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鎘污染環(huán)境下中華蚊母樹的鎘積累與生長及葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)響應(yīng)

2017-07-31 21:02:21羅玉紅戴澤龍王林泉黃應(yīng)平
關(guān)鍵詞:母樹葉綠素重金屬

甘 龍,羅玉紅,戴澤龍,王林泉,黃應(yīng)平①

〔1.三峽大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院,湖北 宜昌 443002;2.三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部工程研究中心(三峽大學(xué)),湖北 宜昌 443002;3.三峽地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害與生態(tài)環(huán)境湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心(三峽大學(xué)),湖北 宜昌 443002〕

鎘污染環(huán)境下中華蚊母樹的鎘積累與生長及葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)響應(yīng)

甘 龍1,2,3,羅玉紅1,2,3,戴澤龍2,3,王林泉1,2,3,黃應(yīng)平1,2,3①

〔1.三峽大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院,湖北 宜昌 443002;2.三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部工程研究中心(三峽大學(xué)),湖北 宜昌 443002;3.三峽地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害與生態(tài)環(huán)境湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心(三峽大學(xué)),湖北 宜昌 443002〕

以三峽庫區(qū)優(yōu)勢物種中華蚊母樹(Distyliumchinense)為試驗對象,在其生長土壤中添加不同w(Cd2+)(0、2、5、15、30 mg·kg-1),研究植物鎘積累、生長高度及葉綠素?zé)晒鈪?shù)對不同含量鎘脅迫的響應(yīng)。結(jié)果表明,中、高含量鎘脅迫對植物的生長高度及葉綠素總量具有顯著抑制作用;葉綠素?zé)晒鈪?shù)對植物的耐受性可以進行生理學(xué)解釋,鎘脅迫下植物光反應(yīng)中心PSⅡ受到可逆性損傷,葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fv/Fm與RET值隨脅迫時間先降低后逐漸恢復(fù);添加w(Cd2+)為2 mg·kg-1時,根、莖、葉的鎘富集系數(shù)最大,分別為7.4、8.1和8.2;莖、葉的轉(zhuǎn)移系數(shù)最大,分別為1.01和0.94;中華蚊母樹具有很強的富集性和轉(zhuǎn)移能力,可以作為鎘污染土壤植物修復(fù)技術(shù)的潛能物種。

中華蚊母樹;鎘污染;熒光參數(shù);葉綠素;富集;轉(zhuǎn)移

三峽庫區(qū)段的多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查結(jié)果表明,鎘在三峽庫區(qū)存在區(qū)域性輕度污染(0.2~0.6 mg·kg-1)及點狀中度(0.6~1 mg·kg-1)以上污染;而長江水系沉積物中鎘含量為0.15~2.14 mg·kg-1,存在連續(xù)的中至重度污染,其中重度以上(>1 mg·kg-1)污染占36%,鎘已經(jīng)成為三峽庫區(qū)表層土壤中污染最嚴(yán)重的重金屬元素[1]。由于土壤中的鎘污染易被植物富集,對環(huán)境以及人體健康造成嚴(yán)重影響[2-4]。萬雪琴等[5]研究證明鎘脅迫會影響植物的呼吸與光合作用等,從而改變植物的生長趨勢。植物葉片所吸收的光能有3個走向:光合驅(qū)動、熱能、葉綠素?zé)晒?3者之間相互競爭,因此通過測量葉綠素?zé)晒?即可獲得光化學(xué)過程與熱耗散效率的變化信息[6]。近年來,重金屬鎘對植物的脅迫影響研究在提高土壤質(zhì)量、改善生態(tài)環(huán)境方面做出了重要貢獻(xiàn)[7-8]。

中華蚊母樹(Distyliumchinense)為金縷梅科(Hamamelidaceae)蚊母樹屬(Distylium)常綠灌木,主要分布于烏江流域及長江三峽庫區(qū)湖北區(qū)域(宜昌、巴東、秭歸、長陽)和重慶區(qū)域(巫山、黔江、酉陽、豐都、武隆、江津)長江三峽兩岸海拔200 m以下干流消落帶中上部,平均高0.8~1.2 m[9-10]。中華蚊母樹根系發(fā)達(dá)、盤根錯節(jié)且具有極強的喜濕耐澇和抗洪水沖擊的特性,是三峽庫區(qū)消落帶防沙固土的理想樹種[11-12];可以在改善土壤質(zhì)量、固土防沙、改善生態(tài)環(huán)境的同時又具有經(jīng)濟價值[13]。目前關(guān)于它的研究較為鮮見,僅劉澤彬等[14]研究了不同淹水時間下中華蚊母樹光響應(yīng)特征。

研究不同含量鎘脅迫對中華蚊母樹的生理特性及熒光參數(shù)的影響,探討其對鎘的耐受能力及對重金屬鎘的富集和轉(zhuǎn)移作用,并通過光合參數(shù)對中華蚊母樹耐受鎘污染的特性進行生理學(xué)解釋,為重金屬污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)提供重要參數(shù),并為庫區(qū)重金屬污染土壤的修復(fù)提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 實驗設(shè)計

