畢業(yè)設(shè)計(jì)施加鉀離子對(duì)銫脅迫小桐子生理生化響應(yīng)的影響

1、<p>　　Southwest university of science and technology</p><p><b>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</b></p><p>　　施加鉀離子對(duì)銫脅迫小桐子生理生化響應(yīng)的影響</p><p>　　院 系： 生命科學(xué)與工程學(xué)院 </p><p>　　班

2、 級(jí)： 生物0803 </p><p>　　姓　 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 20083216 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 副教授 </p><p>　　2012年5月18日</p&g

3、t;<p>　　施加鉀離子對(duì)銫脅迫小桐子生理生化響應(yīng)的影響</p><p>　　摘要：土壤是人類賴以生存發(fā)展的基礎(chǔ)，土壤資源的利用與保護(hù)程度也是與人類社會(huì)生存、發(fā)展息息相關(guān)的。但是隨著工業(yè)化、城市化、農(nóng)業(yè)聚集化的發(fā)展，大量的重金屬等污染物充斥在環(huán)境中，通過各種途徑向土壤轉(zhuǎn)移。并殘留在土壤中，造成嚴(yán)重的土壤重金屬污染。并通過食物鏈危害人體健康。所以治理土壤的重金屬污染迫在眉睫。植物修復(fù)技術(shù)是近年來發(fā)展

4、起來的新技術(shù)。以其低成本、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，迅速得到廣泛的關(guān)注。</p><p>　　本文利用盆栽土培的辦法，觀察不同土壤介質(zhì)中小桐子對(duì)銫脅迫和銫脅迫下施加不同濃度鉀的生長(zhǎng)及生理生化響應(yīng)。結(jié)果顯示，銫脅迫下小桐子的生長(zhǎng)指標(biāo)及葉綠素含量均顯著下降，且隨時(shí)間的增加差異越來越顯著；丙二醛含量、游離脯氨酸含量、電導(dǎo)率及膜脂抗氧化酶含量均顯著升高，且隨時(shí)間增加，差異越來越顯著，說明銫脅迫下，小桐子的生理生化受到了嚴(yán)重的影響

5、。施加鉀以后，小桐子幼苗的株高和生物量等明顯增加，葉綠素的含量也顯著升高，表明小桐子的光合能力受到的脅迫程度在逐漸減弱；丙二醛MDA含量顯著降低，說明受到的膜脂過氧化脅迫下降；游離脯氨酸Pro含量明顯降低，表明麻瘋樹葉片的受到的滲透調(diào)節(jié)脅迫下降；電導(dǎo)率呈下降趨勢(shì)，說明脅迫也在逐漸緩解；膜脂抗氧化酶含量總體比銫脅迫下降低了，說明氧化脅迫也得到了一定程度的緩解。但是施加高濃度的K+緩解脅迫的能力卻有所降低。砂土與壤土的變化趨勢(shì)基本一致，但總

6、體長(zhǎng)勢(shì)壤土好于砂土。即K+在壤土介質(zhì)中能更好的緩解小桐子受到的脅迫。</p><p>　　所以結(jié)論就是：在銫污染的壤土中，施加低濃度的鉀能夠緩解小桐子的受到的銫脅迫，增加耐受能力。該研究一方面為植物修復(fù)銫污染的土壤提供依據(jù)，另一方面為木本植物用于植物修復(fù)領(lǐng)域奠定基礎(chǔ)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：土壤 重金屬污染 銫脅迫 小桐子 鉀 </p><p>　　Abs

7、tract：The soil is the foundation of the development of human survival, soil in the use of resources and protecting degree with human society is closely related to the existence and development. But as the industrializati

8、on, the urbanization and the development of the agricultural gathered together, a lot of heavy metal pollutants such as fill environment, through the various ways to transfer to the soil. And remain in soil, cause seriou

9、s soil heavy metal pollution. And through the food chain </p><p>　　In this paper the method which potting soil, observe different soil media to small and medium-sized Jatropha curcas L. cesium stress and cs

10、stress concentration of potassium by applying different growth and physiological and biochemical response. The results showed that under Jatropha curcas L. cesium stress small indicators of growth and the chlorophyll con

11、tent are down significantly, and the increase of over time more and more remarkable difference; Malondialdehyde, free proline content, condu</p><p>　　So the conclusion is: in the pollution of cesium loam and

12、 put low concentration of potassium can alleviate the Jatropha curcas L. by cesium stress, increase tolerance. The study on the soil pollution repair plant cesium provides the basis, on the other hand for woody plants, w

13、hich laid the foundation for plant repair field.</p><p>　　Key words：Soil Heavy metal pollution Cesium stress Jatropha curcas L. potassium</p><p><b>　　目 錄</b></p><

14、p><b>　　1 緒論５</b></p><p>　　1.1 土壤污染的現(xiàn)狀５</p><p>　　1.2 土壤污染的危害５</p><p>　　1.3 土壤污染治理的發(fā)展５</p><p>　　1.4 植物修復(fù)技術(shù)６</p><p>　　1.4.1植物修復(fù)技術(shù)的概念６<

15、/p><p>　　1.4.2 植物修復(fù)的類型６</p><p>　　1.4.3 植物修復(fù)技術(shù)的研究進(jìn)展７</p><p>　　1.4.4木本植物修復(fù)研究進(jìn)展８</p><p>　　1.5 小桐子簡(jiǎn)介８</p><p>　　1.6 麻瘋樹抗逆性研究９</p><p>　　1.7 本研究的目的

16、和意義９</p><p>　　2 實(shí)驗(yàn)材料與方法１０</p><p>　　2.1 實(shí)驗(yàn)材料１０</p><p>　　2.2 實(shí)驗(yàn)試劑１０</p><p>　　2.3 設(shè)備儀器１１</p><p>　　2.4 實(shí)驗(yàn)方法１１</p><p>　　2.4.1 土壤的理化性質(zhì)１１</

17、p><p>　　2.4.2 種子預(yù)處理１１</p><p>　　2.4.3 育苗１２</p><p>　　2.4.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)１２</p><p>　　2.4.5 幼苗的生長(zhǎng)指標(biāo)１２</p><p>　　2.4.6 葉綠素含量的測(cè)定１２</p><p>　　2.4.7 MDA的測(cè)定１２&

18、lt;/p><p>　　2.4.8 游離脯氨酸的測(cè)定１３</p><p>　　2.4.9 細(xì)胞質(zhì)膜透性的測(cè)定１３</p><p>　　2.4.10 膜脂抗氧化酶系統(tǒng)的測(cè)定１４</p><p>　　2.5 數(shù)據(jù)處理１５</p><p><b>　　3 結(jié)果分析１５</b></p>

19、<p>　　3.1 幼苗的生長(zhǎng)影響１５</p><p>　　3.2 葉綠素含量的影響１７</p><p>　　3.3 丙二醛MDA的含量１８</p><p>　　3.4 游離脯氨酸的含量１９</p><p>　　3.5 細(xì)胞質(zhì)透性即傷害率的情況２０</p><p>　　3.6 膜脂抗氧化酶的含量

20、２０</p><p><b>　　4 結(jié)論２１</b></p><p><b>　　5 參考文獻(xiàn)２２</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 土壤污染的現(xiàn)狀</p><p>　　土壤是人類賴以生存發(fā)展的基礎(chǔ)，

21、土壤資源的利用與保護(hù)程度也是與人類社會(huì)生存、發(fā)展息息相關(guān)的。但是隨著工業(yè)化、城市化、農(nóng)業(yè)聚集化的發(fā)展，大量未經(jīng)處理的工業(yè)廢水、廢氣、廢渣排到自然環(huán)境中，造成各種污染物向土壤轉(zhuǎn)移。在自然條件下，土壤有一定的自凈能力，但是一旦超出土壤的自凈能力，有害物質(zhì)就會(huì)殘留在土壤中，造成土壤污染。2011年上半年由國(guó)家環(huán)保部組織的全國(guó)土壤污染調(diào)查結(jié)果顯示，全國(guó)受污染的耕地約有1.5億畝，污染耕地3250萬畝，固廢堆存占地200萬畝，合計(jì)約有10%的耕地

