鎘對刺玫果和金銀忍冬葉綠素熒光特性的影響

曹玲 陳莉 陳晨 劉光武

摘要：采用盆栽方法研究了土壤鎘污染對刺玫果（Rosa davurica Pall.）和金銀忍冬（Lonzcera maackii Max.）葉綠素熒光參數的影響。設置4種鎘污染濃度處理，即0（CK）、50、100和200mg/kg風干土，讓苗木在不同濃度的土壤中生長70d后，進行了葉綠素熒光參數測定。結果表明：隨著土壤中鎘處理濃度的增大，2樹種的熒光參數Fv/Fm、φPS11、qP均逐漸降低，qNP則逐漸上升;2樹種熒光參數的變化幅度不同，刺玫果的變化幅度比金銀忍冬小;以葉綠素熒光參數評價2樹種抗鎘污染脅迫能力，刺玫果較強，金銀忍冬較弱。

關鍵詞：鎘;葉綠素熒光;刺玫果;金銀忍冬

中圖分類號：X171

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）6-0160-02

1引言

工礦業的飛速發展，城市汽車保有量的增加，城市垃圾堆放等使城市中重金屬有了一定程度的累積。鎘因其在土壤中的高度移動性和對植物的高度危害性，被視為重金屬中最具危害性的一種污染元素，它對城市園林生態系統的健康和穩定構成了一定的威脅。

木本植物是城市園林生態系統的重要組成部分，在城市環境維護和改善中發揮著重要作用。北方城市綠化植物缺乏，難以滿足城市綠化的多種需求。引進新的綠化植物，必須充分考慮它們對城市中污染脅迫的抗性，這是保證城市園林生態系統健康和持續穩定的關鍵。

刺玫果（Rosa davurica Pall.）和金銀忍冬（Lonicera maackii Max.）是東北東部地區的鄉土樹種，樹姿優美、葉形奇特、季相明顯，在城市園林綠化、景觀配置方面效果極佳。本文以此為對象，對不同濃度梯度土壤鎘污染下2種苗木葉綠素熒光參數的變化進行研究，以此評價不同樹種抗重金屬鎘污染脅迫的能力，為揭示植物對鎘污染的抗性機制提供基礎數據。

2材料與方法

2.1試驗材料

刺玫果（Rosa davurica Pall.）和金銀忍冬（Loniceramaackii Max.）為1年生實生苗。栽培基質為東北地區典型黑土和河沙的混合物（黑土和河沙比為3：1）。采用99%分析純Cd（CI）2·2.5H₂O試劑，配置成鎘質量濃度分別為50、100和200mg/kg基質，以不添加鎘溶液的基質為對照（簡稱為CK，Cd50 ，Cdl00和Cd200）。

2.2測定方法

2.2.1栽培方法

土壤處理、苗木栽植及指標測定方法參見文獻。苗木栽植好后，桶下墊托盤，采用常規水分管理措施，每次滲到托盤種的溶液倒回桶中。

2.2.2 數據處理

采用Excel 2003和SPSS 13.0進行數據處理。

3結果與分析

3.1鎘對刺玫果和金銀忍冬葉綠素熒光參數的影響

由表1可見，刺玫果和金銀忍冬的葉片PSⅡ光化學效率（Fv/Fm）隨著鎘處理濃度的增加呈下降趨勢。對照處理時，二者的Fv/Fm值較一致。在Cd50處理時，刺玫果與對照相比顯著下降（P<0.05），而金銀忍冬不顯著，但其下降幅度較前者大。在Cdl00處理時，刺玫果和金銀忍冬分別下降了5.26%和6.94%。隨著濃度的增大，刺玫果和金銀忍冬分別下降了8.07%和22.06%。說明了刺玫果的抗性較金銀忍冬強。

隨著處理濃度的增加，2樹種的φPSⅡ值均呈下降趨勢。刺玫果在不同濃度處理下分別下降了1.95%、5.56%和10.23%。金銀忍冬在不同濃度處理下分別下降了8.22%、14.46%和23.74%。金銀忍冬的下降幅度大于刺玫果，說明鎘脅迫對金銀忍冬光電子傳遞效率的抑制作用較刺玫果強。

2個樹種的qP值均呈降低趨勢，降低幅度因樹種而異。隨著處理濃度的增加，刺玫果的qP值分別下降了1.88%，4.76%和6.53%。金銀忍冬qP值分別下降了7.28%，13.97%，22.30%。與Fv/Fm和qP的變化趨勢相反，2樹種的非光化學猝滅系數（qNP）隨著鎘處理濃度的增加呈上升趨勢，刺玫果上升了5. 73%，18.06%，38.77%，金銀忍冬上升了9.44%，26.67%，53.89%。刺玫果上升幅度較金銀忍冬小。

4結論與討論

有研究證明，鎘對光合作用的光化學特性，特別是對光系統Ⅱ的活性有抑制作用，本試驗也證明了這一點。鎘污染導致2樹種的Fv/Fm值降低，說明葉片PSⅡ的原初光化學效率和從天線色素到PSⅡ反應中心的傳能效率明顯受到鎘污染的影響，出現了光抑制現象。

φPSⅡ是PSⅡ非環式電子傳遞的量子效率，反應了在環境脅迫中PSⅡ反應中心部分關閉情況下的實際原初光能捕獲效率，可反映實際的PSⅡ反應中心進行光化學反應的效率。在本試驗中隨著處理濃度的增加，兩樹種的φPSⅡ值均顯著（P<0.05）降低，說明鎘污染降低了PSⅡ反應中心進行光化學反應的效率。許多研究結果也得出了相似的結論。

qP和qNP兩個參數反映了葉片對激發能利用的情況。隨著處理濃度的增加，2樹種的qP值均呈下降趨勢，qNP值呈上升趨勢，表明鎘污染脅迫降低了2樹種PSⅡ反應中心中開放部分的比例，減少了用于推動光合電子傳遞的光能，降低了光合電子傳遞能力，增加了PSⅡ天線色素吸收的光能中被用于非光化學反應如熱耗散等的比例。

綜合幾個熒光參數，認為金銀忍冬對鎘污染較為敏感，而刺玫果則具有較高的耐受能力，從城市綠化應用方面來看，刺玫果適合于鎘污染嚴重區栽培，而金銀忍冬則適合于鎘輕污染區栽培。