實驗土壤取自三峽大學(xué)植物園,曬干磨細(xì)檢測土壤中的理化性質(zhì):w(有機質(zhì))為279 mg·kg-1,w(TP)為445 mg·kg-1,w(TN)為316 mg·kg-1,w(Cd)為0.4 mg·kg-1,w(Pb)為35.35 mg·kg-1,pH值為7.21。選取三峽大學(xué)植物園中同一地點長勢大致相同的中華蚊母樹幼苗并測定初始高度。用四水硝酸鎘配制w(Cd2+)為0(CK)、2(T1)、5(T2)、15(T3)、30 mg·kg-1(T4) 5個梯度的處理組[15-16],每個花盆裝土4 kg,每個梯度平行設(shè)置3盆,先配好高濃度母土,再風(fēng)干磨細(xì)與實驗土攪拌均勻[17]。2015年9月初,每個花盆中栽種3株幼苗,實驗過程保持土壤水分正常。分別在移栽前、第1月末、第2月末共3次測定各處理植株葉片熒光參數(shù),在第3月末測定植株不同組織所富集鎘含量。

1.2 實驗測定

使用米尺測量植株主干生長的絕對高度,第1月末選取植株中上部長勢良好的葉片,用葉綠素儀(SPAD-502 Plus)對葉綠素含量進行測定,平行測定10次。每月月末采用便攜式光合儀(LI-6400XT)測量相同葉位下的熒光參數(shù):初始熒光(Fo)、光下最小熒光值(Fo′)最大熒光(Fm)、光下最大熒光(Fm′)以及穩(wěn)態(tài)熒光(Fs),光合有效輻射(RPA)平行測定10次;計算得出PSⅡ的光化學(xué)效率(Fv/Fm)、潛在熒光(Fv/Fo)、光下最大和最小熒光差(Fv′=Fm′-Fo′)、光化學(xué)淬滅系數(shù)〔qP=(Fm′-Fs)/Fv′〕、非光化學(xué)淬滅系數(shù)〔qN=(Fm-Fm′)/(Fm-Fo′)〕、電子傳遞速率〔RET=(Fm′-Fs)/Fm′×RPA×0.5×0.84)〕和電子傳遞的實際量子產(chǎn)量〔φPSⅡ=(Fm′-Fs)/Fm′)〕 等熒光參數(shù)。使用原子吸收分光光度計測定植株根、莖、葉的鎘含量,平行測定3次并計算富集系數(shù)(FBC)和轉(zhuǎn)移系數(shù)(FT):富集系數(shù)(FBC)=植株中各部位重金屬含量/土壤中重金屬含量;轉(zhuǎn)運系數(shù)(FT)=地上部各部位重金屬含量/根部重金屬含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Office 2010軟件對數(shù)據(jù)進行整理,采用SPSS 20.0軟件對實驗數(shù)據(jù)進行單因素方差分析,采用Origin 8軟件進行圖表制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 鎘對中華蚊母樹生理指標(biāo)的影響

經(jīng)過3個月的鎘脅迫,各組間植株生長的絕對高度差異顯著(P=0.024<0.05),低含量植株的生長高度明顯優(yōu)于中高含量處理組,T1組高度為1.1 cm,T4組為T1組的49%(圖1);說明高含量鎘對植物脅迫作用明顯,低含量有促進植物生長的作用。

葉綠素是植物進行光合作用的重要組成部分,在對光能的吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化過程中起重要作用,葉綠素的變化也常常作為植物受外部脅迫影響的評價指標(biāo)。中華蚊母樹葉片葉綠素含量在各組間變化顯著(P=0.013<0.05),T2、T3、T4組葉綠素含量分別為CK組的80.7%、84.9%、74.2%,總體來看,葉綠素含量隨著鎘含量的升高而下降(圖1)。這說明在低含量鎘脅迫下植物能夠正常生長,中、高含量鎘對植株有明顯的抑制作用。

2.2 鎘對中華蚊母樹葉片F(xiàn)o、Fm、Fv/Fm和Fv/Fo的影響

初始熒光(Fo)又稱基底熒光或暗熒光,指經(jīng)過充分暗適應(yīng)的光合機構(gòu)光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)反應(yīng)中心全部開放時的葉綠素(Chl)熒光發(fā)射強度。移栽前各處理組Fo值與CK組差別不大(P=0.548>0.05),移栽前植株生長狀態(tài)相似,各處理組熒光參數(shù)與CK組都大致相同。由圖2可知,第1個月時隨鎘含量的增加脅迫作用明顯,Fo值顯著上升(P=0.014<0.05),T2、T3、T4組Fo值分別是CK組的1.09、1.18、1.21倍;這說明在鎘脅迫作用下光反應(yīng)中心(PSⅡ)受到損傷。第2個月時各組Fo值逐漸恢復(fù)正常水平,但均高于CK組。

