不同土壤中锶在玉米向日葵中的累积差异及其对叶片光合作用的影响

摘要

本实验研究不同类型土壤中锶在植物中的富集及其对植物光合生理响应机制的影响。采用四川省的黄壤、水稻土、紫色土三种主要土壤进行土培，用0、0.5、1、5和10 mmol·kg-15种不同浓度的氯化锶（SrCl2·6H20），对玉米、向日葵幼苗进行处理，通过测定植株干重中Sr2+的含量，植株发育生长指标，光合色素含量，光合气体交换参数，叶绿素荧光参数等，了解三种土壤中玉米、向日葵植株富集锶的能力以及叶片的光合生理指标对锶的响应差异。研究结果表明：
　　（1）黄壤、水稻土、紫色土中，①在同一处理水平，玉米、向日葵植株地上部分与地下部分富集吸收量与加入土壤中的锶含量正相关，即随着锶处理浓度的升高而增加，且有的处理间差异具有显著性（p<0.05），说明是添加的锶显著增强土壤中锶的活性；②富集量总体为地上部分>地下部分，表明相同锶浓度条件下，锶在茎部和叶部的运输更加的活跃。随着锶浓度的增大，根的运输机制受到显明的抑制；③在同一处理浓度下，随着时间增加，玉米、向日葵富集系数越来越大，既玉米、向日葵富集锶的能力越来越强；④在同一处理水平，向日葵的富集系数、转运系数大于玉米，既向日葵比玉米对重金属锶的吸收富集转运能力更强。
　　(2)黄壤中，玉米和向日葵的叶绿素a含量均在0-5 mmo l?k g-1时受到促进，10 mmo l?k g-1时受到抑制。叶绿素b的含量在实验设定浓度范围内一直受到促进；玉米的叶片净光合速率(Pn)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)在0-5 mmol?kg-1时受到促进，10 mmo l?k g-1时受到抑制。气孔导度(Gs)在实验设定浓度范围内一直受到促进；向日葵的叶片净光合速率(P n)、胞间二氧化碳浓度(C i)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率( Tr)在0-5 mmo l?k g-1时受到促进，10 mmo l?k g-1时受到抑制。玉米叶片的最大荧光产量（Fm）、光系统Ⅱ最大光化学量子产量(Fv/Fm)和光系统Ⅱ潜在活性（Fv/F o）在实验设定范围内一直受到促进，只有初始荧光（Fo）在10 mmo l?k g-1时受到抑制。向日葵叶片的四个叶绿素荧光参数指标在10 mmo l?k g-1时均受到抑制；玉米、向日葵的根长、生物量在本实验设定的范围内一直受到促进，株高则在10 mmol?kg-1时均受到抑制。
　　（3）水稻土中，玉米和向日葵的叶绿素a、叶绿素b含量、叶片净光合速率(P n)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(C i)、蒸腾速率( Tr)、最大荧光产量（F m）、光系统Ⅱ最大光化学量子产量(Fv/F m)和光系统Ⅱ潜在活性（F v/Fo）均在0-5 mmo l?k g-1时受到促进10 mmo l?k g-1时受到抑制；玉米、向日葵的根长、生物量在本实验设定的范围内一直受到促进，株高则在10 mmol?kg-1时均受到抑制。
　　（4）紫色土中，玉米和向日葵的叶绿素a、叶绿素b含量、玉米叶片的最大荧光产量（Fm）、光系统Ⅱ最大光化学量子产量(F v/F m)和光系统Ⅱ潜在活性（F v/Fo）在0-1 mmo l?k g-1受到促进，10 mmo l?k g-1时受到抑制；玉米的株高、生物量在本实验设定的范围内一直受到促进，根长则在10 mmo l?k g-1时均受到抑制；向日葵的株高、根长、生物量则在本实验设定的范围内一直受到促进。
　　（5）三种土壤中，玉米向日葵富集能力对比，相同浓度处理下玉米和向日葵植株地上部分和地下部分富集量均为：黄壤>水稻土>紫色土，黄壤pH值为弱酸性，有利于碳酸盐水解，从而锶在土壤中的有效态含量较多。玉米向日葵地上地下部分对锶富集量也较水稻土紫色土大。而紫色土质地较为粘重，以泥页岩和砂岩为主，大多为钙质胶结，而且土壤pH值呈弱碱性(pH=8.07)，导致锶在紫色土中被吸附和固定的作用较强，地上地下部分富集量较小。水稻土中玉米、向日葵的株高、生物量最大，黄壤中最小，是因为作物生长健壮，茎杆粗硬需要钾元素，在三种土壤中水稻土的速效钾含量较高，更有利于植株的长高。黄壤和紫色土中的有效磷、碱解氮的含量也小于水稻土，土壤的肥力较水稻土差。光合作用的最重要指标Pn、 Fv/F m在水稻土中值最大，三种土壤中水稻土的碱解氮含量是最高的，而其恰好是叶色浓绿所必须的，水稻土中肥力最好，玉米、向日葵生长发育良好，所以光合作用最强。

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1 绪论

1.1 核素概述

1.2 核素和重金属对植物的作用

1.3 锶污染土地植物修复国内外研究进展

1.4 不同土壤条件下重金属核素对植物发育及生理生化的影响

1.5 本实验的研究目的及意义

1.6 研究内容及实验路线图

2 黄壤中锶在玉米和向日葵中的累积差异及其对光合作用的影响

2.1 试验材料

2.2 实验设计

2.3 项目的测定

2.4 结果与分析

2.5 讨论与小结

3 水稻土中锶在玉米和向日葵中的累积差异及其对光合作用的影响

3.1 试验材料

3.2 实验设计

3.3 项目的测定

3.4 结果与分析

3.5 讨论与小结

4 紫色土中锶在玉米和向日葵中的累积差异及其对光合作用的影响

4.1 试验材料

4.2 实验设计

4.3 项目的测定

4.4 结果与分析

4.5 讨论与小结

5 不同土壤对玉米向日葵锶富集、生长发育和光合作用的影响

5.1 结果与分析

5.2 讨论与小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的与学位论文相关学术论文及研究工作