重金属Pb和Cd对苹果砧木幼苗生长发育和光合特性的影响

来源 :青岛农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lzl1988
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近几年,随着我国经济的高速发展以及对能源需求的剧增,土壤、水体和大气环境污染程度有所增加。Pb和Cd是环境污染中比较严重并且危害性较大的重金属,对植物正常的营养代谢、生长发育、光合作用和呼吸作用等方面产生影响。苹果作为我国栽培的主要果树,其优质高效无公害生产和可持续发展是目前亟待解决的问题。本文以苹果砧木八棱海棠和平邑甜茶的幼苗为试材,探讨了Cd和Pb对苹果幼苗光合特性和生长发育以及生理生化特性的影响,以期为阐明Pb和Cd对苹果幼苗的生理作用提供理论依据,为果树的优质高效生产提供技术支持。   本试验以八棱海棠和平邑甜茶为试材,采用盆栽方法,研究重金属Pb和Cd对苹果幼苗叶绿素含量、叶片光合特性、生长发育和生理生化特性的影响。结果表明:   (1)低浓度的Pb(<250mg·kg-1)和Cd(<10mg·kg-1)提高八棱海棠和平邑甜茶幼苗的叶绿素总量、叶绿素a含量和叶绿素b含量。随着培养介质中Pb和Cd浓度的增加,幼苗的叶绿素总量、叶绿素a含量和叶绿素b含量显著下降。随着Pb浓度的增加,八棱海棠和平邑甜茶幼苗的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均显著下降,细胞间CO2浓度逐渐升高。低浓度的Cd(<20mg·kg-1)提高平邑甜茶和八棱海棠幼苗的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,降低细胞间隙CO2浓度,高浓度的Cd抑制苹果幼苗的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,提高细胞间隙CO2浓度。   (2)Pb抑制八棱海棠和平邑甜茶的生长,随着浓度升高抑制作用增强。低浓度的Cd(<20mg·kg-1)刺激八棱海棠和平邑甜茶生长,当Cd浓度大于20mg·kg-1抑制幼苗的生长。Pb、Cd复合处理后,平邑甜荼生长被抑制,八棱海棠的株高在浓度为Pb500mg·kg-1Cd20mg·kg-1有明显的增高,但在1000mg·kg-1+40mg·kg-1时降低。   随着Pb、Cd及其复合胁迫浓度的升高,八棱海棠和平邑甜茶的叶片细胞膜透性、根系细胞膜透性(CMP)、叶片中丙二醛(MDA)含量呈逐渐递增的趋势。其中,Pb、Cd复合胁迫下CMP和MDA的含量最大。Pb、Cd处理浓度与八棱海棠和平邑甜茶叶片CMP和MDA含量均呈极显著正相关关系。   (3)八棱海棠和平邑甜茶超氧化物歧化酶(SOD)的活性均随着的Pb、Cd及复合处理浓度的增大而降低,Pb、Cd复合处理后SOD的活性均低于Pb、Cd单一处理。Pb、Cd处理浓度与八棱海棠和平邑甜茶的SOD活性均达到极显著负相关关系。低浓度Pb(<mg·kg-1)和Cd(<20mg·kg-1)提高八棱海棠和平邑甜茶过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,而Cd处理浓度在10mg·kg-1八棱海棠CAT的活性达到最大,随着Pb(>250mg·kg-1)和Cd(>20mg·kg-1)处理浓度的升高,POD和CAT活性降低,分别在1000mg·kg-1和80mg·kg-1达到最低。Pb、Cd复合处理后八棱海棠和平邑甜茶的POD和CAT的活性先升高后降低,但与Pb、Cd单一处理不呈规律性变化。   Pb、Cd及复合处理对八棱海棠和平邑甜茶根系活力有抑制作用,Pb、Cd浓度在1000mg·kg-1和80mg·kg-1时八棱海棠和平邑甜茶根系活力均与对照差异极显著(P<0.01)。Pb、Cd复合处理后八棱海棠和平邑甜茶根系活力均低于Pb、Cd单一处理。
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