水葫蘆適應(yīng)不同生長(zhǎng)條件的生理生化特性研究.pdf

1、水葫蘆又名鳳眼蓮,屬雨久花科、鳳眼蓮屬,為直立多年生草本植物,原產(chǎn)南美,最初作為水生飼料被引進(jìn),后逐漸脫離人為控制,廣泛分布于浙江、上海、福建、云南等東南部18個(gè)省市自治區(qū),成為十大入侵害草之一,研究水葫蘆生物入侵機(jī)理對(duì)其綜合治理與利用具有重要意義。本研究以采自閩江水口電站的水葫蘆為材料,通過室外調(diào)查和模擬實(shí)驗(yàn),研究用不同營(yíng)養(yǎng)水平及重金屬鎘脅迫對(duì)水葫蘆生長(zhǎng)和分蘗動(dòng)態(tài)、形態(tài)特征、生理生化特性、內(nèi)源激素及根際微生物群落功能多樣性的影響,主要

2、結(jié)果如下:
　　 (1)在富營(yíng)養(yǎng)化內(nèi)河放養(yǎng)水葫蘆研究表明,水葫蘆具有強(qiáng)大的無性繁殖力。在放養(yǎng)的210d內(nèi),水葫蘆在5～7月份鮮重和分蘗數(shù)增加明顯,鮮重相對(duì)生長(zhǎng)高達(dá)9.42倍,分蘗數(shù)相對(duì)增加最高達(dá)到3.67倍,8月份后增重明顯放慢,到10月份下旬至11月份下旬無明顯增重,水葫蘆在富營(yíng)養(yǎng)內(nèi)河中的最大密度約為55.7kg／m2,分蘗數(shù)量約為133個(gè)／m2。
　　 (2)以0.01、0.025、0.05、0.2、1、5、10倍H

3、oagland營(yíng)養(yǎng)液室內(nèi)模擬培養(yǎng)水葫蘆,結(jié)果表明:在培養(yǎng)120d內(nèi),水葫蘆在1倍Hoagland完全培養(yǎng)液生長(zhǎng)最好,相對(duì)生長(zhǎng)率高達(dá)22倍。缺N、缺P培養(yǎng)水葫蘆結(jié)果表明,缺素條件下水葫蘆株高變矮,側(cè)根系變長(zhǎng),葉片變薄、變小,以缺N培養(yǎng)的最為明顯,對(duì)水葫蘆的生長(zhǎng)影響最大,分蘗數(shù)僅為對(duì)照和缺磷培養(yǎng)的47.1％和50.0％,鮮重分別是38.7％和44.3％。氮素濃度為30.0mg／L、15.0mg／L、7.5mg／L,和3.75mg／L的水培模

4、擬試驗(yàn)表明,培養(yǎng)125d后,水葫蘆鮮重分別增加到開始放養(yǎng)時(shí)的20.5、32.1、14.9和10.2倍,最佳營(yíng)養(yǎng)液氮素濃度為15.0mg／L。
　　 (3)以含有0mg／LCd2+、1mg／L Cd2+、5mg／L,Cd2+和10mg／L,Cd2+的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液室內(nèi)模擬培養(yǎng)水葫蘆試驗(yàn)表明,5mg／LCd2+處理30d后,水葫蘆的鎘富集系數(shù)達(dá)到448,富集的鎘主要分布在根系,鎘富集量與處理濃度正相關(guān)；在10mg／LCd2+

5、下處理30d,根系中鎘含量為2741.3mg／kg,是莖葉的20.7倍。生理生化分析表明,鎘脅迫下水葫蘆葉片和根系的可溶性蛋白和保護(hù)酶系活性均顯著升高,葉片中可溶性蛋白含量約為根系的1.5～1.8倍；水葫蘆葉片中MDA含量無明顯變化,根系中MDA含量在10mg／LCd2+條件下處理后顯著的升高,鎘對(duì)水葫蘆根系的傷害比葉片傷害早且大。鎘脅迫下,IAA、GA和ZR含量趨勢(shì)均為先升高后降低,在5mg／L Cd2+內(nèi),IAA、ZR、GA含量均增

6、加,在10mg／Lcd2+下,IAA、ZR、GA含量顯著降低。植物內(nèi)源激素ABA含量與鎘濃度正相關(guān),10mg／LCd2+下ABA含量達(dá)到135.33ng／g˙FW,是0mg／LCd2+下的2倍,IAA、ZR、GA之間共同調(diào)控,提高了鎘脅迫下水葫蘆的抗逆性。
　　 (4)鎘脅迫下,水葫蘆根際微生物總量隨鎘處理濃度升高而減少,CK和1mg／LCd2+條件下,種群數(shù)量無明顯差異,但在10mg／LCd2+條件下的微生物總量?jī)H為是CK的6

7、7％。生理類群分析表明,自生固氮菌、硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌隨鎘濃度的增大種群密度在減小,以10mg／LCd2+下最為顯著,其中亞硝化細(xì)菌減少最多,是CK組的45％；反硝化細(xì)菌在低濃度鎘脅迫下種群密度增大,高濃度下受到抑制,氨化細(xì)菌和好氣性纖維素分解菌呈相似的變化趨勢(shì)。生物群落功能多樣性的BIOLOG分析表明,水葫蘆根際微生物在0mg／L Cd2+和1mg／LCd2+環(huán)境中對(duì)有機(jī)物利用率較高,在5mg／L,Cd2+和10mg／LCd2+下,