汞胁迫下月季幼苗的生理响应及其吸收特性的研究
近些年，由于人们大量采矿、废气废水的随意排放，以及使用重金属超标的物品等，导致重金属污染越来越严重，直接影响到城市生态环境和人类的生活健康。重金属汞具有高生物累积性、高生物毒性、持久性、二次挥发和再沉降等特性，汞污染问题已成为研究学者的重点关注内容。尽管汞已成为全球高度关注的污染物，然而相对于其他的重金属污染，现目前对于植物修复汞污染的研究还很少。本文选取蔷薇科(Rosaceae)蔷薇属(RosaL.)月季(Rosamaidy)作为试验材料，采用人工盆栽模拟的方法，揭示了月季的光合生理特性，系统地研究了在不同浓度的重金属汞处理下，月季的生长和生理生化响应，探讨月季能否在汞污染的土壤中正常生长，是否能将土壤中的汞转移到体内，而不影响月季的最佳观赏价值。本研究不仅能够为汞污染严重地区的生态修复和绿化美化树种选择提供技术支持，还能为植物修复土壤重金属研究进程提供科学的理论支撑。研究结果如下： （1）月季的光合特性 月季的光饱和点(LSP)为1166.49μmol/(m2·s)，光补偿点(LCP)为0.00μmol/(m2·s)，表明其对强光与弱光都具有良好的适应性，对光的生态适应能力强。月季的CO2补偿点(63μmol/mol)较低，而CO2饱和点(1749.82μmol/mol)较高，表明该月季的CO2同化能力强且利用幅度较宽。在光照饱和的条件下，“小女孩”月季的光合速率更大程度上受CO2供应的限制。月季净光合速率日变化呈不对称的双峰曲线，11:00出现光合“午休”现象，这是由气孔限制引起的。气孔导度日变化呈单峰曲线，胞间CO2浓度呈现“V”型变化趋势，蒸腾速率呈现单峰曲线趋势。说明该品种对光照要求低，可栽植的地区比较广泛，可以作为土壤重金属修复试验的优良材料。 （2）重金属Hg胁迫对月季生长状况的影响 当Hg浓度为0.5mg/kg和1.0mg/kg胁迫时，即月季处于低浓度Hg条件下时，月季表现出良好的生长状态。与对照组相比，Hg胁迫对月季的生长指标（株高、根长、鲜重、茎粗、生物量等）均有不同程度的促进作用，但随着胁迫浓度的升高(≥50mg/kg)，月季的生长指标（株高、根长、鲜重、茎粗、生物量等）均呈显著下降趋势，表现出抑制作用。Hg胁迫对月季的叶长和叶宽发育过程没有显著性的影响。 （3）重金属Hg胁迫对月季生理指标的影响 在低浓度处理下(0.5mg/kg、1.0mg/kg)，月季的净光合速率、叶绿素a含量、叶绿素b含量和总叶绿素含量与对照组相比有所增加，但没有显著性差异。随着胁迫浓度的升高(≥50mg/kg)和时间的增加，月季的净光合速率、叶绿素a含量、叶绿素b含量和总叶绿素含量与对照组相比显著降低。月季的气孔导度、蒸腾速率随着胁迫时间和浓度的增加(≥10mg/kg)显著性降低，胞间CO2浓度在高浓度Hg(≥10mg/kg)胁迫下显著性降低，说明“气孔限制”是光合作用的限制因素。月季的丙二醛(MDA)含量与相对电导率随着Hg的添加(≥10mg/kg)呈显著性升高，说明汞浓度(≥10mg/kg)对月季的生理活动有显著性抑制。 （4）重金属Hg胁迫对月季吸收积累和修复能力的影响 随着重金属Hg浓度的增加，月季根部、茎部、叶部的Hg含量逐渐增加。在胁迫浓度为100mg/kg时，月季含有最大Hg含量，且根部＞茎部＞叶部。富集系数呈现先增加后降低的变化趋势，在Hg处理浓度为1.0mg/kg时，月季根、茎、叶各部位的富集系数达到最大，最大值分别达到0.668、0.246、0.060。对土壤汞的转移系数分别达到0.530和0.460。随着浓度的增加转运系数降低，在对照组达到最大值，且转运系数大于1。在胁迫浓度为0.5mg/kg和1.0mg/kg时，对土壤汞的转移系数分别达到0.530和0.460；根→茎的转运系数呈下降趋势，转运系数均小于1；茎→叶的转运系数呈上升趋势，但转运系数均小于1。分配系数表明，随着Hg浓度(≥0.5mg/kg)的增加，月季根部的Hg含量呈显著性增加，茎部和叶部的Hg含量呈显著性下降趋势。低浓度下月季的富集系数和转运系数比高浓度胁迫下高，且重金属主要分布在根系部位，说明月季可以在低浓度(≤1.0mg/kg)范围内修复土壤重金属Hg污染，且属于低浓度(≤1.0mg/kg)范围内的汞污染修复优势植物。
土壤污染;植物修复;Hg胁迫;转移积累;月季幼苗
西华师范大学
硕士
环境科学
黎云祥
2023
中文
X53
2024-01-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）