22、面積重金屬超標(biāo)問題突出。重金屬污染是指由于人類活動(dòng),致使土壤中的重金屬(密度大于5 g/cm3)含量過高,并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。重金屬以其在土壤中難降解、毒性強(qiáng)、具有積累效應(yīng)等特征受到科學(xué)家們的廣泛關(guān)注[2]。在2011年10月，中國(guó)工程院院士羅錫文應(yīng)邀到廣東演講時(shí)，曾透露全國(guó)3億畝耕地正在受到重金屬污染的威脅，占全國(guó)農(nóng)田總面積的1/6。我國(guó)土壤污染總體形勢(shì)相當(dāng)嚴(yán)峻。土壤重金屬污染日益嚴(yán)重[1]。由土壤污染引發(fā)的農(nóng)產(chǎn)品安全和人體

23、健康事件時(shí)有發(fā)生,成為影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、群眾健康和社會(huì)穩(wěn)定的重要因素。</p><p>　　1.2 土壤污染的危害</p><p>　　土壤一旦遭受污染,不僅直接影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)品質(zhì)量,還能通過食物鏈和飲水間接危及人體健康。首先，土壤污染導(dǎo)致嚴(yán)重的直接經(jīng)濟(jì)損失。農(nóng)作物的污染、減產(chǎn)。對(duì)于各種土壤污染造成的經(jīng)濟(jì)損失，目前尚缺乏系統(tǒng)的調(diào)查資料。僅以土壤重金屬污染為例，全國(guó)每年就因重金屬污染而減產(chǎn)

24、糧食1000 多萬噸，另外被重金屬污染的糧食每年也多達(dá) 1200 萬噸，合計(jì)經(jīng)濟(jì)損失至少200億元。其次，土壤污染導(dǎo)致生物的質(zhì)量不斷下降。可見土壤的重金屬污染的危害有多大。我國(guó)大多數(shù)城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，有許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、鉻、砷、鉛等各種重金屬含量超標(biāo)或接近臨界值。土壤污染除影響食物的衛(wèi)生品質(zhì)外，也明顯地影響到農(nóng)作物的其他品質(zhì)。有些地區(qū)污灌已經(jīng)使得蔬菜的口感變差，易爛，甚至出現(xiàn)難聞的異味;農(nóng)產(chǎn)品的儲(chǔ)藏品

25、質(zhì)和加工品質(zhì)也不能滿足深加工的要求。再次，土壤污染嚴(yán)重危害人體健康。土壤污染會(huì)使污染物在植物體中積累，并通過食物鏈富集到人體和動(dòng)物體中，危害人畜健康，引發(fā)癌癥和其他疾病等。最后，土壤污染導(dǎo)致其他環(huán)境問題。土地受到污染后，含重金屬濃度較高的污染表土容易在風(fēng)力和水力的作用下分別進(jìn)入到大氣和水體中，導(dǎo)致大</p><p>　　1.3 土壤污染治理的發(fā)展</p><p>　　土壤污染的治理主要有以

26、下幾種方法。第一是物理修復(fù)，包括客土法，即在被污染的土壤上覆蓋非污染土壤表層或混勻，使污染物濃度降低或減少污染物與植物根系的接觸，從而達(dá)到減輕危害的目的。換土法，即將表層部分或全部移走后換上新的未污染的土壤。深耕翻土法，即采用深耕將上下土層翻動(dòng)混合的做法，使表層土壤污染物含量降低，但這只適用于土層深厚且污染較輕的土壤，同時(shí)要增加施肥量，以彌補(bǔ)因深耕導(dǎo)致的耕層養(yǎng)分的減少。這些措施都可以降低土壤中的重金屬含量，減少重金屬對(duì)土壤植物系統(tǒng)的毒害

27、。這是比較傳統(tǒng)和經(jīng)典的土壤重金屬污染治理方法，但是工程量大，且重金屬等污染物還是在土壤中，并未完全除去。第二是化學(xué)修復(fù)，即施用石灰、磷酸鹽、氧化鐵等化學(xué)改良劑，減輕土壤中重金屬的毒害，采用烯酸和氧化鐵處理土壤可加速排除土壤中的重金屬，但具體實(shí)施時(shí)要注意防止污染地下水。化學(xué)修復(fù)雖然可以減少部分重金屬，但是易造成二次污染。更加的不安全。第三是生物修復(fù)，指一切以利用生物為主體的環(huán)境污染的治理技術(shù)。它包括利用植物、動(dòng)物和微生物吸收、降解、轉(zhuǎn)化土

28、壤中的污染物，使污染物的濃度降低到可接受的水平，或?qū)⒂卸居泻Φ奈廴疚镛D(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，也包括將污染</p><p>　　1.4 植物修復(fù)技術(shù)</p><p>　　1.4.1植物修復(fù)技術(shù)的概念</p><p>　　植物修復(fù)技術(shù)(Phytoremediation)是指植物在生長(zhǎng)過程中能從土壤中吸收、分解、揮發(fā)或固定特定的重金屬（包括放射性核素），并在可被收割的部位富集,

29、人們通過將植物富集部位的收割處理,達(dá)到降低重金屬在土壤中的含量和有效態(tài)含量，處理污染土壤的目的從而降低其對(duì)生物的危害。</p><p>　　近年來植物修復(fù)理論與實(shí)踐的發(fā)展賦予植物修復(fù)技術(shù)新的內(nèi)涵。根據(jù)近年來國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，可將植物修復(fù)定義為直接利用綠色植物在原位去除或控制土壤、沉積物、污泥、固體廢棄物、地表水、地下水和大氣環(huán)境中的污染物，如重金屬、類金屬、放射性元素和有機(jī)污染物(殺蟲劑、有機(jī)溶劑、炸藥

30、、原油和多環(huán)芳烴等)，從而最大限度地降低其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的一類環(huán)境友好技術(shù)。</p><p>　　1.4.2 植物修復(fù)的類型</p><p>　　1.4.2.1　植物提取</p><p>　　植物提取(phytoextraction)是目前研究較多的一種利用植物去除環(huán)境污染物的方法，主要是利用金屬富集植物或超富集植物將土壤或水體中的重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)到植物的地上部分，再通過收獲植

31、物將重金屬移走，以降低土壤或水體中的重金屬含量。超富集植物是指某些具有很強(qiáng)的吸收重金屬并運(yùn)輸?shù)降厣喜糠值闹参?，重金屬富集植物則是指某些本身不具有超量富集特性但通過特殊過程可以誘導(dǎo)出超量重金屬的植物。因此，植物提取技術(shù)可分為2種：利用超富集植物吸收土壤或水體中的重金屬的持續(xù)植物提取技術(shù)和利用鰲合劑促進(jìn)植物吸收重金屬的誘導(dǎo)植物提取技術(shù)。　　</p><p>　　1.4.2.2　植物揮發(fā)</p><

32、;p>　　植物揮發(fā)(phytovolatilization)是植物去除環(huán)境中一些揮發(fā)性污染物的方法，即通過植物和根際微生物的作用，將環(huán)境中揮發(fā)性污染物吸收到體內(nèi)后再將其轉(zhuǎn)化為毒性小的揮發(fā)態(tài)物質(zhì)，釋放到大氣中，不需收獲和處理含污染物的植物。</p><p>　　1.4.2.3　植物過濾</p><p>　　植物對(duì)水體重金屬和類金屬的去除主要是通過植物過濾(phytofiltration

