模拟酸雨对西南桦幼苗生长及生理的影响

摘要

广西是受酸雨污染较为严重的地区，其山地、盆地多，气候湿润，大气污染物扩散能力相对较差，常造成严重的酸雨危害。酸雨对植物的生长发育和新陈代谢有很多不利的影响，使植物膜系统受损，导致植物生理代谢紊乱。西南桦（Betula alnoides）是我国热带、南亚热带地区优良速生乡土用材树种和高效的生态公益林树种，其具有生长快、抗性强、材质优、价值高等优点，研究其在酸雨作用下的生长及生理变化规律，对其在广西及其他地区的栽培、推广具有重要的意义。本研究以1年生西南桦实生苗为研究对象，设置pH2.0、pH3.0、pH4.0、pH5.0、pH5.6五个模拟酸雨处理浓度，以pH6.0为对照，对西南桦幼苗的生长及叶片的叶绿素含量、气体交换参数、渗透调节物质、细胞膜透性、抗氧化酶系统进行了研究。主要研究结果如下: 1、西南桦幼苗在模拟酸雨各浓度下均未表现出严重的受害症状。随着模拟酸雨pH值的减小，苗高相对生长量、地下生物量、根冠比逐渐减小，且减小幅度不断增大;地径相对生长量、地上生物量、总生物量先减小再增加再减少。模拟酸雨pH5.6处理下，苗高相对生长量、地上生物量、地下生物量、总生物量、根冠比均最大，分别为7.91％、3.97g/株、0.82 g/株、4.79 g/株、0.21，但与对照间差异不明显。 2、随着模拟酸雨pH值的减小，叶片叶绿素a含量、气孔导度不断减少，叶绿素b含量、叶绿素总含量、净光合速率、胞间CO2浓度、蒸腾速率先增加后降低，叶绿素a/b先减少后增加再减少;模拟酸雨pH5.6处理下，叶片叶绿素a含量、叶绿素a/b比值达到最大，分别为6.18 mg/g、2.38，与对照间存在极显著差异;在模拟酸雨pH5.0处理下，叶绿素b含量、叶绿素总含量极显著大于其他处理。模拟酸雨处理下，净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度均显著小于对照;pH4.0处理下蒸腾速率最大，为0.37 mmol/(m2·s)，与对照间差异不显著;模拟酸雨对西南桦叶片的气孔导度的影响较净光合速率、胞间CO2浓度、蒸腾速率大。苗高相对生长量、地下生物量、根冠比与叶绿素a含量、叶绿素总含量、叶绿素a/b、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度间存在显著正相关关系，地径相对生物量、地上生物量、总生物量与叶绿素a/b、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度间存在显著正相关关系。 3、不同模拟酸雨处理下西南桦幼苗叶片可溶性蛋白含量均极显著小于对照;随着模拟酸雨pH值的减小，可溶性糖含量、可溶性蛋白含量先增加后减小;游离脯氨酸含量总体上呈递增趋势，且增幅不断变大。模拟酸雨pH4.0处理下，可溶性糖含量最大，为81.70mg/g，与对照间相差不大;模拟酸雨pH2.0处理下的游离脯氨酸含量最大，为3.07μg/g，极显著大于对照及其他模拟酸雨处理。游离脯氨酸含量与苗高相对生长量、地径相对生长量、地上生物量、地下生物量、总生物量、根冠比等指标均存在极显著负相关关系;可溶性蛋白含量与地径相对生长量间存在显著正相关关系。 4、随着模拟酸雨pH值的减小，西南桦幼苗叶片相对电导率、丙二醛含量及SOD、POD、CAT活性均逐渐增加，且增加幅度不断增大，APX活性先升高后降低，PPO、GR活性呈升高-降低-升高的趋势;不同模拟酸雨处理下的相对电导率、丙二醛含量均极显著高于对照，且SOD、POD、CAT、APX、PPO、GR活性均大于对照，但在模拟酸雨pH5.6处理下与对照间无显著差异;APX活性在模拟酸雨pH4.0处理下达到最高，为354.84U/(min·g)，极显著高于对照及其他模拟酸雨处理，PPO、GR活性分别在模拟酸雨pH2.0、pH3.0处理下达到最大，分别为176.63、17.34U/(min·g)，极显著高于对照及其他模拟酸雨处理;苗高相对生长量、地径相对生长量、地上生物量、地下生物量、总生物量、根冠比与细胞膜透性、丙二醛含量、SOD、POD、CAT、APX、PPO、GR等抗氧化酶活性间存在显著负向相关关系。 综上所述，轻度模拟酸雨可促进西南桦幼苗生物量、叶绿素含量、游离脯氨酸含量的积累，促进苗高生长，使其根冠比增大;随着模拟酸雨pH值的降低其叶片活性氧含量增加，导致膜质过氧化加剧，MDA含量增加，使可溶性糖、可溶性蛋白含量下降，植物伤害程度加重，引起抗氧化酶活性升高，协同作用抵御酸雨胁迫造成的伤害。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 酸雨对植物的影响

1．1．1 酸雨对植物生长的影响

1．1．2 酸雨对植物光合特性的影响

1．1．3 酸雨对植物渗透调节物质的影响

1．1．4 酸雨对植物细胞膜透性及抗氧化酶系统的影响

1．1．5 酸雨对森林土壤及凋落物的影响

1．2 研究的目的及意义

1．3 研究内容

1．4 技术路线

2 材料与方法

2．1 研究地概况

2．2 试验材料

2．3 试验设计

2．4 相关指标的测定

2．4．1 叶片受损情况的观测

2．4．2 生长指标的测定

2．4．3 生理指标的测定

2．5 数据处理分析

3 结果与分析

3．1 模拟酸雨处理下西南桦幼苗叶片受损情况

3．2 模拟酸雨对西南桦幼苗生长的影响

3．2．1 苗高生长量

3．2．2 地径生长量

3．2．3 生物量

3．2．4 小结与讨论

3．3．1 叶绿素含量

3．3．2 气体交换参数

3．3．3 生长指标与叶绿素及气体交换参数间的关系

3．3．4 小结与讨论

3．4 模拟酸雨对西南桦幼苗叶片渗透调节物质含量的影响

3．4．1 可溶性糖含量

3．4．2 游离脯氨酸含量

3．4．3 可溶性蛋白含量

3．4．4 生长指标与渗透调节物质含量的关系

3．4．5 小结与讨论

3．5．1 细胞膜透性

3．5．2 丙二醛含量

3．5．3 抗氧化酶活性

3．5．4 生长指标与细胞膜透性及抗氧化酶活性的关系

3．5．5 小结与讨论

4 结论

5 研究展望

参考文献

致谢