直方柱上方英文小寫字母不同表示各處理間某指標(biāo)差異顯著(P<0.05)。

最大熒光(Fm)指經(jīng)過充分暗適應(yīng)的PSⅡ反應(yīng)中心完全關(guān)閉時的Chl熒光發(fā)射強度。隨著光化學(xué)效率的變化,熱耗散(非光化學(xué)效率)效率也發(fā)生了改變,這種變化也可以通過Fm值的變化來體現(xiàn)。第1個月末Fm值隨鎘含量的增長而顯著降低(P=0.021<0.05),T2、T3、T4組Fm值分別是CK組的89.7%、82.9%和83.6%;T2、T3、T4組Fm值隨脅迫時間先降低再升高,各組Fm值逐漸恢復(fù)到移栽前水平,各組間差異不顯著(P=0.236>0.05)。

光化學(xué)效率(Fv/Fm)反映了反應(yīng)中心最大光能捕獲效率,代表植物葉片的生理狀況,一般植物的數(shù)值為0.75~0.85。由圖2看出,Fv/Fm值在脅迫的第1月各組間發(fā)生顯著變化(P=0.015<0.05),Fv/Fm值隨鎘含量的增加而顯著降低,T3和T4組Fv/Fm最低值分別是CK組的85.9%和84.6%;在脅迫的第2個月Fv/Fm值恢復(fù)到正常水平,各組之間變化不顯著(P=0.341>0.05),但T3和T4組Fv/Fm值小于CK組;這說明光反應(yīng)PSⅡ之前因受到鎘脅迫而減少的反應(yīng)中心比例,在經(jīng)過脅迫適應(yīng)性調(diào)節(jié)后,光合電子鏈的傳遞速率在慢慢恢復(fù),使植物能夠進行正常的暗反應(yīng)。

潛在熒光(Fv/Fo)是反映光反應(yīng)PSⅡ在反應(yīng)中心的潛在活性,Fv/Fo值與Fv/Fm值變化趨勢相類似。第1月的Fv/Fo值隨含量上升而下降,變化趨勢顯著(P=0.017<0.05),T4組Fv/Fo最低,為CK組的75.9%;第2月各處理組潛在熒光恢復(fù)正常水平,說明經(jīng)脅迫適應(yīng)性調(diào)節(jié)后,中華蚊母樹光反應(yīng)PSⅡ的活性逐漸提高。

2.3 鎘對中華蚊母樹葉片qN、qP、RET和φPSⅡ的影響

非光化學(xué)淬滅系數(shù)(qN)代表光反應(yīng)中心的光合機構(gòu)損傷程度,反映光反應(yīng)中心PSⅡ?qū)μ炀€色素吸收多余光能后把光能以熱能形式耗散的部分。如圖3所示,移栽前各組數(shù)值差異不大(P=0.631>0.05),第1個月時各組間qN值變化顯著(P=0.013<0.05),且隨鎘含量的增加而顯著升高,T3和T4組qN值分別是CK組的1.12和1.13倍;第2個月時,各處理組qN值恢復(fù)到正常水平,各組間變化不顯著(P=0.368>0.05);這說明前期中華蚊母樹受脅迫時吸收的光能大多以熱能形式散失,植株經(jīng)適應(yīng)性調(diào)節(jié)之后,光合作用恢復(fù)正常。

光化學(xué)淬滅系數(shù)(qP)指光反應(yīng)PSⅡ天線色素吸收光能用于光合作用電子傳遞的比例,其值表示光反應(yīng)中心PSⅡ開放程度的大小。由圖3所示,第1個月時隨鎘含量的增加qP值顯著降低(P=0.009<0.05),T2、T3和T4組qP值分別是CK組的48.9%、25.8%和31.6%。qP與qN變化過程相反;第2個月末各組間數(shù)值趨于平穩(wěn)(P=0.437>0.05),光合作用電子傳遞的比例恢復(fù)到正常水平;這說明中華蚊母樹吸收的光能用于光化學(xué)反應(yīng)部分的比例,與光合機構(gòu)的損傷程度、熱能的消散情況有關(guān)。

直方柱上方英文小寫字母不同表示各處理間某指標(biāo)差異顯著(P<0.05)。

電子傳遞速率(RET)反映了光反應(yīng)PSⅡ在光適應(yīng)條件下真實電子傳遞的情況。電子傳遞的實際量子產(chǎn)量(φPSⅡ)反映PSⅡ相關(guān)的葉綠素吸收的光用于光化學(xué)過程的比例,它可用于衡量線性電子傳遞的速率(整個光合的指示)。RET和φPSⅡ的變化趨勢相似,在鎘脅迫的第1個月φPSⅡ值隨鎘含量增加而顯著降低,T2、T3和T4組RET分別是CK組的58.9%、55.8%、62.6%;φPSⅡ值分別是CK組的60.2%、55.3%和43.9%;RET、φPSⅡ與qN變化過程相反。同一含量下,隨脅迫時間的進行,RET值逐漸恢復(fù)到正常水平,中、高含量處理組φPSⅡ值低于CK組(圖3)。這說明植株的電子傳遞速率RET在受脅迫后可以逐漸恢復(fù)其功能,但由于φPSⅡ受到高含量鎘的影響,葉綠素吸收的光用于光化學(xué)過程的比例要低于正常水平。