33、)作用來實(shí)現(xiàn)的，植物過濾包括根系過濾和種苗過濾2種方式。Raskin et al指出，根系過濾是植物通過根部對(duì)毒害性金屬進(jìn)行吸收、濃縮和沉淀，是比現(xiàn)行化學(xué)法和微生物沉積重金屬法更具吸引力的處理含重金屬?gòu)U水的方法。　　</p><p>　　1.4.2.4　植物固定</p><p>　　植物固定(phytostabilization)是耐性植物利用其自身的機(jī)械穩(wěn)定作用和吸收沉淀作用來固定土壤

34、中重金屬的方式，可以降低重金屬的生物有效性和防止其進(jìn)入水體和食物鏈，從而降低其對(duì)環(huán)境的污染風(fēng)險(xiǎn)。重金屬植物固定技術(shù)主要應(yīng)用于礦山廢棄地、城市垃圾填埋場(chǎng)、污水處理廠污泥和各種污染土壤的修復(fù)　　</p><p>　　1.4.2.5　水力泵技術(shù)</p><p>　　水力泵技術(shù)(hydraulic pumping)是利用一些根系深且發(fā)達(dá)的速生植物強(qiáng)大的蒸騰作用，將植物作為一種生物泵來減少地表污染

35、物下滲進(jìn)入地下水或流入地表水體的技術(shù)。水力泵技術(shù)的具體應(yīng)用包括種植溪流、河岸植物，建立河岸廊道和垃圾填埋場(chǎng)緩沖帶等。此外，在垃圾填埋場(chǎng)地表可用植被覆蓋來取代原來的粘土或塑料覆蓋層，不僅可減少填埋場(chǎng)地表的侵蝕和滲濾液的流出量，而且有利于下層廢物的降解?！　?lt;/p><p>　　1.4.3 植物修復(fù)技術(shù)的研究進(jìn)展</p><p>　　早在1983年，美國(guó)科學(xué)家Chaney[3]就提出了利用能

36、夠富集重金屬的植物來清除土壤重金屬污染的設(shè)想,即植物修復(fù)技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于銫污染植物修復(fù)的研究還處于初級(jí)階段，主要是富集植物的篩選，研究發(fā)現(xiàn)不同種科、屬的植物對(duì)放射性核素的積累不同，它們之間存在很大差異，而同種植物的不同器官對(duì)低放核素的積累也不相同，相同植物的相同器官對(duì)不同的低放核素積累也存在差異，而且土壤對(duì)植物富集低放核素也有一定的影響[39]。1996年趙文虎等研究了14科169種植物的90Sr及10科28種植物的137Cs富集能

37、力。發(fā)現(xiàn)一些科屬對(duì)放射性核素富集作用強(qiáng)[37]，Broadley等也進(jìn)行類似的篩選[38]。研究特點(diǎn)是以放射性核素137Cs和90Sr為主。從1999年開始，在國(guó)家“863”計(jì)劃、“973”計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目的支持下，地理科學(xué)與資源研究所環(huán)境修復(fù)中心研究員陳同斌帶領(lǐng)的研究組篩選出一種砷超富集植物，解決了砷污染土地植物修復(fù)技術(shù)中的一系列關(guān)鍵難題，在國(guó)際上建立了第一個(gè)砷污染土地的植物修復(fù)示范工程，并先后在廣西河池和云南紅河州開始

38、推廣應(yīng)用。該研究的成功，為植物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展添上了濃墨重彩的一</p><p>　　1.4.4木本植物修復(fù)研究進(jìn)展</p><p>　　植物修復(fù)能有效地降低土壤中重金屬的毒害程度及清除土壤中的有機(jī)污染物，然而傳統(tǒng)的植物修復(fù)材料，特別是重金屬超累積植物材料雖然具有超量累積特定重金屬的能力，但由于生物量低、生長(zhǎng)緩慢等特點(diǎn)，使其在具體實(shí)踐中應(yīng)用受到很大制約；現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的超累積植物很少能在田間應(yīng)用，

39、很難解決大面積的污染修復(fù)。木本植物具有生長(zhǎng)迅速、生物量大、根系發(fā)達(dá)等理想特征，利用其對(duì)污染環(huán)境進(jìn)行修復(fù)成為生物修復(fù)研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。樹木修復(fù)被認(rèn)為是環(huán)境保護(hù)研究領(lǐng)域一項(xiàng)應(yīng)用前景廣闊的新興環(huán)境友好技術(shù)，國(guó)內(nèi)外相繼開展重金屬及有機(jī)物污染土壤的樹木修復(fù)相關(guān)研究，樹木修復(fù)在國(guó)內(nèi)外已出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)。</p><p>　　利用樹木修復(fù)土壤重金屬污染被認(rèn)為是低投資、可持續(xù)及生態(tài)安全的途徑具有超同化能力的樹木將有害的重金屬等污

40、染物通過根系吸收后，輸送并儲(chǔ)存在植物體根部及地上部分，經(jīng)過轉(zhuǎn)化、隔離或螯合作用減輕對(duì)植物體的毒害，并通過采伐、收獲等手段達(dá)到清除土壤中重金屬的目的。目前，利用樹木修復(fù)土壤重金屬污染的研究集中在麻瘋樹。麻瘋樹能夠通過植物提取或固定的方法修復(fù)多種重金屬污染，其中包括放射性元素。修復(fù)過程中有的重金屬適合植物提取，有的適合植物固定；而植物提取也存在提取效率的不同，這與重金屬種類、樹種、樹齡、生長(zhǎng)季節(jié)、土壤特點(diǎn)及水文特征等多種因素有關(guān)。</

41、p><p><b>　　1.5 小桐子簡(jiǎn)介</b></p><p>　　小桐子（Jatropha curcas L.）又名麻瘋樹、膏桐、臭油桐，是大戟科麻風(fēng)樹屬的一種油料植物。它是一種喜光陽性、抗旱耐瘠的植物，根系粗壯發(fā)達(dá)，具有較強(qiáng)的耐干旱瘠薄能力，枝、干、根近肉質(zhì)，組織松軟，含水分、漿汁多、有毒性而又不易燃燒，抗病蟲害。原產(chǎn)美洲，現(xiàn)廣泛分布于亞熱帶及干熱河谷地區(qū)，我國(guó)引

42、種有300多年的歷史。野生麻風(fēng)樹分布于兩廣、瓊、云、貴、川等省，以及非洲的莫桑比克、贊比亞等國(guó)，澳大利亞的昆士蘭及北澳地區(qū)，美國(guó)佛羅里達(dá)的奧蘭多地區(qū)、夏威夷群島地區(qū)等均有分布。干熱河谷野生狀態(tài)下的種子，一般一年一熟，少有一年兩熟，枝、干具再生能力，種子發(fā)芽率在90%以上。麻瘋樹生長(zhǎng)迅速，生命力強(qiáng)，在部份地方可以形成連片的森林群落。由于該樹種植可用桿插法繁殖，而且成活率高，生長(zhǎng)速度快，頭年就有收成，產(chǎn)量逐年增加，果實(shí)采摘可達(dá)50年。近年來

43、，由于退耕還林的推動(dòng)，各地大量種植。目前僅四川一地的麻瘋樹資源量即在26萬畝以上，可產(chǎn)種籽17萬噸，可提煉麻瘋樹油6萬噸。顯示了一定的資源潛力。未來全國(guó)麻瘋樹種植面積至少可達(dá)3000萬畝以上，預(yù)計(jì)可產(chǎn)柴油580多萬噸（按每畝每年產(chǎn)干果650公斤，每公斤果可榨</p><p>　　1.6 麻瘋樹抗逆性研究</p><p>　　目前對(duì)麻瘋樹生物學(xué)特性研究主要集中在種子的化學(xué)成分毒理學(xué)及分子生物

