镉铅胁迫下草地早熟禾和高羊茅幼苗生长及重金属累积特性的比较研究

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Cd、Pb是土壤中主要的重金属污染物,但不是植物生长发育所必需的元素。Cd、Pb在植物体内积累到一定量时会影响植物正常的物质和能量代谢,导致植物生长发育受阻。草地早熟禾(Poa pratensis L.)和高羊茅(Festuca arundinacea L.)是我国广泛种植的2种多年生冷季型草坪草,耐践踏,再生性好,适应性广、抗逆性强,可用于城市绿化、运动场及高尔夫球场草坪的建植。本研究以草地早熟禾和高羊茅为材料,采用土壤盆栽的方法,研究了土壤Cd、Pb胁迫对草地早熟禾和高羊茅幼苗生长特性、生理生化特性及重金属累积特性的影响,探讨了Cd、Pb对草坪草的毒理效应及草坪草对土壤Cd、Pb的移去效应,以期为Cd、Pb污染土壤的修复及耐Cd、Pb胁迫草坪草品种的选育提供一定的理论参考。研究结果如下:(1) Cd、Pb单一胁迫下,较低浓度Cd(Cd20、Cd50、Pb(Pb200、Pb500)处理对草地早熟禾和高羊茅幼苗的株高,叶长,叶宽,根长,幼苗鲜重,草地早熟禾幼苗叶片的Pro含量,高羊茅及处理后10 d、30 d的草地早熟禾幼苗叶片的叶绿素含量,草地早熟禾叶片的抗氧化酶活性,高羊茅幼苗叶片的SOD、POD及处理后10 d、20 d的CAT活性均有促进作用,较高浓度Cd(≥100mg/kg)、Pb(≥1000mg/kg)处理对草坪草的各项指标有抑制作用。Cd、Pb单一胁迫下,随Cd, Pb处理浓度的增大,草坪草幼苗的叶片细胞膜透性、根系细胞膜透性、MDA含量及高羊茅幼苗叶片的Pro含量均呈上升趋势,其中较高浓度Cd(Cd150、 Cd200)、Pb(Pb1500、Pb2000)处理后草坪草幼苗的细胞膜透性和MDA含量显著增加。(2)Cd、Pb复合胁迫下,低浓度Cd、Pb(Pb600Cd40)复合处理使高羊茅幼苗的叶长、叶宽、根长及草地早熟禾的各项生长指标有所增加,高浓度Cd、Pb(Pb1000Cd60、Pb1000Cd80)处理使草坪草幼苗的各项生长指标均下降。较低浓度Cd、Pb复合胁迫对草地早熟禾和高羊茅幼苗的生长表现为一定的协同作用,较高浓度Cd、Pb对草坪草的生长有拮抗作用。Cd、Pb复合胁迫下,草坪草幼苗的叶片细胞膜透性、根系细胞膜透性及高羊茅幼苗叶片的MDA含量、Pro含量均呈增加趋势,草坪革幼苗叶片的叶绿素含量、抗氧化酶活性及草地早熟禾幼苗叶片的Pro含量呈先升后降的趋势。低浓度Cd、Pb(Pb600 Cd40)复合处理对草地早熟禾幼苗叶片的MDA含量表现出一定的拮抗作用,而高浓度Cd、Pb (Pb1000 Cd80)对草地早熟禾幼苗叶片的MDA含量有协同作用。较低浓度Pb-Cd(Pb600 Cd40)复合胁迫对草坪草幼苗叶片的SOD、POD活性及处理后20 d、30 d的草地早熟禾幼苗叶片的CAT活性及Pro含量有协同作用,高浓度Pb-Cd (Pb1000 Cd80)复合胁迫表现出一定的拮抗作用。(3)随Cd、Pb单一及复合胁迫时间的延长,草坪草幼苗的株高、叶长、叶宽、根长、幼苗鲜重、细胞膜透性、MDA含量及Pro含量呈增加趋势,即30 d最高,20 d次之,10 d最低;草坪草幼苗叶片的SOD、POD、CAT活性及高羊茅幼苗叶片的叶绿素含量呈先升后降的趋势,即20 d最高,10d次之,30 d较低。整体上,高羊茅幼苗的株高、叶长、鲜苗重、SOD、POD及CAT活性均高于草地早熟禾。(4)Cd、Pb单一及复合胁迫下,草地早熟禾和高羊茅幼苗叶片及根系中的Cd、Pb含量均高于相应的对照,草坪草体内的Pb含量高于Cd含量,草坪草根系的Cd、Pb含量要高于叶片。Cd、Pb复合胁迫下,Pb促进了草坪草对Cd的吸收,Cd抑制了草坪草对Pb的吸收,Cd水平和Pb水平对高羊茅幼苗根系的Cd含量有协同作用,对草地早熟禾幼苗叶片及高羊茅幼苗根系的Pb含量有拮抗作用。
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