鎘脅迫對狼尾草屬牧草生長生理特征及鎘吸收能力的影響.pdf

1、鎘(Cd)是現(xiàn)在土壤污染物主要重金屬之一，其在植物體內(nèi)積累到一定濃度會阻礙植物的物質(zhì)積累和能量代謝從而影響植物正常生長發(fā)育。狼尾草屬（Pennisetum Rich.）牧草是一年生或多年生禾本植物，適宜于我國南方栽培，植株高大，莖葉繁茂且根系發(fā)達(dá)，具有生物量大，耐性強(qiáng)、粗蛋白含量高等優(yōu)良特性，同時也是很好的能源草及觀賞草。試驗(yàn)采用盆栽的方法研究鎘脅迫對美洲狼尾草（Pennisetum americanum）、雜交狼尾草（P.americ

2、anum×P.purpureum）三個生育時期（幼苗期、分蘗期、抽穗期）生長性能、生理特性、光合特性、重金屬累積特性和營養(yǎng)性能影響，探討狼尾草對鎘的脅迫效應(yīng)和對土壤中鎘富集效應(yīng)，進(jìn)而為狼尾草修復(fù)鎘污染土壤及篩選耐鎘性更好的植物提供一定理論參考。
　　試驗(yàn)結(jié)果如下:
　　(1)相同生育時期下，隨Cd2+濃度的增加兩種狼尾草株高先升高后降低，葉寬沒有顯著性變化，鮮重和干重逐漸降低;相同Cd2+濃度下隨著生育時期延長，株高、葉寬和

3、鮮干重逐漸增加，但雜交狼尾草的葉寬和鮮干重相比美洲狼尾草更大。
　　(2)隨著Cd2+濃度增加兩種狼尾草葉片可溶性糖含量、細(xì)胞膜透性及脯氨酸含量呈遞增趨勢。兩種狼尾草在高濃度Cd2+處理下(100 mg·kg-1)與對照(0 mg·kg-1)相比都有顯著（P＜0.05）脅迫響應(yīng);隨著生育時期的延長，細(xì)胞膜透性遞增幅度較大;而脯氨酸含量逐漸降低，其中雜交狼尾草的遞減幅度較大;可溶性糖含量在分蘗期Cd100、Cd75處理組和其他處理組

4、差異顯著（P＜0.05）。隨著施加Cd2+濃度的提高，兩種狼尾草丙二醛含量逐漸升高，表明細(xì)胞膜脂過氧化作用增強(qiáng);抗壞血酸含量逐漸降低，且在Cd2+濃度為100mg·kg-1時與對照顯著性最強(qiáng)(P＜0.05);活性氧酶清除系統(tǒng)包括超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)活性明顯增加，這些酶活性的增強(qiáng)一定程度上可以減輕Cd脅迫引起的膜脂過氧化造成的傷害作用。低濃度Cd處理與對照

5、相比差異性不顯著(P＞0.05)，說明狼尾草對低濃度的Cd脅迫具有一定應(yīng)激反應(yīng);高濃度處理與對照呈顯著性差異(P＜0.05)且這四種酶沒有失活，說明高濃度脅迫對植物傷害加深但還未破壞狼尾草體內(nèi)活性氧清除系統(tǒng)，從而進(jìn)一步說明狼尾草具有良好抗Cd脅迫能力。兩種狼尾草在不同生育時期受到Cd脅迫程度不同，總體表現(xiàn)為后一生育時期強(qiáng)于前一生育時期，說明Cd脅迫時間也會對植株造成一定程度傷害?？傮w上美洲狼尾草比雜交狼尾草抗Cd脅迫能力更強(qiáng)。
　

6、　(3)同一生育時期，美洲狼尾草的葉綠素a、葉綠素b含量和葉綠素含量均高于雜交狼尾草;當(dāng)Cd2+濃度為5 mg·kg-1時，對植株的凈光合速率、蒸騰速率、胞間二氧化碳濃度影響不大，但Cd2+濃度增加后，各處理與對照相比顯著下降(P＜0.05)，其中雜交狼尾草變化更大說明高濃度Cd處理顯著影響狼尾草光合作用。
　　(4)根系是Cd主要富集部位三個生育時期美洲狼尾草Cd5轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)分別為12％、21％、44％，富集系數(shù)分別為47％，43

7、％和37％;雜交狼尾草轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)為12％、10％、76％，富集系數(shù)為55％、54％、69％;三個生育時期中幼苗期植株中Cd含量最高，說明植株在幼苗期最容易受到鎘脅迫。雜交狼尾草修復(fù)土壤鎘污染效果更好且狼尾草在較低濃度Cd土壤下＜1.0 mg·kg-1)仍可作安全飼草食用。
　　(5)鎘脅迫會對兩種狼尾草的粗蛋白含量產(chǎn)生影響，美洲狼尾草表現(xiàn)為先升后降，雜交狼尾草則總體上升;粗脂肪含量在各濃度處理間雖有不同但與對照差異都不顯著;酸性洗滌