桤木幼树生长生理特性和营养元素对镉胁迫的响应

作     者：张成浩 

作者单位：四川农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡红玲;刘永安

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0829[工学-林业工程] 

主      题：桤木 镉 生长 抗性生理 光合生理 营养元素 富集 

摘      要：本研究以1.5 a生的桤木幼树为试验材料,采用盆栽控制试验,探讨了土壤重金属镉Cd对四川常见树种桤木(Alnus cremastogyne)幼树的胁迫效应,试验设置5个Cd处理水平(0,12.5,25,50,100 mg·kg,分别表示为CK,T1、T2、T3、T4),分析了桤木幼树生长、抗性生理、光合生理和营养元素吸收对镉胁迫的响应及其对镉的耐受性和富集特性,为桤木造林地的选择和镉污染土壤修复提供理论依据。研究结果如下:(1)随着Cd胁迫的加重,桤木幼树株高、地径净生长量、根系活力均呈下降趋势,根冠比呈上升趋势。(2)随着Cd胁迫的加重,桤木幼树叶片过氧化氢(HO)和丙二醛(MDA)含量呈增加趋势,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均呈先升后降趋势;脯氨酸(Pro)和可溶性糖(SS)含量逐渐增加,可溶性蛋白质(SP)含量在T2处理时增至最大,随后逐渐降低。(3)随着Cd胁迫程度加重,各光合色素含量及叶绿素总量均呈下降趋势,Chl a/b无显著变化;净光合速率(P)、气孔导度(G)、蒸腾速率(T)显著下降,胞间二氧化碳浓度(C)上升;光饱和点(LSP)和暗呼吸速率(R)均逐渐下降,光补偿点(LCP)逐渐上升;PSII潜在活性(F/F)、最大光化学效率(F/F)、有效光化学效率(F’/F’)、实际光量子效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(q P)均呈下降趋势,而非光化学淬灭系数(NPQ)逐渐增加。(4)随着Cd胁迫的加重,植株各器官(吸收根、运输根、主干、枝、叶)N、P含量均呈下降趋势。主干N含量在T1处理时显著下降,吸收根、叶N含量在T4处理时显著下降,同时N在叶中的分配比例上升,主干中的分配比例下降;主干P含量在T1处理时显著下降,吸收根、运输根、叶P含量则在T3处理时显著下降;吸收根K含量先升后降,在T2处理时含量最大,枝的K含量无显著变化,其余器官K含量呈下降趋势,同时K在叶片中的分配比例下降,在吸收根中的分配比例上升。(5)随着Cd胁迫的加重,桤木幼树各器官中Cd含量逐渐增加,且各处理与CK均有显著差异;在同一Cd处理水平下吸收根、运输根中Cd含量显著高于其他器官;吸收根富集系数(BC)呈先增后降的趋势,在T1处理时为峰值(1.0353),运输根BC无显著变化,其余器官BC均呈下降趋势。地上部分BC与地上部转移系数(TF)在T1处理时显著下降,且数值均小于1。Cd胁迫对桤木幼树的生长、光合生理、抗性生理及营养元素的吸收分配均产生了影响,且在T2处理及以上水平时影响显著;同时桤木幼树对Cd的富集转移能力较低,且主要富集于植株根系。说明桤木幼树对Cd的耐受性有限,不适宜在Cd污染严重的地区种植桤木。但桤木生长迅速、生物量大,且能在低浓度Cd胁迫下正常生长,因此可用于轻Cd污染土壤修复。