生物量随着复合处理浓度的增加呈下降趋势，在高浓度(50mg/LCd2++2000mg/LPb2+)复合处理时降至最低，与对照差异极显著。处理30d后，重庆武隆种源一年生麻栎幼苗在50mg/LCd2++2000mg/LPb2+复合处理时株高净生长量受抑制程度最大，比对照下降了77.37％。地径净生长量、根长、根粗受叶面喷施复合处理影响较小。不同种源及不同苗龄麻栎幼苗的生长受Cd2+、Pb2+复合污染处理的影响程度有所差异。
　　 2.土壤灌溉Cd2+、pb2+复合污染处理下，随着处理时间的延长，麻栎幼苗叶片中可溶性糖含量整体呈先上升后下降或先升后降再回升的趋势，MDA含量整体呈上升或先上升后下降的趋势，脯氨酸含量、SOD酶活性整体呈先上升后下降的趋势。叶面喷施Cd2+、pb2+复合污染处理下，随着处理时间的延长，麻栎幼苗叶片中可溶性糖含量、脯氨酸含量、MDA含量、SOD酶活性整体上均表现出先上升后下降的趋势。不同种源及不同苗龄麻栎幼苗各项生理指标具体表现存在一定的差异。
　　 3.土壤灌溉和叶面喷施Cd2+、Pb2+复合污染处理对麻栎幼苗光合特性具有明显影响。高浓度(50mg/LCd2++2000mg/LPb2+)复合处理时，麻栎幼苗叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均明显降低，胞间CO2浓度则升高。不同种源及不同苗龄麻栎幼苗光合特性受Cd2+、Pb2+复合污染处理具体影响不同。
　　 4.土壤灌溉和叶面喷施Cd2+、pb2+复合污染处理下，3个种源麻栎一年生幼苗对Cd2+、pb2+复合污染的生理耐性均表现为:重庆巫山种源＞河南灵宝种源＞重庆武隆种源。不同苗龄麻栎幼苗对Cd2+、pb2+复合污染的生理耐性均表现为:二年生麻栎幼苗＞一年生麻栎幼苗。
　　 5.土壤灌溉Cd2+、pb2+复合污染处理下，随着土壤中Cd2+和pb2+含量的增加，麻栎幼苗各器官中的Cd2+和pb2+含量不断增加，均表现为:根＞茎＞叶。一年生麻栎幼苗在50mg/LCd2++2000mg/LPb2+复合处理时，根中Cd2+含量最大达到14.825mg/kg（重庆武隆种源），pb2+含量最大达到378.490mg/kg（河南灵宝种源）。二年生麻栎幼苗根中Cd2+、pb2+最大含量均小于一年生麻栎幼苗。叶面喷施Cd2+、pb2+复合污染处理下，麻栎幼苗Cd2+、pb2+主要累积在叶片中。一年生麻栎幼苗叶片中Cd2+含量在50mg/LCd2++2000mg/LPb2+复合处理时达到最大1.715mg/kg（重庆武隆种源），pb2+含量在1.0mg/LCd2++2000mg/LPb2+复合处理时达到最大267.710mg/kg（重庆巫山种源）。二年生麻栎幼苗叶片中Cd2+最大含量大于一年生麻栎幼苗，而pb2+最大含量小于一年生麻栎幼苗。Cd2+、pb2+复合处理时，Cd2+、pb2+两元素之间存在交互作用。土壤灌溉条件下，pb2+促进麻栎幼苗各器官对Cd2+的吸收累积;Cd2+促进根对pb2+的吸收累积，抑制茎、叶对pb2+的吸收累积。叶面喷施条件下，pb2+促进麻栎幼苗茎、叶对Cd2+的吸收累积;Cd2+抑制麻栎幼苗茎、叶对pb2+的吸收累积，对根部吸收Cd2+、pb2+无明显影响。
　　 6.土壤灌溉Cd2+、pb2+复合污染处理下，不同种源及不同苗龄麻栎幼苗对Cd+、pb2+吸收和转移存在差异性。一年生幼苗地上部对Cd的富集能力表现为:白栎＞河南灵宝种源麻栎＞重庆武隆种源麻栎＞重庆巫山种源麻栎;对Cd的转移能力表现为:白栎＞河南灵宝种源麻栎＞重庆巫山种源麻栎＞重庆武隆种源麻栎。一年生幼苗地上部对Pb的富集能力和转移能力均表现为:重庆巫山种源麻栎＞重庆武隆种源麻栎＞白栎＞河南灵宝种源麻栎。麻栎幼苗地上部对Cd的富集能力和转移能力均大于Pb。一年生麻栎幼苗对Cd的富集和转移能力强于二年生幼苗，但对Pb的富集和转移能力不及二年生幼苗。
　　 通过对Cd2+、pb2+复合污染条件下麻栎幼苗多项生长指标、生理生化指标进行综合评价分析表明:麻栎幼苗对Cd2+、pb2+复合污染具有较强的耐性，虽然麻栎幼苗地上部Cd2+、pb2+的含量未达到超富集植物的临界量(＞100ug/g、＞10000ug/g)，但其Cd最大富集系数和转移系数均大于1，对土壤中的Cd2+具有超富集潜力。
　　 麻栎等木本植物不仅抗旱耐瘠薄，而且寿命长、土壤适应性广。本研究初步揭示麻栎幼苗对土壤中的重金属(如Cd、Pb)有较强的富集和转移能力，对土壤重金属污染有着一定的清除和修复效果，揭示麻栎不仅是一种有价值的木本能源植物，也可能对土壤的重金属污染起到一定的清除和修复作用。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 重金属污染