44、學(xué)方面，關(guān)于麻瘋樹對(duì)環(huán)境的生理適應(yīng)性研究較少，僅有很少關(guān)于麻瘋樹對(duì)重金屬、對(duì)鹽脅迫、對(duì)低溫、干旱適應(yīng)性的研究報(bào)道，且目前利用保水性差、貧瘠的非耕地種植麻瘋樹已備受國(guó)內(nèi)外關(guān)注。毛鐵清等人通過盆栽試驗(yàn)研究了多效唑（PP333）浸種對(duì)NaCI脅迫麻瘋樹幼苗的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)效應(yīng)，證明PP333能改善麻瘋樹幼苗耐鹽能力；陳健妙等人從光和生理探討了鹽脅迫對(duì)麻瘋樹幼苗生長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明，麻瘋樹通過降低植株生長(zhǎng)和誘導(dǎo)酶活性變化來提高耐鹽性，并證明麻瘋樹具有

45、良好的耐鹽適應(yīng)性；竇新永等人從光合生理研究了麻瘋樹對(duì)干旱脅迫的耐受能力，結(jié)果表明，干旱濃度<20%時(shí)光合作用并未受到損傷，光合活性受到高濃度脅迫的損傷，在解除脅迫后能迅速恢復(fù)，說明麻瘋樹對(duì)干旱有較強(qiáng)的耐受能力；毛俊娟等人也從溫度和鋁濃度對(duì)麻瘋樹生理指標(biāo)的影響做了研究，結(jié)果證明低濃度鋁對(duì)麻瘋樹有一定促進(jìn)作用，同時(shí)土壤離子濃度和環(huán)境溫度也一定程度上提高麻瘋樹對(duì)鋁毒性的抵抗能力。</p><p>　　目前關(guān)于銫對(duì)

46、植物生長(zhǎng)的影響已有大量研究，但未見關(guān)于銫對(duì)麻瘋樹影響的報(bào)道，對(duì)麻瘋樹能源價(jià)值研究比較多，但利用麻瘋樹作為耐貧瘠非食用木本植物修復(fù)核素污染土壤的材料沒有報(bào)道。為此，本文利用核素銫澆灌模擬土壤污染條件，再施加不同濃度的鉀，以盆栽育苗研究麻瘋樹在銫脅迫及鉀調(diào)條件下幼苗的生長(zhǎng)狀況，生理生化指標(biāo)，其他指標(biāo)的變化，探討其對(duì)重金屬脅迫的適應(yīng)特性及耐受程度，在麻瘋樹具有一定的抗鹽抗旱能力和其能在在貧瘠土地生長(zhǎng)的基礎(chǔ)上，旨在為麻瘋樹作為原位修復(fù)重金屬和核

47、素污染土壤的木本推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。</p><p>　　1.7 本研究的目的和意義</p><p>　　植物修復(fù)是近年來新興的一種對(duì)土壤重金屬污染的修復(fù)技術(shù)。1983年，美國(guó)化學(xué)家Chaney提出了永超富集植物清除土壤中重金屬污染的思想，美國(guó)Baker博士也隨之提出超富集植物具有清潔金屬污染土壤和實(shí)現(xiàn)金屬生物回收的實(shí)際可能性。利用植物修復(fù)的方法來治理重金屬污染土壤有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如：成

48、本低：不破壞土壤生態(tài)平衡；通過對(duì)植物的集中處理，造成二次污染的機(jī)會(huì)較少等。就目前的研究?jī)?nèi)容來看，大多是以農(nóng)作物、蔬菜及草本植物為材料，通過植物在生理生化和生長(zhǎng)對(duì)重金屬脅迫的反應(yīng)以及植物對(duì)土壤重金屬的吸收、轉(zhuǎn)移及積累等情況，而評(píng)價(jià)植物對(duì)重金屬抗性的研究較少，某些抗性機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。</p><p>　　小桐子作為一種多年生木本植物在環(huán)境修復(fù)等方面的研究報(bào)道還極為鮮見，多年生木本植物比起草本植物、農(nóng)作物、蔬菜等

49、有明顯的優(yōu)勢(shì)，它可以種植在一個(gè)地方多年，連續(xù)多年的通過自身的作用減少土壤中的重金屬含量，不需要每年對(duì)植物進(jìn)行處理，減少了工作量；另一方面小桐子不是經(jīng)濟(jì)作物，不會(huì)進(jìn)入食物鏈，危害人類健康等。如果小桐子也能用于污染土壤的修復(fù)，那將能更好的實(shí)現(xiàn)小桐子樹的綜合利用價(jià)值，提高重金屬污染地區(qū)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。</p><p>　　目前對(duì)于植物重金屬吸附或是生理生化響應(yīng)的研究主要集中在鉛、隔、銅等重金屬，對(duì)于銫的研究較少。而對(duì)于麻瘋

50、樹的研究也多集中在其對(duì)于干旱、鹽等的脅迫，對(duì)于重金屬銫的脅迫也較少。</p><p>　　鉀元素是植物體內(nèi)的重要元素，是體內(nèi)必需元素中唯一的一價(jià)金屬離子，在植物體內(nèi)呈離子態(tài)。鉀在植物體內(nèi)的主要作用是調(diào)節(jié)作用：調(diào)節(jié)氣孔開閉；調(diào)節(jié)根系吸水和水分向上運(yùn)輸（根壓）；調(diào)節(jié)滲透壓；調(diào)節(jié)酶活性——許多酶的活化劑，如谷胱甘肽合成酶，琥珀酸CoA合成酶，淀粉合成酶，琥珀酸脫氫酶，果糖激酶，丙酮酸激酶等60多種酶；調(diào)節(jié)物質(zhì)運(yùn)輸（韌皮

51、部含有大量的K+）；另外還能平衡電性：在氧化磷酸化中，K+與Ca2+做為H+的對(duì)應(yīng)離子平衡H+荷，在光合磷酸化中，K+與Mg2+做為H+的對(duì)應(yīng)離子，平衡H+的電荷。在元素周期表中，K與Cs是同一族的元素，元素性質(zhì)有一定的相似性，所以植物吸收這兩種元素可能也有一定的相似性。</p><p>　　因此本試驗(yàn)?zāi)M土壤修復(fù)的試驗(yàn)，用不同土壤介質(zhì)盆栽麻瘋樹幼苗，施加不同濃度K離子調(diào)節(jié)Cs的脅迫水平。研究核素對(duì)麻瘋樹的生長(zhǎng)、

52、光合效率和抗逆生理指標(biāo)等的影響方式及麻瘋樹的抗性機(jī)理，比較含有不同營(yíng)養(yǎng)成分的土壤介質(zhì)中麻瘋樹幼苗的光合指標(biāo)、抗逆指標(biāo)和富集水平對(duì)不同處理脅迫的響應(yīng)差異研究其在土壤中的生長(zhǎng)情況、生理機(jī)制和富集機(jī)理。形態(tài)指標(biāo)是麻瘋樹在逆境生長(zhǎng)的外在直觀反映，光合作用是植物正常生長(zhǎng)的基本生理功能，抗逆生理直接反應(yīng)了植物在逆境中是否能正常生活，本課題將在一定程度為木本植物修復(fù)污染土壤提供的理論研究和技術(shù)進(jìn)步，為其廣泛應(yīng)用提供可能的理論參考。</p>

53、<p><b>　　2 實(shí)驗(yàn)材料與方法</b></p><p><b>　　2.1 實(shí)驗(yàn)材料</b></p><p>　　網(wǎng)上購(gòu)買幾個(gè)品種麻瘋樹種子，通過盆栽育苗預(yù)實(shí)驗(yàn)篩選，找出自然條件下在綿陽地區(qū)氣候出芽率及長(zhǎng)勢(shì)最好且一致的麻瘋樹品種作為實(shí)驗(yàn)材料。</p><p>　　供試土壤類型：菜園土（壤土）取自西南科