2.4 中華蚊母樹各組織鎘含量以及富集系數(shù)(FBC)和轉(zhuǎn)移系數(shù)(FT)

中華蚊母樹在鎘脅迫3個月之后,各組織中鎘含量如圖4所示,各處理組莖、葉、根鎘含量與CK組相比均達(dá)到顯著水平(P<0.05),T1組莖、葉鎘含量已達(dá)15 mg·kg-1左右,隨著鎘含量的增加,莖、葉中鎘吸附量大致相同;根的吸附量和鎘含量呈正相關(guān)關(guān)系,T4組根的吸附量達(dá)63.2 mg·kg-1。

圖5表明,中華蚊母樹莖、葉、根的FBC隨著鎘含量增加而顯著降低(P<0.05),T1組莖、葉、根FBC值均最大(7.4、8.1和8.2),莖、葉的FBC差別不大,根的FBC明顯大于莖、葉;T1組莖、葉的FT接近1。在中、低含量時中華蚊母樹各部位FBC值均大于1,說明中華蚊母樹具有很強的從土壤中吸附鎘的能力;FT按近1,說明在低含量時中華蚊母樹吸收鎘能力的效率最高;莖、葉、根的鎘含量大致相同,即植株有很強的從地下部向地上部轉(zhuǎn)移鎘能力。

直方柱上方英文小寫字母不同表示各處理間鎘含量差異顯著(P<0.05)。

直方柱上方英文小寫字母不同表示各處理間某指標(biāo)差異顯著(P<0.05)。

3 討論

目前,像鎘一類的重金屬在土壤中的危害日益加重,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在土壤中所產(chǎn)生的重金屬污染主要以結(jié)合態(tài)形式存在[18]。在人工栽培以及控制實驗的條件下,通過對中華蚊母樹的生理特性研究,能夠反映出重金屬污染對植物生長趨勢的影響。植物外觀生長狀況是觀察重金屬對植物影響的最顯著特征。中華蚊母樹生長的絕對高度在不同含量間差異明顯,相對于CK組低含量鎘有促進作用,而中、高含量鎘處理組表現(xiàn)出明顯的抑制作用,說明不同含量鎘對植物生長狀態(tài)有著很大影響[19]。

光合作用是植物的生命之源,植株受到脅迫之后,葉綠素總量直接影響植物光合作用的效率,實驗測得葉綠素總量隨鎘含量升高而降低,可以看出中、高含量鎘對中華蚊母樹有脅迫作用[20]。在脅迫的逆境中葉綠體吸收光能所消耗的3種途徑(光合電子傳遞、葉綠素?zé)晒饧盁嵘⑹?的比例會發(fā)生變化,熒光參數(shù)是光合作用的內(nèi)在指針,能夠?qū)χ参锏哪褪苄赃M行生理學(xué)解釋[21-22];植物受重金屬脅迫的逆境情況可以通過葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動力學(xué)參數(shù)來表現(xiàn),在正常生長條件下植物的各個熒光動力學(xué)參數(shù)比較穩(wěn)定,不會出現(xiàn)大的波動[23]。光合作用中受到脅迫的光合機構(gòu)與光反應(yīng)中心PSⅡ聯(lián)系緊密,且Fo值與光反應(yīng)中心PSⅡ有關(guān),隨著脅迫的進行,Fo值增加可能反映出植物的光反應(yīng)中心PSⅡ受到不可逆的破壞或可逆性損傷;圖1中的Fo值隨脅迫時間先上升后顯著下降;說明鎘脅迫使植物葉片光反應(yīng)中心PSⅡ受到可逆性損傷[24]。Fv/Fm代表著光反應(yīng)中心PSⅡ捕獲激發(fā)能的效率即光化學(xué)效率,T2、T3、T4組Fv/Fm值從第1月末的最低值逐漸上升的變化過程,說明隨著實驗的進行,前期的鎘脅迫影響了反應(yīng)中心捕獲光能的效率,后期經(jīng)過適應(yīng)性調(diào)節(jié),中華蚊母樹在一定程度上恢復(fù)了其功能[25]。Fv/Fo與Fv/Fm的變化相似,說明潛在熒光在鎘脅迫過程中也受到顯著影響,反映出光合活性也受到鎘脅迫的影響[26]。

葉綠素?zé)晒獯銣绶譃楣饣瘜W(xué)淬滅系數(shù)(qP)和非光化學(xué)淬滅系數(shù)(qN)2種,都是葉綠體耗散能量的途徑,RET代表著脅迫作用下的電子傳遞速率,φPSⅡ反映PSⅡ相關(guān)的葉綠素吸收的光用于光化學(xué)過程的比例[27]。在鎘脅迫的第1月,qN隨鎘含量增加顯著增大,qP、RET和φPSⅡ的變化規(guī)律則與qN相反;說明中華蚊母樹受到鎘脅迫時的光合活性和電子傳遞效率隨著鎘含量的增加而降低,葉片吸收的大多數(shù)光能通過熱耗散形式散失,這與賈中民等[28]研究的三峽庫區(qū)岸生植物秋華柳(Salixvariegata)對鎘脅迫的光合響應(yīng)得出的葉片在受到脅迫時的光合活性和電子傳遞效率受到影響,吸收的光能多以熱耗散形式散失這個結(jié)論相符;第2月qN、qP、RET及φPSⅡ都逐漸恢復(fù)到正常值;說明植株通過自適應(yīng)調(diào)節(jié)后,光合活性和電子傳遞效率恢復(fù)正常[26]。

