4种花卉对镉的生理响应及富集特征研究

摘要

本文以矮型四季菊、木春菊、波斯菊和八仙花4种观赏花卉为试验材料，通过盆栽试验，研究了不同浓度Cd处理下4种花卉的生物量、观赏性状、抗氧化系统的变化以及各植物体内Cd的富集特征，探讨4种花卉在土壤生态修复上的应用潜力，以期为观赏植物应用于生态修复提供一定的理论依据。主要研究结果如下:
　　(1)随着Cd处理浓度的增加，八仙花生长势和生物量无明显变化。矮型四季菊和木春菊生物量均随Cd处理浓度的增加表现为先升高后降低的趋势，5mg·kg-1和5～10mg·kg-1 Cd处理分别对矮型四季菊和木春菊的生长有促进作用;10mg·kg-1 Cd处理显著抑制了矮型四季菊的生长，而对木春菊影响不大。Cd处理下，波斯菊生物量呈逐渐降低的趋势，Cd处理浓度高于20mg·kg-1后显著抑制了波斯菊的生长。说明八仙花对Cd的耐性最强，木春菊、矮型四季菊次之，波斯菊的耐性最差。
　　(2)所有Cd处理条件下，Cd对八仙花的株高和冠幅无影响。矮型四季菊、木春菊和波斯菊株高、冠幅、花朵数、花苷素均随Cd处理浓度的增加表现为先升高后降低的趋势;5～10mg·kg-1或者5～20mg·kg-1 Cd处理提高了矮型四季菊和木春菊的株高、冠幅、花朵数及花苷素等，Cd处理浓度达到20mg·kg-1时对株高和冠幅等产生了一定的抑制作用;5～40mg·kg-1 Cd处理促进了波斯菊株高、冠幅和花朵数的增加，Cd处理浓度达到40mg·kg-1时生了一定的抑制作用。说明4种花卉中，矮型四季菊的观赏性状受影响程度最大，其次是木春菊和波斯菊，八仙花受到的影响最小。
　　(3)Cd处理条件下，矮型四季菊、木春菊、波斯菊和八仙花体内MDA含量和电解质渗透率均不同程度的升高。八仙花叶片和根系中MDA含量和电解质渗透率分别于40mg·kg-1、80mg·kg-1 Cd处理显著高于对照;木春菊叶片中MDA含量和电解质渗透率及根系中MDA含量与对照无差异，根系中电解质渗透率于80mg·kg-1 Cd处理显著高于对照;波斯菊体内MDA含量和电解质渗透率分别于5mg·kg-1、40mg·kg-1 Cd处理显著高于对照;而矮型四季菊叶片和根系中MDA含量和电解质渗透率分别于10mg·kg-1、20mg·kg-1 Cd处理显著高于对照。说明4种观赏花卉均发生了不同程度的膜脂过氧化伤害。然而4种观赏花卉均启动了抗氧化防御系统，其中八仙花体内的抗氧化酶（SOD、POD、CAT和APX）活性升高幅度最大，活性氧的清除能力最强，受到的氧化伤害最小;木春菊和波斯菊体内的抗氧化酶活性升高幅度较大，活性氧的清除能力较强，受到的氧化伤害较小;而矮型四季菊的活性氧清除能力较差，引起的膜脂过氧化伤害最大。
　　(4)随着Cd处理浓度的增加，4种花卉体内的Cd含量和富集量均逐渐增加。Cd在矮型四季菊体内的分布为地上部＞根系，富集系数、转移系数均大于1，地上部Cd含量高于100mg·kg-1。在八仙花、木春菊、波斯菊三种花卉体内表现为根系＞地上部，转移系数均小于1。矮型四季菊、木春菊、波斯菊、八仙花地上部Cd含量最高分别为136.25mg·kg-1、25.48mg·kg-1、239.01mg·kg-1、20.21mg·kg-1，地上部Cd富集量最高分别为1118.28μg·plant-1、121.31 ug·plant-1、561.31 ug·plant-1和261.98ug·plant-1，矮型四季菊、木春菊、波斯菊地上部Cd富集量均高于根系，而八仙花根系Cd富集量高于地上部。说明矮型四季菊对Cd的富集能力和转运能力最强，波斯菊地上部对Cd的富集能力很强，转运能力较弱，八仙花和木春菊地上部对Cd的富集能力均较弱。
　　综上所述，矮型四季菊对Cd的富集能力最强，对Cd的耐性较强，其观赏性状虽受到影响，但仍是一种理想的修复Cd污染土壤的超富集观赏植物种质资源;波斯菊对Cd的富集能力和耐性较强，是良好的修复Cd污染土壤的观赏植物种质资源;八仙花和木春菊虽对Cd的耐性强，但是地上部富集能力较弱，所以八仙花和木春菊不太适于Cd污染土壤的修复。

目录

声明

论文说明

摘要

1 绪论

1．1 选题意义

1．2 研究现状综述

1．2．1 土壤重金属污染概述

1．2．2 重金属对植物的影响

1．2．3 重金属污染土壤的修复技术

1．2．4 修复植物的类型

1．3 研究目标、研究内容和技术路线

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

1．3．3 技术路线

2．材料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 供试植物

2．1．2 供试土壤

2．2 盆栽试验设计

2．3 测定指标与方法

2．3．1 生物量

2．3．2 观赏性状

2．3．3 植株抗氧化酶活性

2．3．4 植株MDA含量和细胞质膜透性

2．3．5 重金属含量

2．4 数据分析

3 结果与分析

3．1 镉对4种花卉生长的影响

3．1．1 镉对4种花卉生物量的影响

3．1．2 镉对4种花卉观赏性状的影响

3．2 4种花卉对镉的生理响应

3．2．1 镉对4种花卉抗氧化系统的影响

3．2．2 镉对4种花卉丙二醛含量和电解质渗透率的影响

3．3 4种花卉对镉的富集特征

3．3．1 4种花卉体内的镉含量及富集量

3．3．2 4种花卉体内的镉的富集系数和转运系数

4 讨论

4．1 生物量及观赏性状

4．2 抗氧化系统

4．3 富集能力

5 全文主要结论

参考文献

致谢