1．2 重金属镉、铅胁迫对植物生长及生理生化的影响

1．2．1 重金属镉、铅胁迫对植物生长的影响

1．2．2 重金属镉、铅胁迫对植物生理生化的影响

1．3 植物对镉、铅的吸收累积

1．3．1 植物对镉、铅的吸收

1．3．2 植物体内重金属镉、铅的迁移

1．3．3 植物对重金属镉、铅的累积

1．4 麻栎研究概述

1．4．1 麻栎生物学特征及其分布

1．4．2 麻栎生理生化的研究进展

第二章 引言

2．1 研究背景及意义

2．2 课题来源

第三章 不同种源麻栎一年生幼苗对Cd2+、Pb2+复合污染胁迫的生理耐性

3．1 材料与方法

3．1．1 实验材料

3．1．2 实验方法

3．1．3 测定方法

3．1．4 数据处理

3．2 结果与分析

3．2．1 土壤灌溉Cd2+、Pb2+复合污染下麻栎一年生幼苗的生理耐性

3．2．2 叶面喷施Cd2+、Pb2+复合污染下麻栎一年生幼苗的生理耐性

第四章 不同种源麻栎一年生幼苗对重金属Cd2+、Pb2+的累积特性

4．1 材料与方法

4．1．1 实验材料

4．1．2 实验方法

4．1．3 测定方法

4．1．4 数据处理

4．2 结果与分析

4．2．1 土壤灌溉重金属实验

4．2．2 叶面喷施重金属实验

第五章 二年生麻栎幼苗对Cd2+、Pb2+复合污染胁迫的生理耐性

5．1 材料与方法

5．1．1 实验材料

5．1．2 实验方法

5．1．3 测定方法

5．1．4 数据处理

5．2 结果与分析

5．2．1 土壤灌溉Cd2+、Pb2+复合污染下二年生麻栎幼苗的生理耐性

5．2．2 叶面喷施Cd2+、Pb2+复合污染下二年生麻栎幼苗的生理耐性

第六章 二年生麻栎幼苗对重金属Cd2+、Pb2+的累积特性

6．1 材料与方法

6．1．1 实验材料

6．1．2 实验方法

6．1．3 测定方法

6．1．4 数据处理

6．2 结果与分析

6．2．1 土壤灌溉重金属实验

6．2．2 叶面喷施重金属实验

第七章 讨论

7．1 Cd2+、Pb2+复合污染对麻栎幼苗生长的影响

7．2 Cd2+、Pb2+复合污染对麻栎幼苗生理生化特性的影响

7．2．1 Cd2+、Pb2+复合污染对麻栎幼苗可溶性糖含量的影响

7．2．2 Cd2+、pb2+复合污染对麻栎幼苗脯氨酸含量的影响

7．2．3 Cd2+、Pb2+复合污染对麻栎幼苗MDA含量的影响

7．2．4 Cd2+、Pb2+复合污染对麻栎幼苗SOD酶活性的影响

7．3 Cd2+、Pb2+复合污染对麻栎幼苗光合特性的影晌

7．4 Cd2+、Pb2+在麻栎幼苗中的吸收累积特性

第八章 结论

参考文献

附录

简缩词表

致谢

在读期间发表的论文