植物對重金屬的耐性指在重金屬污染土壤中能正常生長的植物,還能適應(yīng)一些極端環(huán)境;通過對中華蚊母樹各組織鎘含量的測定以及實驗過程中植物的長勢,能夠表明中華蚊母樹對鎘污染土壤表現(xiàn)出很強的修復(fù)性[29]。富集系數(shù)反映植物對重金屬的累積能力,其值越大,說明在某一含量下植物對重金屬的累積能力越強;轉(zhuǎn)移系數(shù)指植物從根部向地上部運輸重金屬的能力,也能反映出重金屬在植物各組織的分布情況,系數(shù)越大,說明向地上部轉(zhuǎn)移重金屬的能力就越強[30-31]。在不同含量鎘污染下中華蚊母樹各組織富集系數(shù)均大于1,T1組富集系數(shù)最大;低含量鎘處理組莖、葉的轉(zhuǎn)移系數(shù)接近于1,隨鎘含量的增加轉(zhuǎn)移系數(shù)降低,周啟星等[32]認(rèn)為只有當(dāng)富集系數(shù)與轉(zhuǎn)移系數(shù)均大于1時才是超富集植物,說明在治理鎘污染時,中華蚊母樹與魏樹和等[33]研究的超積累植物龍葵(Solanumnigrum),與鄒春萍等[34]研究的超富集植物白花鬼針草(Bidenspilosa)都屬于超富集植物;但與其他超富集植物相比,中華蚊母樹生物量大,根系發(fā)達(dá),具有固定和轉(zhuǎn)移重金屬的優(yōu)勢;在植物的修復(fù)效率上與土壤的污染程度有關(guān),低污染區(qū)修復(fù)效率高,針對目前三峽庫區(qū)的污染情況,中華蚊母樹具有很高的修復(fù)效率,加強此方面的研究有助于篩選出高修復(fù)率植物[29]。

綜上所述,從植株生長高度和葉綠素總量來判斷植株對不同鎘含量的適應(yīng)性;通過測定Fo、Fv/Fm和RET等熒光參數(shù)來對植物耐受性進行生理學(xué)上的解釋。從中華蚊母樹各器官吸附含量以及富集系數(shù)和轉(zhuǎn)移系數(shù)可以看出,中華蚊母樹具有很強的富集與轉(zhuǎn)移性,這為庫區(qū)鎘污染土壤的修復(fù)提供依據(jù),且中華蚊母樹根系發(fā)達(dá),生命力強,對固土防沙、保持庫區(qū)壩坡穩(wěn)定起到很好的作用,所以中華蚊母樹可以作為重金屬污染土壤植物修復(fù)技術(shù)的潛能物種。

[1] 唐將.三峽庫區(qū)鎘等重金屬元素遷移富集及轉(zhuǎn)化規(guī)律[D].成都:成都理工大學(xué),2005.[TANG Jiang.Study on the Regularity of Move,Enrichment,and Translation of Cadmium and Other Heavy Metals in the District of the Three Gorges Reservoir[D].Chengdu:Chengdu University of Technology,2005.]

[2] 王國慶,鄧紹坡,馮艷紅,等.國內(nèi)外重金屬土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值比較:鎘[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報,2015,31(6):808-821.[WANG Guo-qing,DENG Shao-po,FENG Yan-hong,etal.Comparative Study on Soil Environmental Standards for Heavy Metals in China and Other Countries:Cadmium[J].Journal of Ecology and Rural Environment,2015,31(6):808-821.]

[3] LI Z,MA Z,VAN DER KUIJP T J,etal.A Review of Soil Heavy Metal Pollution From Mines in China:Pollution and Health Risk Assessment[J].Science of the Total Environment,2014,468/469:843-853.

[4] 黃科文,廖明安,林立金.2種生態(tài)型三葉鬼針草的不同株數(shù)混種比例對其鎘累積的影響[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報,2015,31(5):753-759.[HUANG Ke-wen,LIAO Ming-an,LIN Li-jin.Effects of Interplantation Ratio of Two Ecotypes ofBidenspilosaon Cadmium Accumulation[J].Journal of Ecology and Rural Environment,2015,31(5):753-759.]

[5] 萬雪琴,張帆,夏新莉,等.鎘處理對楊樹光合作用及葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響[J].林業(yè)學(xué)報,2008,44(6):73-78.[WAN Xue-qin,ZHANG Fan,XIA Xin-li,etal.Effects of Cadmium on Photosynthesis and Chlorophyll Fluorescence Parameters of Solution-Cultured Poplar Plants[J].Scientia Silvae Sinicae,2008,44(6):73-78.]

