鉛脅迫對(duì)水培羅漢松幼苗生長(zhǎng)的影響

陳進(jìn)樹

摘 要：為探討鉛脅迫下羅漢松對(duì)鉛的生理生化響應(yīng)和耐受能力，為應(yīng)用人工生態(tài)浮床處理含鉛廢水提供依據(jù)。通過水培試驗(yàn)研究不同質(zhì)量濃度的重金屬鉛（0、25、50、100、200、400mg·L-1）脅迫對(duì)羅漢松幼苗根長(zhǎng)、葉綠素和丙二醛含量的影響。結(jié)果表明，鉛濃度大于50mg·L-1時(shí)，對(duì)羅漢松幼苗根長(zhǎng)、葉綠素和丙二醛含量均產(chǎn)生明顯的影響。

關(guān)鍵詞：鉛;羅漢果;水培

中圖分類號(hào) S791.46文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2020）20-0019-02

Impacts of Lead Stress on Growth of Hydroponic Podocarpus macrophyllus Seedlings

CHEN Jinshu

（Department of Gardening， Zhangzhou City College， Zhangzhou 363000， China）

Abstract：Through the hydroponic experiment， the root length，Chlorophyll， and malondialdehyde content of Podocarpus macrophyllus seedlings after treated with different concentrations of lead（Pb）solution（0， 25， 50， 100， 200， 400mg·L-1）was studied. The results showed that the root length， chlorophyll and MDA contents of Podocarpus macrophyllus seedlings were significantly affected when the lead concentration was higher than 50mg·L-1.

Key words：Lead; Podocarpus macrophyllus; Hydroponic

鉛是一種常見的對(duì)人體和其他生物有顯著生物毒性的重金屬元素[1，2]，主要來自汽車排出的含鉛廢氣和工礦企業(yè)冶煉過程中所排出的含鉛廢水、廢氣和廢渣。其在自然界中具有較高的穩(wěn)定性而難以自然降解，在環(huán)境中可長(zhǎng)期存在，通過植物吸收進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，并通過食物鏈的富集作用，對(duì)各種生物的生命及生理活動(dòng)產(chǎn)生影響[3]，可能會(huì)直接損害人體的健康[4]，所以，如何去除環(huán)境中的鉛元素，顯得日益重要。羅漢松（Podocarpus macrophyllus）是一種常見的園藝觀賞植物，具有株型美觀及較強(qiáng)的生長(zhǎng)適應(yīng)性，比較容易水培，用于生態(tài)浮床進(jìn)行植物修復(fù)，且羅漢松是木本植物，具有生物量大、根系發(fā)達(dá)的特點(diǎn)[5]，能更好的起到美化環(huán)境及凈化水體的作用。本研究選擇羅漢松進(jìn)行鉛脅迫水培試驗(yàn)，以期了解其在重金屬鉛脅迫下的生理反應(yīng)，探討其對(duì)鉛的耐受性，探索其在人工生態(tài)浮床修復(fù)含鉛水體應(yīng)用的可行性，為生態(tài)浮床凈化水體重金屬提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 生長(zhǎng)良好、高30cm的羅漢松幼苗，自行研究設(shè)計(jì)的水培裝置（專利號(hào)：ZL2018 2 1779769.8），Hoagland營(yíng)養(yǎng)液，Pb（NO3）2溶液。

1.2 試驗(yàn)方法 選取生長(zhǎng)良好，性狀表現(xiàn)接近的羅漢松幼苗，經(jīng)脫盆去土、清洗修剪根系、消毒（0，05%錳酸鉀浸泡10min）、清水清洗，用自行研制的定植設(shè)備定植，用蒸餾水進(jìn)行水培馴化，每處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。2天換1次水，長(zhǎng)出水培根后再置于Hoagland營(yíng)養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，同時(shí)向營(yíng)養(yǎng)液中添加Pb（NO3）2，試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理，Pb2+的濃度分別為0（對(duì)照）、25、50、100、200和400mg·L-1。14d后測(cè)量羅漢松幼苗的主根長(zhǎng)度、葉片葉綠素含量（SPAD值）和丙二醛（MDA）含量。

葉綠素含量測(cè)量參照劉濤等[6]的方法，用葉綠素測(cè)定儀測(cè)量其SPAD（葉綠素相對(duì)含量）值，為減少誤差，植物葉片的對(duì)比取樣點(diǎn)的位置前后盡量一致。葉片丙二醛含量測(cè)量采用硫代巴比妥酸法[7]，植物根長(zhǎng)用游標(biāo)卡尺測(cè)量最長(zhǎng)根的長(zhǎng)度。