54、技大學(xué)水稻所農(nóng)田，砂土取自西南科技大學(xué)后山施工基地</p><p><b>　　2.2 實(shí)驗(yàn)試劑</b></p><p><b>　　氯化銫、高錳酸鉀</b></p><p>　　丙二醛：三氯乙酸（TCA），石英砂，硫代巴比妥酸（TBA）溶液（用10%TCA配制0.6%的TBA溶液）</p><p>

55、;　　脯氨酸：3%磺基水楊酸溶液、甲苯、2.5%酸性茚三酮顯色液（冰醋酸和6mol/l磷酸以3：2混合，作為溶劑進(jìn)行配制，此液在4℃下2～3d有效）；脯氨酸標(biāo)準(zhǔn)溶液（準(zhǔn)確稱取25mg脯氨酸，用蒸餾水溶解后定溶至250ml，其濃度為100μg·ml-1。再取此液10ml，用蒸餾水稀釋至100ml，即為10μg·ml-1的脯氨酸標(biāo)準(zhǔn)液。</p><p>　　SOD試劑：0.05mol/L磷酸緩沖液

56、（PH7.8）：提取介質(zhì)50mmol/L ，PH7.8磷酸緩沖液（內(nèi)含1%聚乙烯吡咯烷酮）；130mmol/L甲硫氨酸（Met）溶液：稱1.399gMet，用磷酸緩沖液溶解并定容至100ml；750μmol/L氮藍(lán)四唑（NBT）：稱取0.06133gNBT,用磷酸緩沖液溶解并定容至100ml,避光保存；100μmol/L核黃素溶液：取0.0075g，定容至100ml，隨用保存，并稀釋10倍。</p><p>　　

57、POD試劑：愈創(chuàng)木酚，30%過氧化氫，20mmol/l KH2PO4，100mmol/l磷酸緩沖液（PH6.0），反應(yīng)混合液100mmol/l磷酸緩沖液（PH6.0）50ml，加入愈創(chuàng)木酚28μl，于磁力攪拌器上加熱攪拌，至愈創(chuàng)木酚溶解，待溶液冷卻后，加入30%過氧化氫19μl，混合均勻，保存于冰箱中。</p><p>　　CAT試劑：10% H2SO4，0.2mol/L磷酸緩沖液PH 7.8，0.1mol/L高

58、錳酸鉀</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)液：稱取KMnO4（AR）3.1605g，用新煮沸冷卻蒸餾水配制成1000ml，用0.1mol/L草酸溶液標(biāo)定；0.1mol/L H2O2：市售30% H2O2大約等于17.6 mol/L，取30%H2O2溶液5.68 ml，稀釋至1000ml，用標(biāo)準(zhǔn)0.1 mol KMnO4(在酸性條件下)進(jìn)行標(biāo)定；0.1 mol/L草酸：稱取優(yōu)級(jí)純H2C2O4 · 2H2O 12.6

59、07g，用蒸餾水溶解后，定容到1L。</p><p>　　以上藥品均為分析純。</p><p><b>　　2.3 設(shè)備儀器</b></p><p>　　紫外分光光度計(jì)、臺(tái)式冷凍離心機(jī)，研磨器，恒溫水浴，具塞試管、電導(dǎo)儀、電子天平、抽濾機(jī)、葉綠素?zé)晒鈨x、振蕩混合器（渦旋器）、漏斗、移液管、容量瓶、刻度試管、大試管（20ml）、微量進(jìn)樣器、熒光燈

60、、黑色硬紙?zhí)?、秒表、磁力攪拌器?0ml三角瓶</p><p><b>　　2.4 實(shí)驗(yàn)方法</b></p><p>　　2.4.1 土壤的理化性質(zhì)</p><p>　　本試驗(yàn)所用的土壤分別為菜園土和沙土。菜園土采自西南科技大學(xué)試驗(yàn)田，土壤類型為壤土。沙土采自西南科技大學(xué)后山施工地。將兩種試驗(yàn)土樣分別置于避光通風(fēng)的室內(nèi)自然風(fēng)干10 d，過20目

61、篩后，除去雜質(zhì)搗碎過100目篩。用pH計(jì)分別測(cè)定壤土和沙土的pH值；供試土有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定依據(jù)Tyurin[53]的有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀－濃硫酸外加熱法測(cè)定。方法；每克供試土經(jīng)過研磨過篩后與5ml去離子水均勻混合，震蕩靜置30min后用電導(dǎo)儀分別測(cè)定電導(dǎo)率。表2-1為種供試土質(zhì)的基本理化性質(zhì)。</p><p>　　表2-1 兩種供試土質(zhì)的基本理化性質(zhì)</p><p>　　2.4.2 種子預(yù)

62、處理</p><p>　　供試麻瘋樹種子消毒：挑選大小一致飽滿的種子用蒸餾水漂洗表面污物，濾紙吸干，用0.1%的高錳酸鉀將種子浸泡消毒5分鐘，消毒兩次，第一次消毒10min，用無菌水沖洗4-6 次；第二次消毒8min，再用無菌水沖洗干凈[54]。置于30℃恒溫水浴鍋中浸種24小時(shí)，晾干種子備用。</p><p><b>　　2.4.3 育苗</b></p>

63、<p>　　供試的麻瘋樹種子于2011年2月播種于四川省綿陽市西南科技大學(xué)試驗(yàn)田中，讓其在充足的水分和光照等條件下發(fā)芽，出芽后在綿陽市的水分、光照、溫度、CO2等自然氣候環(huán)境下進(jìn)行生長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)土壤中分別拌有不同處理程度的核素，平衡兩周待其均勻分布，每處理五個(gè)重復(fù)分別裝盆。當(dāng)幼苗長(zhǎng)到三葉期，選擇長(zhǎng)勢(shì)一致、健壯、無病蟲害的幼苗定植于5L塑料育苗盆中，每盆裝有4kg勻質(zhì)試驗(yàn)土壤，每盆一株幼苗。</p><p&g

64、t;　　2.4.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)</p><p>　　實(shí)驗(yàn)組壤土和砂土育苗盆中幼苗的處理分別為：200mg/kg氯化銫+35mg/kg氯化鉀、200mg/kg氯化銫+70mg/kg氯化鉀，設(shè)兩組對(duì)照，一組不加任何核素，另一組加濃度為200mg/kg氯化銫，每處理三個(gè)重復(fù)。 適時(shí)補(bǔ)充足夠的水分，定時(shí)除去雜草。每15天取樣測(cè)定。處理如下表：</p><p><b>　　表2-2 處理順序

65、</b></p><p>　　2.4.5 幼苗的生長(zhǎng)指標(biāo)</p><p>　　觀察并記錄不同時(shí)期幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)。株高：直尺精確測(cè)量幼苗高度。株莖：游標(biāo)卡尺精確測(cè)定幼苗基莖。葉片數(shù)和葉面積：用葉面積板測(cè)得葉面積，并記錄葉片數(shù)。</p><p>　　2.4.6 葉綠素含量的測(cè)定</p><p>　　參照李合生等[58]的方法提取葉綠素。

66、在研缽中加入0.3g剪碎的葉片，然后加入2ml N, N-二甲基甲酰胺(在4 °C低溫暗光下研磨，提取液總體積為6ml)，勻漿在8,800 × g 離心10min。取清液測(cè)定其 663 和646 nm 波長(zhǎng)下的分光光度值，參照Lichtenthaler等的方法計(jì)算葉綠素含量，每個(gè)樣品測(cè)定3個(gè)重復(fù)。</p><p>　　葉綠素a濃度Ca＝12.21A663-2.81A646</p>

67、<p>　　葉綠素b濃度Cb＝20.13A646-5.03A663</p><p>　　葉綠素a+b濃度Ca + b = 8.02 * OD663 + 20.20 * OD645</p><p>　　類胡蘿卜素總濃度Cx=(1000D470-3.27Ca-104Cb)/229</p><p>　　在研缽中加入0.3g剪碎的葉片，然后加入2ml 80% (