[6] 馬守臣,馬守田,邵云,等.礦井廢水灌溉對小麥生理特性及重金屬積累的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2013,24(11):3243-3248.[MA Shou-chen,MA Shou-tian,SHAO Yun,etal.Effects of Irrigation with Mine Wastewater on Physiological Characters and Heavy Metals Accumulation of Winter Wheat[J].Chinese Journal of Applied Ecology,2013,24(11):3243-3248.]

[7] 石元值,阮建云,馬立峰.茶樹中鎘、砷元素的吸收累積特性[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報,2006,22(3):70-75.[SHI Yuan-zhi,RUAN Jian-yun,MA Li-feng.Absorption and Accumulation of As and Cd in Tea[J].Journal of Ecology and Rural Environment,2006,22(3):70-75.]

[8] 努扎艾提·艾比布,劉云國,曾光明,等.香根草對鎘毒害的生理耐性和積累特性[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2009,29(9):1959-1963.[NU Z A T·A B B,LIU Yun-guo,ZENG Guang-ming,etal.Cadmium Tolerance and Accumulation Characteristics ofVetiveriazizanioides[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2009,29(9):1959-1963.]

[9] LI X L,LI N,YANG J,etal.Morphological and Photosynthetic Responses of Riparian PlantDistyliumchinenseSeedlings to Simulated Autumn and Winter Flooding in Three Gorges Reservoir Region of the Yangtze River,China[J].Acta Ecologica Sinica,2011,31:31-39.

[10]劉濟明.貴州茂蘭喀斯特森林中華蚊母樹群落種子庫及其萌發(fā)特征[J].生態(tài)學(xué)報,2001,21(2):197-203.[LIU Ji-ming.The Seed Bank and It′s Germinative Characters of theDistyliumchinensisCommunity in Guizhou,Maolan Karst Forest[J].Acta Ecologica Sinica,2001,21(2):197-203.]

[11]劉澤彬,程瑞梅,肖文發(fā),等.遮蔭對中華蚊母樹苗期生長及光合特性的影響[J].林業(yè)科學(xué),2015,51(2):129-136.[LIU Ze-bin,CHENG Rui-mei,XIAO Wen-fa,etal.Effects of Shading on Growth and Photosynthetic Characteristics ofDistyliumchinenseSeedlings[J].Scientia Silvae Sinicae,2015,51(2):129-136.]

[12]楊麗,張云貴,鄧洪平.中華蚊母樹形態(tài)多樣性研究[J].南方農(nóng)業(yè),2010(1):63-65.[YANG Li,ZHANG Yun-gui,DENG Hong-ping.Study on the Morphological Diversity ofDistyliumchinense[J].South China Agriculture,2010(1):63-65.]

[13]謝春花,李曉玲,欒春艷,等.湖北河岸帶植物中華蚊母樹遺傳多樣性的SRAP分析[J].植物研究,2012,32(3):311-319.[XIE Chun-Hua,LI Xiao-ling,LUAN Chun-yan,etal.SRAP Analysis of Genetic Diversity of Riparian PlantDistyliumchinensein Hubei Province[J].Bulletin of Botanical Research,2012,32(3):311-319.]

[14]劉澤彬,程瑞梅,肖文發(fā),等.中華蚊母樹幼苗對秋冬季淹水的生長及生理響應(yīng)[J].湖泊科學(xué),2016,28(2):405-413.[LIU Ze-bin,CHENG Rui-mei,XIAO Wen-fa,etal.Growth and Physiological Responses ofDistyliumchinenseSeedlings to Autumn and Winter Flooding[J].Journal of Lake Sciences,2016,28(2):405-413.]

[15]賈中民,魏虹,孫曉燦,等.秋華柳和楓楊幼苗對鎘的積累和耐受性[J].生態(tài)學(xué)報,2011,31(1):0107-0114.[JIA Zhong-min,WEI Hong,SUN Xiao-can,etal.Accumulation and Tolerance ofSalixvariegateandPterocaryastenopteraSeedlings to Cadmium[J].Acta Ecologica Sinica,2011,31(1):0107-0114.]

[16]吳福忠,楊萬勤,張健,等.鎘脅迫對桂花生長和養(yǎng)分積累、分配與利用的影響[J].植物生態(tài)學(xué)報,2010,34(10):1220-1226.[WU Fu-zhong,YANG Wan-qin,ZHANG Jian,etal.Effects of Cadmium Stress on Growth and Nutrient Accumulation,Distribution and Utilization inOsmanthusfragransvar.thunbergii[J].Chinese Journal of Plant Ecology,2010,34(10):1220-1226.]

[16]劉澤彬,程瑞梅,肖文發(fā),等.不同淹水時間下中華蚊母樹光響應(yīng)特征及其模型比較[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2015,26(4):1083-1090.[LIU Ze-bin,CHENG Rui-mei,XIAO Wen-fa,etal.Light Response Characteristics of Photosynthesis and Model Comparison ofDistyliumchinenseIndifferent Flooding Durations[J].Chinese Journal of Applied Ecology,2015,26(4):1083-1090.]