1.3 數(shù)據(jù)分析 試驗(yàn)結(jié)果用SPSS 22進(jìn)行單因素方差分析（DUNCAN法），用EXCEL 2016對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行作圖，在圖中用不同的小寫字母標(biāo)注差異顯著（P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 鉛脅迫對(duì)羅漢松幼苗根長(zhǎng)的影響 由圖1可知，在25mg·L-1濃度時(shí)羅漢松幼苗根長(zhǎng)比對(duì)照增加，但差異不顯著（P>0.05）?？傮w趨勢(shì)表現(xiàn)為根長(zhǎng)隨外源鉛濃度的增加而變短。當(dāng)鉛溶液濃度超過50mg·L-1時(shí)明顯抑制了羅漢松根的生長(zhǎng)，400mg·L-1的作用最顯著，此濃度下有些羅漢松的根冠已發(fā)生變黑、腐爛的現(xiàn)象。

2.2 鉛脅迫對(duì)羅漢松幼苗葉綠素含量（SPAD）的影響 由圖2可知，羅漢松幼苗葉片的葉綠素含量（SPAD）在鉛濃度為25mg·L-1濃度時(shí)與對(duì)照比較（0mg·L-1）有所上升，且差異顯著（P<0.05）。當(dāng)鉛濃度大于50mg·L-1時(shí)，其含量隨著外源鉛濃度的增加而減少。

2.3 鉛脅迫對(duì)羅漢松幼苗丙二醛（MDA）含量的影響 由圖3可知，羅漢松幼苗葉片的丙二醛（MDA）含量在鉛濃度為25mg·L-1濃度時(shí)與對(duì)照（0mg·L-1）比較有所上升，但差異不顯著（P>0.05）。當(dāng)鉛濃度大于50mg·L-1時(shí)，其含量隨著外源鉛溶液濃度的增加而增加。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論 本試驗(yàn)結(jié)果表明，羅漢松幼苗經(jīng)14d的鉛脅迫水培試驗(yàn)表明，當(dāng)鉛溶液濃度大于50mg·L-1時(shí)，會(huì)對(duì)羅漢松幼苗的生長(zhǎng)及生理產(chǎn)生明顯的抑制作用。

3.2 討論

3.2.1 鉛脅迫對(duì)羅漢松根長(zhǎng)的影響 以往的大量研究表明鉛對(duì)植物的生長(zhǎng)具有明顯的抑制作用，甚至在低濃度下就顯示出毒害作用[8-10]。根是植物吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要器官，根的生長(zhǎng)狀況能體現(xiàn)植物是否適應(yīng)環(huán)境。其中，根的長(zhǎng)度是體現(xiàn)根生長(zhǎng)狀況的重要參考。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，鉛對(duì)羅漢松根的長(zhǎng)度具有明顯的抑制作用，這表明，在較低濃度的鉛下，羅漢松可生長(zhǎng)，這對(duì)其吸收水體中的鉛是個(gè)重要的依據(jù)，植物只有在生長(zhǎng)良好的狀況下，才具有凈化水體的作用，所以，當(dāng)水體的鉛濃度超過50mg·L-1，時(shí)，已經(jīng)明顯抑制了羅漢松的根生長(zhǎng)，長(zhǎng)期處于此濃度下的羅漢松，生長(zhǎng)明顯受到抑制，當(dāng)水體的鉛濃度大于此濃度時(shí)不適合用羅漢松進(jìn)行水質(zhì)凈化處理，可篩選別的植物或先用物理或化學(xué)方法降低水中的鉛離子濃度。

3.2.2 鉛脅迫對(duì)羅漢松葉綠素含量的影響 鉛對(duì)植物的危害表現(xiàn)在葉綠素含量降低，植物呼吸及光合作用受阻，光合作用受阻是植物受鉛毒害時(shí)的一個(gè)很普遍的癥狀[11]。所以植物體內(nèi)葉綠素含量的變化，反映了植物光合作用的強(qiáng)弱，也體現(xiàn)了植物受脅迫狀況的一個(gè)表現(xiàn)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，不同濃度的鉛溶液對(duì)羅漢松葉片的葉綠素含量（SPAD）具有明顯的影響作用，當(dāng)植物的葉綠素含量（SPAD）含量下降，表明植物的光合作用已經(jīng)開始受影響，植物已經(jīng)受害，因此，水體中的鉛濃度大于25mg·L-1時(shí)，羅漢松幼苗的生長(zhǎng)開始受到抑制。

3.2.3 鉛脅迫對(duì)羅漢松丙二醛含量的影響 丙二醛（MDA）是膜脂過氧化的產(chǎn)物，其含量是反映植物質(zhì)膜受破壞程度的重要標(biāo)志[12]。鉛和其他重金屬都是脂質(zhì)過氧化的誘變劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)水體中的鉛濃度較低時(shí)，MDA的含量變化不明顯，隨著鉛濃度的升高，MDA含量相應(yīng)升高，并且差異顯著，這表明當(dāng)水體鉛濃度超過50mg·L-1時(shí)，羅漢松膜質(zhì)過氧化程度開始加強(qiáng)，受害程度也隨鉛液濃度的升高而加重。

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（責(zé)編：王慧晴）