68、v/v) 的丙酮研磨（冰浴中研磨，提取液總體積為6ml）在4 °C、8,800 × g 離心10min。在663、646 和470 nm下測(cè)其吸光度值. 按照 Wellburn (1983)描述的計(jì)算公式計(jì)算葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b、葉綠素a/b、類胡蘿卜素含量、色素含量。</p><p>　　2.4.7 MDA的測(cè)定</p><p>　　丙二醛(MDA)的測(cè)定

69、: 丙二醛（MDA）含量測(cè)定采用的硫代巴比妥法[59]。分別稱取經(jīng)不同處理的麻瘋樹葉片0.3克，加入10%三氯乙酸(TCA) 2ml和少量石英砂，研磨至勻漿（提取液總體積6ml），勻漿液以4000×g離心10min，上清液即為樣品提取液；吸取提取液2ml(對(duì)照加2ml蒸餾水)，加入2ml 0.6%硫代巴妥酸（TBA），混勻，在試管上加蓋塞，置于沸水浴中沸煮15min，迅速冷卻，離心。取上清液測(cè)定532、600和450nm波長(zhǎng)下

70、的吸光度（OD值）</p><p>　　2.4.8 游離脯氨酸的測(cè)定</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)曲線制作：取7支具塞刻度試管按表加入各試劑。混合后加塞，在沸水浴中加熱40min。如按下表2-4：</p><p>　　表2-3 脯氨酸含量測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線</p><p>　　取出冷卻后向各試管加入5ml甲苯充分振蕩，以萃取紅色物質(zhì)。靜置，待分層后吸取

71、甲苯層，以0號(hào)試管為對(duì)照在波長(zhǎng)520nm下比色。以消光值為縱坐標(biāo)，以脯氨酸含量為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，求線性回歸方程。</p><p>　　脯氨酸（Pro）的提取及測(cè)定：脯氨酸（Pro）測(cè)定采用酸性印三酮法[60]。稱取經(jīng)處理的麻瘋樹葉片0.3g，分別置于大試管中，加入6ml 3%磺基水楊酸溶液，試管加塞，于沸水浴中浸提10min。取出試管，待冷卻至室溫后，以3000×g/min離心10分鐘，取上清液2

72、ml，加入2ml水，再加入2ml冰乙酸顯色液在520nm測(cè)其吸光度值。</p><p><b>　　結(jié)果計(jì)算：</b></p><p>　　從標(biāo)準(zhǔn)曲線中查出測(cè)定液中脯氨酸濃度，按下式計(jì)算樣品中脯氨酸含量。</p><p>　　y=(C·V)·（a·W）-1</p><p>　　C——提取液中

73、脯氨酸含量（由標(biāo)準(zhǔn)曲線求得），μg；</p><p>　　V——提取液總體積，ml；</p><p>　　a——測(cè)定時(shí)所吸取的體積，ml；</p><p><b>　　W——樣品重，g；</b></p><p>　　y——脯氨酸含量，μg/g</p><p>　　2.4.9 細(xì)胞質(zhì)膜透性的測(cè)定&l

74、t;/p><p>　　將葉片冼凈后（先自來水，后去離子水）用打孔器取同樣大小的圓片，稱取3份，各重 0.3 g，置于有100ml去離子水的小燒杯中，用真空抽氣機(jī)抽氣 7～8 min 以抽出細(xì)胞間隙中的空氣。重新緩緩放入空氣，水即被壓入組織中而使葉下沉。取出常溫下振蕩2-4小時(shí)，然后用玻棒輕輕攪動(dòng)葉片，在 20～25 ℃恒溫下，用電導(dǎo)儀測(cè)定溶液電導(dǎo)率。測(cè)過電導(dǎo)率之后，再放入 100 ℃沸水浴中15 min，以殺死植物組

75、織，取出放入自來水冷卻 10 min，在20～25 ℃恒溫下測(cè)其煮沸電導(dǎo)率。</p><p>　　電解質(zhì)滲出率（％）＝鮮葉浸泡液電導(dǎo)值/煮沸后浸泡液電導(dǎo)值×100%。</p><p>　　2.4.10 膜脂抗氧化酶系統(tǒng)的測(cè)定</p><p>　　超氧化物歧化酶(SOD)活性測(cè)定采用氮藍(lán)四唑 (NBT)法[61]，以抑制NBT光化還原50%為l U；過氧化物

76、酶(POD)活性測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法[62]，以ΔA470·min-1上升0.01為l U。CAT活性按鄒琦等[63]紫外比色法測(cè)定，以ΔA240·min-1下降0.01為l U。等的活性。</p><p>　　1超氧化物歧化酶(SOD)活性的測(cè)定</p><p>　　(1) SOD酶液的提取</p><p>　　每處理每重復(fù)隨機(jī)選擇相同部位、完

77、全展開的葉片用于SOD活性的測(cè)定。SOD酶液的提取在低溫下進(jìn)行，稱取約0.3 g葉片樣品于預(yù)冷的研體中，加2ml預(yù)冷的提取液在冰浴下研磨成勻漿，加入提取液沖洗研缽，并至終體積為6ml。勻漿液于4℃ 15000×g離心20 min，上清液即為SOD粗提液。</p><p><b>　　(2) 顯色反應(yīng)</b></p><p>　　取透明度好、質(zhì)地相同的大試管4

78、支，2支為測(cè)定，2支為對(duì)照，按下表加入試劑，</p><p>　　表2-4 測(cè)定SOD反應(yīng)溶液配置</p><p>　　混合后，給1支對(duì)照試管罩上比試管稍長(zhǎng)的雙層硬紙?zhí)渍诠?，與其他各試管同時(shí)置于4000lx日光燈下反應(yīng)20～30min（要求各管照光情況一致，反應(yīng)溫度控制在25～35℃之間）。</p><p>　　(3) SOD活性測(cè)定與計(jì)算</p>&

79、lt;p>　　至反應(yīng)結(jié)束后，用黑布罩蓋上試管，終止反應(yīng)。以遮光的對(duì)照管作為空白，分別在560nm波長(zhǎng)下測(cè)定各管的吸光度，按下式計(jì)算SOD活性</p><p>　　SOD活性=[（A0－AS）×VT]/（A0×0.5×FW×V1）</p><p>　　A0———照光對(duì)照管的光吸收值</p><p>　　AS———樣品管的光

80、吸收值</p><p>　　VT———樣液總體積（ml）</p><p>　　V1———測(cè)定時(shí)樣品用量（ml）</p><p>　　FW———樣品鮮重（g）</p><p>　　2 過氧化物酶（POD）活性的測(cè)定</p><p>　　(1) POD粗酶液的提取</p><p>　　稱取植物材料0

81、.3g，加20mmol/l KH2PO4 6ml，于研缽中研磨成勻漿，于4℃ 4000×g離心15min，收集上清液保存在冷處，所得殘?jiān)儆?ml KH2PO4溶液提取一次，合并兩次上清液為粗酶液。</p><p>　　(2) 酶活性的測(cè)定</p><p>　　取光徑1cm比色皿2只，于一只中加入反應(yīng)混合液3ml，另一只中加KH2PO4 1ml，作為校零對(duì)照，立即開啟秒表計(jì)時(shí)，于

82、分光光度計(jì)在470nm波長(zhǎng)下測(cè)量OD值，每隔一分鐘讀數(shù)一次（如酶活性過高可適當(dāng)稀釋）。以每分鐘OD變化值表示酶活性大小，即以ΔOD470/min ·g表示。</p><p>　　3 過氧化氫酶（CAT）活性測(cè)定</p><p>　　(1) CAT酶液提取</p><p>　　取植物葉片0.3g，加入PH7.8的磷酸緩沖液少量，研磨成勻漿，轉(zhuǎn)移至10ml離心