[17]易自成,賀俊波,程華,等.鎘對皇竹草構(gòu)件生長及生理特性的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2014,33(2):276-282.[YI Zi-cheng,HE Jun-bo,CHENG Hua,etal.Effects of Cd Polluted Soil on the Modular Growth and Physiological Characteristics ofPennisetumhydridum[J].Journal of Agro-Environment Science,2014,33(2):276-282.]

[18]杜瑞英,聶呈榮,林初夏,等.鎘污染土壤對潛在能源植物生長的影響[J].生態(tài)環(huán)境,2006,15(4):735-738.[DU Rui-ying,NEI Cheng-rong,LIN Chu-xia,etal.Effects of Soil Cadmium on the Growth of Two Potential Energy Plants[J].Ecology and Environment,2006,15(4):735-738.]

[19]賈中民,馮漢茹,魏虹.鎘對楓楊幼苗生長和光合特性的影響[J].西南大學(xué)學(xué)報,2014,36(8):27-35.[JIA Zhong-min,FENG Han-ru,WEI Hong.Effects of Effect of Cadmium on Growth and Photosynthetic Characteristics ofPterocaryastenopteraSeedlings[J].Journal of Southwest University(Natural Science Edition),2014,36(8):27-35.]

[20]姚春娟,郭圣茂,陳蘭蘭,等.二種決明屬植物葉綠素?zé)晒馓匦缘谋容^研究[J].北方園藝,2016,(02):151-153.[YAO Chun-juan,GUO Sheng-mao,CHEN Lan-lan,etal.Research on The Rule of Absorbing Fertilizer ofDictamnusdasycarpus[J].Northern Horticulture,2016,(02):151-153.]

[21]林世青,許春輝,張其德,等.葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)在植物抗性生理學(xué)、生態(tài)學(xué)和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化中的應(yīng)用[J].植物學(xué)通報,1992,9(1):1-16.[LIN Shi-qing,XU Chun-hui,ZHANG Qi-dei,etal.Some Application of Chlorophyll Fluorescence Kinetics to Plant Stress Physiologyphy Toecology and Agricultural Modernization[J].Chinese Bulletin of Botany,1992,9(1):1-16.]

[22]梁英,習(xí)永芳,陳書秀,等.溫度對小新月菱形藻葉綠素?zé)晒馓匦约吧L的影響[J].水產(chǎn)科學(xué),2011,30(8):435-440.[LIANG Ying,XI Yong-fang,CHEN Shu-xiu,etal.Effects of Temperature on Chlorophyll Fluorescence Parameters and Growth in AlgaNitzschiaclosteriumfminutissima[J].Fisheries Science,2011,30(8):435-440.]

[23]ROHACECK.K.Chlorophyll Fluorescence Parameters:The Definitions,Photosynthetic Meaning and Mutual Relationships[J].Photosynthetica,2002,40(1):13-29.

[24]錢永強,周曉星,韓蕾,等.Cd2+脅迫對銀芽柳PSⅡ葉綠素?zé)晒夤忭憫?yīng)曲線的影響[J].生態(tài)學(xué)報,2011,31(20):6134-6142.[QIAN Yong-qiang,ZHOU Xiao-xing,HAN Lei,etal.Rapid Light-Response Curves of PSⅡ Chlorophyll Fluorescence Parameters in Leaves ofSalixleucopitheciaSubjected to Admium-Ion Stress[J].Acta Ecologica Sinica,2100,31(20):6134-6142.]

[25]賈中民,程華,魏虹,等.三峽庫區(qū)岸生植物秋華柳對鎘脅迫的光合響應(yīng)[J].林業(yè)科學(xué),2012,44(6):152-158.[JIA Zhong-min,CHENG Hua,WEI Hong,etal.Photosynthetic Responses of the RiparianSalixvariegatato Cadmium Stress in Three Gorges Reservoir Region[J].Scientia Silvae Sinicae,2012,44(6):152-158.]

[26]王文杰,李文馨,祖元剛.紫莖澤蘭莖和葉片及葉綠素?zé)晒庀嚓P(guān)參數(shù)對不同溫度處理的響應(yīng)差異[J].生態(tài)學(xué)報,2009,29(10):5424-5433.[WANG Wen-jie,LI Wen-xin,ZU Yuan-gang.Differences in Pigments and Chlorophyll Fluorescence Parameters Between Stems and LeavesEupatoriumadcnophorumUnder Different Temperature Treatments[J].Acta Ecologica Sinica,2009,29(10):5424-5433.]

[27]鄧培雁,劉威,韓博平.寶山堇菜(Violabaoshanensis)鎘脅迫下的光合作用[J].生態(tài)學(xué)報,2007,27(5):1858-1862.[DENG Pei-yan,LIU Wei,HAN Bo-ping.Photosynthesis ofViolabaoshanensisUnder Cadmium Stress[J].Acta Ecologica Sinica,2007,27(5):1858-1862.]

[28]盧廣超,許建新,薛立,等.干旱脅迫下4種常用植物幼苗的光合和熒光特性綜合評價[J].生態(tài)學(xué)報,2013,33(24):7872-7881.[LU Guang-chao,XU Jian-xin,XUE Li,etal.Comprehensive Evaluation on Photosynthetic and Fluorescence Characteristics in Seedlings of 4 Drought Fesistance Species[J].Acta Ecologica Sinica,2013,33(24):7872-7881.]

