瑞典能源柳引种及其对重金属镉的富集与适应研究

摘要

本研究以从瑞典引进的能源柳为研究对象，在天津蓟县国营苗圃和天津农学院苗圃进行大田栽培试验，对能柳2、E、C的引种适应性和大田栽培措施进行研究；同时，通过重金属镉抗性盆栽试验，对能柳1、2、E、C和旱柳的重金属镉抗性及其镉富集能力进行初步评价。主要结论如下： 1.能源柳5～8月份生长较快，叶片数达到峰值，9月份以后，基茎株高生长缓慢，叶片开始脱落，生物量远大于红柳，茎干物质量约为红柳的3倍。利用层次分析法对能源柳的适应性评价结果排序为能柳E>能柳C>能柳2>红柳。 2.对于生物量来说，高镉浓度对能源柳E、C抑制作用较小，对旱柳、能柳1较强。5个无性系生物量的分配基本上是随着镉浓度的增加，根生物量比先上升后下降，叶生物量比先下降后上升，根冠比先上升后下降。 3.低镉浓度刺激能源柳叶绿素a和总叶绿素含量的增加，而高镉浓度抑制所有无性系的叶绿素合成。其中，能柳2的叶绿素含量受镉胁迫影响相对较小。随着镉浓度的增加，4个能柳无性系的净光合速率、气孔导度日平均值总体呈先上升后下降趋势；其蒸腾速率日平均值基本呈逐渐降低的趋势；而其水分利用效率日平均值总体呈上升趋势。 4.随着镉浓度的增加，5个无性系叶片的SOD、POD、CAT活性和根系活力基本呈现先升后降的趋势，其中，CAT活性变化较为平缓；关于SOD活性和根系活力，能柳1、能柳2在20 mg．kg-1时已显著下降，旱柳在40 mg．kg-1时显著下降，而能柳E、能柳C在40 mg．kg-1时才显著下降。 5.随着镉浓度的增加，5个无性系根中镉含量都呈增加趋势，而其茎叶中则呈先增加后减少的趋势，但其镉富集系数均基本呈下降趋势；镉在能源柳各器官的分布均为根>茎>叶。相同镉浓度时，能柳E、C根茎的镉富集能力较强，能柳2叶的镉富集能力较强。 6.利用隶属函数法综合分析5个无性系的镉抗性排序为能柳E>能柳C>旱柳>能柳2>能柳1。较低镉浓度(≦10 mg.kg-1)时，5个无性系均具有较强的抗性，在镉浓度高达40 mg．kg-1时，能柳C的综合评定指数仍高达0.4849。 综上所述，能柳2、E、C在天津的适应性较强，可以作为能源植物和园林绿化植物大面积种植；同时，能柳E、c还表现出较强的镉抗性和镉富集能力，适宜应用于镉污染区的生态修复。

目录

文摘

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第一章前言

1.1项目背景

1.1.1国家林业局“948”项目基本情况

1.1.2能源柳引种中存在的问题

1.1.3本研究的内容与思路

1.1.4本研究在项目中的作用

1.2本研究的目的与意义

1.2.1大田栽培试验

1.2.2能源柳镉胁迫试验

1.2.3本研究的意义

1.3柳属植物的生物学特性及其地理分布

1.4国外能源柳研究进展

1.4.1能源柳优良遗传类型的选育及新品种特点

1.4.2能源柳的栽培

1.4.3能源柳的利用

1.5国内柳树研究现状

第二章能源柳在天津的引种适应性及其与陕西比较

2.1试验材料与天津试验地概况

2.1.1试验材料

2.1.2原始引种地概况

2.1.3引种区自然概况

2.1.4试验地概况

2.2能源柳在天津的适应性研究

2.2.1试验方法

2.2.2研究结果与分析

2.2.3天津与陕西引种适应性对比分析

2.3瑞典能源柳在天津的栽培措施

2.3.1插穗和扦插时间

2.3.2 田地处理

2.3.3配置密度

2.3.4扦插

2.3.5灌溉与保墒

2.3.6苗圃地除草

2.3.7平茬与抹芽

2.3.8苗圃地施肥

2.3.9病虫害防治

2.3.10适宜推广区域

2.4讨论

第三章镉胁迫下能源柳的生长特征

3.1材料与方法

3.1.1试验材料与胁迫处理

3.1.2指标测定与数据处理

3.2结果与分析

3.2.1镉胁迫下能柳的株高生长动态

3.2.2镉胁迫对能柳生物量的影响

3.2.3镉胁迫对能柳生物量分配的影响

3.2.4镉胁迫对能柳叶面积的影响

3.3讨论

第四章镉胁迫下能源柳的光合特性

4.1材料与方法

4.1.1试验材料与胁迫处理

4.1.2指标测定与数据处理

4.2结果与分析

4.2.1光合色素含量和Chl a/Chl b值

4.2.2光合日进程特征

4.3讨论

第五章能源柳对镉胁迫的生理生化响应

5.1材料与方法

5.1.1试验材料与胁迫处理

5.1.2指标测定与数据处理

5.2结果与分析

5.2.1镉胁迫对能柳叶片SOD活性的影响

5.2.2镉胁迫对能柳叶片POD活性的影响

5.2.3镉胁迫对能柳叶片CAT活性的影响

5.2.4镉胁迫对能柳根系活力的影响

5.2.5镉胁迫对叶片可溶性蛋白的影响

5.2.6镉胁迫对叶片谷胱甘肽的影响

5.3讨论

第六章能源柳的镉富集特性

6.1材料与方法

6.1.1试验材料与胁迫处理

6.1.2指标测定与数据处

6.2结果与分析

6.3讨论

第七章镉抗性综合评价和主要结论

7.1镉抗性综合评价

7.2本研究主要结论

7.2.1苗圃地引种适应性研究

7.2.2镉胁迫下能源柳的生长特征

7.2.3镉胁迫下能源柳的光合特性

7.2.4镉胁迫下能源柳的部分生理特征

7.2.5能源柳的镉富集特性

7.2.6镉抗性评价结果

7.3对能源柳在天津地区栽培利用的建议

7.4有关问题讨论

参考文献

致谢