83、管中，用該緩沖液沖洗研缽，并將沖洗液轉(zhuǎn)入離心管中，至總體積為6ml。置于離心機(jī)中4000r/min離心15min，上清液即為CAT酶的粗提液。</p><p>　　取50ml三角瓶4個(gè)（兩個(gè)測(cè)定，2個(gè)對(duì)照），測(cè)定瓶中加入酶液2.5ml，對(duì)照瓶中加入煮死酶液2.5ml，再加入2.5 ml 0.1mol/L H2O2，同時(shí)計(jì)時(shí)，于30℃恒溫水浴中保溫10min，立即加入10% H2SO42.5ml。用0.1mol/L

84、高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液滴定H2O2，至出現(xiàn)粉紅色（在30s內(nèi)不消失）為終點(diǎn)。</p><p>　　(2) CAT活性測(cè)定與計(jì)算</p><p>　　酶活性用每克鮮重樣品1min內(nèi)分解H2O2的毫克數(shù)表示</p><p>　　酶活（mg/(g×min）)=[(A－B)×VT×1.7]/(FW×V1×t)</p>

85、<p>　　A———對(duì)照高錳酸鉀滴定毫升數(shù)（ml）</p><p>　　B———酶反應(yīng)后高錳酸鉀滴定毫升數(shù)（ml）</p><p>　　VT———酶液總量（ml）</p><p>　　V1———反應(yīng)所用酶液量（ml）</p><p>　　FW———樣品鮮重（g）</p><p><b>　　2.5

86、數(shù)據(jù)處理</b></p><p>　　所有處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，結(jié)果表示平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(mean±SD)，數(shù)據(jù)采用SPASS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及差異性檢驗(yàn)，方差分析當(dāng) P≤0.05 表示處理間差異顯著。</p><p><b>　　3 結(jié)果分析</b></p><p>　　3.1 幼苗的生長(zhǎng)影響</p>

87、<p>　　表2-5a 處理麻瘋樹幼苗30d時(shí)生長(zhǎng)指標(biāo)</p><p>　　表2-5b 處理麻瘋樹幼苗70d時(shí)生長(zhǎng)指標(biāo)</p><p>　　表2-5c 處理麻瘋樹幼苗120d時(shí)生長(zhǎng)指標(biāo)</p><p>　　注：不同字母表示各處理間差異顯著（P＜0.05）</p><p>　　對(duì)比三個(gè)表格可以看出，濃度為200(mg kg-1

88、)的銫脅迫對(duì)麻瘋樹幼苗生長(zhǎng)發(fā)育與空白對(duì)照組的幼苗株高、株莖、葉片數(shù)、葉面積均顯著降低，且隨著時(shí)間的增加，差異越來越顯著，說明小桐子受到了銫的脅迫。但施加鉀以后，壤土介質(zhì)中幼苗株高隨K+濃度和時(shí)間變化迅速增加，說明K+對(duì)株高有明顯的促進(jìn)作用，株莖、葉片數(shù)和葉面積與K+濃度成反比關(guān)系，與處理時(shí)間成正比，隨著處理時(shí)間延長(zhǎng)增加率迅速降低，與對(duì)照相比，低濃度K+與莖粗和葉片數(shù)呈正相關(guān)，隨著處理時(shí)間延長(zhǎng)促進(jìn)了平均葉面積的增加。當(dāng)鉀濃度升高后，幼苗株

89、高與空白對(duì)照無差異，低濃度的鉀更能緩解幼苗受到的銫脅迫。壤土中的生長(zhǎng)普遍比砂土中更健壯，株高和葉面積表現(xiàn)出明顯差異。在沒有脅迫的情況下，隨著時(shí)間變化幼苗在壤土中的生長(zhǎng)速度顯著高于砂土。砂土中幼苗各濃度間隨脅迫時(shí)間延長(zhǎng)表現(xiàn)為增長(zhǎng)速率不顯著。</p><p>　　Cs+脅迫麻瘋樹幼苗在有機(jī)質(zhì)含量較多的壤土中迅速生長(zhǎng)，隨時(shí)間的延長(zhǎng)生長(zhǎng)率保持較高狀態(tài)；幼苗在有機(jī)質(zhì)貧瘠的砂土中生長(zhǎng)速度相對(duì)較緩慢，明顯表現(xiàn)在高度和葉片數(shù)隨處

90、理時(shí)間變化增長(zhǎng)較慢，平均葉面積較壤土相對(duì)較小。銫脅迫幼苗并施加鉀調(diào)節(jié)的生長(zhǎng)勢(shì)與對(duì)照的差異較壤土中小，但各處理與壤土培育幼苗生長(zhǎng)趨勢(shì)一致。</p><p>　　3.2 葉綠素含量的影響</p><p>　　表2-6a 銫脅迫施加鉀對(duì)小桐子幼苗葉綠素a含量的影響</p><p>　　表2-6b銫脅迫施加鉀對(duì)小桐子幼苗葉綠素b含量的影響</p><p&

91、gt;　　表2-6c銫脅迫施加鉀對(duì)小桐子幼苗葉綠素a+b含量的影響</p><p>　　表2-6d銫脅迫施加鉀對(duì)小桐子幼苗葉綠素類胡蘿卜素含量的影響</p><p>　　表2-6e銫脅迫施加鉀對(duì)小桐子幼苗葉綠素a/b含量的影響</p><p>　　注：不同字母表示各處理間差異顯著（P＜0.05）</p><p>　　葉綠素是光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)

92、，其含量高低將直接影響光合作用的強(qiáng)弱及物質(zhì)合成速率的高低。對(duì)上面三個(gè)圖的分析結(jié)果表明，銫處理與對(duì)照相比，葉綠素a（Chlorophyll a, Chla）、葉綠素b（Chlorophyll b, Chlb）、葉綠素總量（Chlorophyll a+b, Chla+b）和類胡蘿卜素（Carotenoids，Car）的含量均先顯著升高，再隨著時(shí)間的延長(zhǎng)顯著降低。銫脅迫施加鉀的幼苗其葉綠素a（Chlorophyll a, Chla）、葉綠素b

93、（Chlorophyll b, Chlb）和葉綠素總量（Chlorophyll a+b, Chla+b）的含量均隨時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著增加，類胡蘿卜素（Carotenoids，Car）的含量隨時(shí)間延長(zhǎng)先增加后降低。說明在銫污染的土壤中，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，小桐子受到的傷害也越大，但施加鉀以后，葉綠素含量隨時(shí)間顯著增加，低濃度的鉀處理后，葉綠素的增長(zhǎng)率隨時(shí)間逐漸增加，高濃度的鉀處理后，葉綠素的增長(zhǎng)率隨時(shí)間逐漸放緩，所以低濃度的鉀更能緩解小桐子幼苗

94、受到的銫脅迫。砂土介質(zhì)中葉綠素含量都顯著低于壤土幼苗，變化規(guī)律與壤土幼苗一致。a/b在銫處理時(shí)</p><p>　　3.3 丙二醛MDA的含量 </p><p>　　表2-7 銫脅迫施加鉀對(duì)小桐子幼苗丙二醛MDA含量的影響</p><p>　　注：不同字母表示各處理間差異顯著（P＜0.05）</p><p>　　丙二醛的含量是衡

95、量膜脂過氧化程度的一個(gè)非常重要的生理指標(biāo)。從上表中可以看出，銫脅迫下，丙二醛含量顯著增高，且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，丙二醛含量增加的越多，說明小桐子受到了銫的脅迫，且隨著時(shí)間的增加，銫對(duì)幼苗的細(xì)胞膜傷害程度也越大，說明銫處理使植物受到氧化脅迫，保護(hù)酶活性增強(qiáng)提高了植物清除涪眭氧的能力。銫脅迫施加鉀以后，丙二醛的含量明顯低于銫脅迫下的含量，說明施加鉀對(duì)植物有保護(hù)作用。當(dāng)鉀濃度較低時(shí)，丙二醛含量降低到正常水平，隨著鉀濃度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)又呈增加趨