[29]戴澤龍,黃應(yīng)平,付娟,等.香溪河消落帶狗牙根對重金屬鎘的積累特性與機制[J].武漢大學(xué)學(xué)報(理學(xué)版),2015,61(3):279-284.[DAI Ze-long,HUANG Ying-ping,FU Juan,etal.Accumulation Characteristics and Mechanism of Cd in Bermudagrass on Water-Level-Fluctuating Zone Along Xiang Xi River[J].Journal of Wuhan University(Natural Science Edition),2015,61(3):279-284.]

[30]楊惟薇,劉敏,曹美珠,等.不同玉米品種對重金屬鉛鎘的富集和轉(zhuǎn)運能力[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報,2014,30(6):774-779.[YANG Wei-wei,LIU Min,CAO Mei-zhu,etal.Accumulation and Transfer of Lead (Pb) and Cadmium (Cd) on Different Species of Maize[J].Journal of Ecology and Rural Environment,2014,30(6):774-779.]

[31]王飛,胥燾,郭強,等.喜旱蓮子草對Pb、Cd脅迫響應(yīng)的研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2013,36(5):8-16.[WANG Fei,XU-Tao,GUO Qiang,etal.Studies on Responses ofAlternantheraphiloxeroidesto Stress of Pb and Cd[J].Environmental Science & Technology,2013,36(5):8-16.]

[32]周啟星,魏樹和,張倩茹,等.生態(tài)修復(fù)[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2006:128.[ZHOU Qi-xing,WEI Shu-he,ZHANG Qian-ru,etal.Ecological Restoration[M].Beijing:China Environmental Science Press,2006:128.]

[33]魏樹和,周啟星,王新.超積累植物龍葵及其對鎘的富集特征[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2005,26(3):167-171.[WEI Shu-he,ZHOU Qi-xing,WANG Xin.Cadmium-HyperaccumulatorSolanumnigrumL. and Its Accumulating Characteristics[J].Environmental Science,2005,26(3):167-171.]

[34]鄒春萍,陳金峰,孫映波,等.白花鬼針草對鎘的富集與遷移特性試驗研究[J].南方農(nóng)業(yè),2015,9(7):23-26.[ZHOU Chun-ping,CHEN Jin-feng,SUN Ying-bo,etal.Experimental Study of Cadmium Accumulation and Migration Characteristics ofBidenspilosaL.[J].South China Agriculture,2015,9(7):23-26.]

(責(zé)任編輯: 陳 昕)

Responses ofDistyliumchinenseto Cd Stress in Cd Accumulation, Growth and Chlorophyll Fluorescence Dynamics.

GANLong1,2,3,LUOYu-hong1,2,3,DAIZe-long2,3,WANGLin-quan1,2,3,HUANGYing-ping1,2,3

(1.Collgeg of Hydraulic and Environmental Engineering, China Three Gorges University, Yichang 443002, China;2.Engineering Research Center of Eco-environment in the Three Gorges Reservoir Region, Ministry of Education, China Three Gorges University, Yichang 443002, China;3.Collaborative Innovation Center for Geo-Hazards and Eco-Environment in Three Gorges Area Hubei Province, China Three Gorges University, Yichang 443002, China)

Distyliumchinense(growth similar), a dominant species in the Three Gorges Reservoir area, is selected as object for the study to investigate responses of the tree to Cd stress [w(Cd2+), 0, 2, 5, 15 and 30 mg·kg-1] in Cd accumulation, growth and chlorophyll fluorescence parameters. Results show that Cd stress, moderate and high in concentration, inhibited significantly growth in height and total chlorophyll content of the plant under stress. Chlorophyll fluorescence parameters of the plant can be used to explain Cd tolerance of the plant physiologically. Cd stress damaged the plant′s photoreactive center PSⅡ, though reversibly. Chlorophyll fluorescence parameters (Fv/FmandRET) declined first and gradually came back with the stress going on. Under the Cd stress of 2 mg·kg-1, Cd enrichment coefficient of the plant reached up to 7.4, 8.1 and 8.2 in roots, stems and leaves, respectively, and Cd transfer coefficient up to 1.01 and 0.94 in stem and leaves, respectively. ObviouslyDistyliumchinensepossesses a high Cd accumulation and transfer capacity. According to the pollution status of the Three Gorges Reservoir area,Distyliumchinensecan be used as a potential species for phytoremediation of Cd contaminated soils.

Distyliumchinense; Cd pollution; fluorescence parameter; chlorophyll; enrichment; transfer

2016-07-07

國家水體污染控制與治理科技重大專項(2012ZX07103-005)

X53

A

1673-4831(2017)07-0665-08

10.11934/j.issn.1673-4831.2017.07.012

甘龍(1992—),男,安徽淮南人,碩士生,主要從事生態(tài)水利方面的研究。E-mail: 821333219@qq.com.

① 通信作者E-mail: hbyin@niglas.ac.cn

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