旱柳生長(zhǎng)過(guò)程對(duì)鉛脅迫的響應(yīng)機(jī)理研究.pdf

1、土壤重金屬污染已成為世界性的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。鉛是常見(jiàn)的重金屬污染物，當(dāng)其進(jìn)入植物體內(nèi)并慢慢積累在里面，達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，會(huì)對(duì)植物造成不良傷害。植物有吸收、揮發(fā)、根濾、降解、穩(wěn)定等功能，對(duì)土壤或水體中的污染物有強(qiáng)大的凈化作用，植物修復(fù)作為清除環(huán)境污染的綠色環(huán)保技術(shù)具有很大的發(fā)展空間，越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外的關(guān)注。旱柳（Salix matsudana）為楊柳科柳屬落葉喬木，是世界上物種最多的屬之一。其具有分布廣、適應(yīng)性強(qiáng)、生長(zhǎng)快、生物量大、有耐重金屬

2、能力等特點(diǎn)，成為研究植物對(duì)重金屬耐受性的優(yōu)勢(shì)樹(shù)種。
　　本文通過(guò)盆栽試驗(yàn)，研究了早柳在受到鉛脅迫時(shí)根、莖、葉富集轉(zhuǎn)運(yùn)特征、形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化指標(biāo)的響應(yīng)情況，并采用掃描透射電鏡（STEM）、能譜(EDAX)、傅立葉紅外光譜(FTIR)分析了旱柳受鉛脅迫時(shí)根、莖、葉微觀形態(tài)、礦質(zhì)元素分布、活性基團(tuán)組成的變化情況。系統(tǒng)的解析了早柳對(duì)鉛的脅迫機(jī)理。在旱柳一年中的生長(zhǎng)旺盛期春季和夏季進(jìn)行測(cè)定，主要研究結(jié)果如下:
　　(1)旱柳對(duì)鉛的富

3、集、轉(zhuǎn)運(yùn)特征:旱柳富集和轉(zhuǎn)運(yùn)鉛的能力以及旱柳株高、根長(zhǎng)和增加生物量均隨著鉛濃度增加呈先升后降的趨勢(shì)，在土壤鉛濃度600mg/kg時(shí)達(dá)最大值。夏季鉛脅迫對(duì)旱柳根莖葉中鉛含量、富集轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)以及形態(tài)特征的影響顯著高于春季。
　　(2)旱柳生理生化指標(biāo)的變化:旱柳根、莖、葉中的SOD、POD、CAT活性、可溶性蛋白含量以及葉片中的葉綠素含量均隨著土壤鉛濃度的增加呈先升后降的趨勢(shì)，MDA含量呈上升趨勢(shì)。旱柳根系為重金屬鉛的主要累積部位，只有

4、少量的鉛轉(zhuǎn)移到地上部分。旱柳耐鉛能力表現(xiàn)為:根＞莖＞葉。研究表明:早柳的最佳耐鉛濃度可能為600mg/kg，在低中鉛濃度區(qū)，夏季鉛脅迫對(duì)SOD、POD、CAT活性、葉綠素含量、可溶性蛋白含量的影響顯著高于春季;但在高鉛濃度區(qū)，春季顯著高于夏季。夏季鉛脅迫對(duì)MDA含量的影響明顯高于春季。
　　(3)旱柳根、莖、葉微觀結(jié)構(gòu)變化:掃描電鏡圖顯示，旱柳根、莖、葉在鉛濃度為600mg/kg時(shí)均保持較完整的微觀結(jié)構(gòu)。高濃度鉛對(duì)旱柳根部和莖部有

5、障礙效應(yīng)，葉片結(jié)構(gòu)由正常的褶皺狀態(tài)變?yōu)榕蛎浲蛊馉?。說(shuō)明在鉛濃度為600mg/kg時(shí)，旱柳保持良好的生長(zhǎng)狀態(tài)，能夠正常吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)所需物質(zhì)。
　　(4)早柳根、莖、葉活性基團(tuán)組成變化:由傅立葉紅外分析可知，根部是耐鉛的主要部位。鉛脅迫后，根部含氧活性基團(tuán)羥基-OH鍵、和羰基-C=O-鍵的譜峰減弱甚至消失，且鉛濃度為600mg/kg時(shí)根部譜峰減弱或消失的最多，抗氧化能力最強(qiáng)。地上部分的活性基團(tuán)變化不明顯，說(shuō)明根部主要富集鉛，向上轉(zhuǎn)運(yùn)鉛的