96、勢(shì)，但顯著低于單獨(dú)施加銫的含量，說明銫脅迫下施加低濃度的鉀對(duì)小桐子有保護(hù)作用，使得小桐子能在銫脅迫下更健康的生長(zhǎng)，緩解小桐子受到的銫脅迫。砂土與壤土的變化趨勢(shì)一致。</p><p>　　3.4 游離脯氨酸的含量 </p><p>　　表2-8 銫脅迫施加鉀對(duì)小桐子幼苗游離脯氨酸含量的影響</p><p>　　注：不同字母表示各處理間差異顯著（P＜0.05）<

97、/p><p>　　脯氨酸是重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，植物體內(nèi)脯氨酸含量的增加是植物對(duì)逆境脅迫的一種適應(yīng)性反應(yīng)。脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化常作為植物逆境生理的一個(gè)指標(biāo)，是植物逆境脅迫下所產(chǎn)生的一種抗性物質(zhì)，脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高表明抗性越強(qiáng)。</p><p>　　從上表可以看出，銫脅迫下，游離脯氨酸的量隨時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著增加，說明小桐子對(duì)銫脅迫做出了反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)自身脯氨酸的含量，以使細(xì)胞和組織持水平衡，穩(wěn)定生

98、物大分子結(jié)構(gòu)，保持膜結(jié)構(gòu)的完整性使細(xì)胞免受傷害，保持原生質(zhì)與環(huán)境的滲透平衡，抵御重金屬的影響。銫脅迫下施加低濃度鉀后，脯氨酸的量隨著時(shí)間的增加顯著下降，說明施加鉀后很好的緩解了小桐子的銫脅迫，讓小桐子能在逆境中更好的生長(zhǎng)。但隨著鉀濃度的升高，脯氨酸的量也升高了，所以銫脅迫下施加低濃度的鉀對(duì)小桐子更有利。砂土與壤土中的變化趨勢(shì)一致，但由于砂土中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)匱乏，所以在正常情況下，砂土中的脯氨酸含量要比壤土中的高。受脅迫后，脯氨酸含量的差異反

99、而不顯著了。</p><p>　　3.5 細(xì)胞質(zhì)透性即傷害率的情況</p><p>　　表2-9 銫脅迫施加鉀對(duì)小桐子幼苗電導(dǎo)率的影響</p><p>　　注：不同字母表示各處理間差異顯著（P＜0.05）</p><p>　　植物葉片的電導(dǎo)率越高，細(xì)胞膜受傷的程度也就越大，重金屬對(duì)植物細(xì)胞膜系統(tǒng)的直接傷害體現(xiàn)在質(zhì)膜受傷上，重金屬的質(zhì)量濃度越高

100、，對(duì)質(zhì)膜選擇透性、組成、結(jié)構(gòu)和生理生化等的傷害就越大，主要表現(xiàn)為膜透性增大。從上表中看出，銫脅迫下，電導(dǎo)率隨時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著增加，說明銫對(duì)小桐子的細(xì)胞質(zhì)膜傷害很大。但施加鉀以后，電導(dǎo)率先增加再隨著時(shí)間的延長(zhǎng)顯著降低，隨鉀濃度升高有所增加，但增量不是特別顯著，說明銫脅迫下施加鉀緩解了小桐子受到的銫脅迫，在一定程度上保護(hù)了小桐子育苗?？傮w來說，低濃度的鉀跟高濃度的鉀差異不顯著。砂土和壤土中的變化趨勢(shì)一致，但總體受傷害的程度大于壤土介質(zhì)。但施

101、加鉀以后，脅迫情況得到了很好的改善。</p><p>　　3.6 膜脂抗氧化酶的含量</p><p>　　表2-10a 銫脅迫施加鉀對(duì)小桐子幼苗POD含量的影響</p><p>　　表2-10b 銫脅迫施加鉀對(duì)小桐子幼苗SOD含量的影響</p><p>　　表2-10c 銫脅迫施加鉀對(duì)小桐子幼苗CAT含量的影響 </p><

102、;p>　　注：不同字母表示各處理間差異顯著（P＜0.05）</p><p>　　膜脂抗氧化酶系統(tǒng)包括超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)及過氧化物酶(POD)等，這些酶能有效抑制自由基氧化損傷，延緩植物衰老。從上表看出，銫處理對(duì)小桐子幼苗的POD、SOD、CAT活性與對(duì)照組在處理時(shí)間內(nèi)POD、SOD、CAT活性有一定的升高，但都隨時(shí)間的延長(zhǎng)變化不顯著。施加鉀以后，POD活性先升高，再隨著時(shí)間的延長(zhǎng)

103、顯著降低，且下降幅度逐漸增加。CAT的活性顯著低于正常情況下的含量，隨時(shí)間延長(zhǎng)先增加后降低。說明銫脅迫下植物的酶活受到一定的影響，施加鉀之后，酶活有所降低，說明施加鉀改善了幼苗的銫脅迫情況。兩個(gè)濃度的鉀處理下，結(jié)果沒有明顯的差異，說明鉀濃度的高低對(duì)酶活的影響差異不顯著。壤土介質(zhì)和砂土介質(zhì)的變化趨勢(shì)相同。</p><p><b>　　4 結(jié)論</b></p><p>　

104、　結(jié)果顯示，銫脅迫下小桐子的株高、生長(zhǎng)量及葉綠素含量均顯著下降，且隨時(shí)間的增加差異越來越顯著；丙二醛MDA含量、游離脯氨酸PRO含量、電導(dǎo)率及膜脂抗氧化酶含量均顯著升高，且隨時(shí)間增加，差異越來越顯著，說明銫脅迫下，小桐子的生理生化受到了嚴(yán)重的影響。</p><p>　　施加鉀以后，小桐子幼苗的株高和生物量等明顯增加，葉綠素的含量也顯著升高，表明小桐子的光合能力受到的脅迫程度在逐漸減弱；丙二醛MDA含量顯著降低，說

105、明受到的膜脂過氧化脅迫下降；游離脯氨酸Pro含量明顯降低，表明麻瘋樹葉片的受到的滲透調(diào)節(jié)脅迫下降；電導(dǎo)率呈下降趨勢(shì)，說明脅迫也在逐漸緩解；膜脂抗氧化酶含量總體比銫脅迫下降低了，說明氧化脅迫也得到了一定程度的緩解。但是施加高濃度的K+緩解脅迫的能力卻有所降低。砂土與壤土的變化趨勢(shì)基本一致，但總體長(zhǎng)勢(shì)壤土好于砂土。即鉀在壤土介質(zhì)中能更好的緩解小桐子受到的脅迫。</p><p>　　所以，在銫污染的壤土中，施加低濃度的

106、鉀能夠緩解小桐子的受到的銫脅迫，增加耐受能力。該研究一方面為植物修復(fù)銫污染的土壤提供依據(jù)，另一方面為木本植物用于植物修復(fù)領(lǐng)域奠定基礎(chǔ)。</p><p><b>　　5 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 翁添富, 高建培, 崔雪梅，孝感市孝南區(qū)農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染的初步</p><p>　　評(píng)價(jià)[J]. 廣州環(huán)境科學(xué), 2008, 23(2

107、): 40-43.</p><p>　　2 楊紅艷. 土壤重金屬污染的生物修復(fù)技術(shù) [J]. 遼寧師專學(xué)報(bào), 2005, 7</p><p>　　(4): 13-14.</p><p>　　3 鄭良永, 林家麗, 曹啟民等，污染土壤生物修復(fù)研究進(jìn)展 [J]. 廣東農(nóng)</p><p>　　業(yè)科學(xué), 2006(4): 97-99.</p&g