重金屬Cu脅迫對油松苗木生長的影響

任貴軍(凌源市林業設計隊,遼寧 朝陽 122000)

油松(Pinustabuliformis)為我國北方常用造林和園林綠化樹種，尤其是遼寧地區，在該地區城市綠化和生態建設方面發揮著重要的作用。隨著城市林業的發展，樹木面臨著各種新形勢的生長逆境，其中城市化加劇，汽車尾氣的過量排放致使土壤重金屬含量超標已經嚴重影響著樹木的生長，大大限制了林木的生產力[1，2]。因此，有必要對重金屬脅迫下，油松對重金屬離子的耐受性開展研究。本研究采用盆栽的方法，對1年生油松苗木施加常見的重金屬Cu離子，模擬重金屬脅迫條件來觀測油松幼苗的生長發育規律，以進一步研究植物抗重金屬機制，為北方城市綠化景觀樹種的選擇提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

采用本地培育的1年生油松實生苗木，在大棚中正常管理，備用。

1.2 試驗設計

試驗采用盆栽的方法，選用18 cm×13 cm規格的營養缽，每個盆裝2 kg草炭土。選擇生長健壯、長勢一致的1年生的油松幼苗，每盆栽3棵。于2017年4月在當地林場大棚進行處理。將幼苗栽入后，用常規管理，緩苗1個月后進行重金屬(CuSO4)脅迫處理。設定Cu2+濃度為0、5、10、20和50 mmolL-15個濃度梯度處理。每個處理5盆，重復3次。處理5 d后取樣，對油松幼苗進行相關指標測定。

1.3 指標測定

1.3.1 苗木針葉含水率測定 采用烘干稱質量法，用天平稱量針葉鮮質量，然后將苗木放入80 ℃的烘箱中，殺青0.5 h，然后轉入60 ℃，烘干至恒質量，計算針葉含水率。

1.3.2 苗木光合色素含量測定 光合色素含量測定采用丙酮研磨法[3]。準確稱取針葉0.5 g，加入10 mL丙酮，冰浴研磨，吸取上清液，10 000 rpmmin-1離心5 min，留上清。在分光光度計上分別測定各處理在663和645 nm處的光吸收值OD663和OD645。以上指標均3次重復。

2 結果與分析

2.1 Cu脅迫對油松苗木針葉含水量的影響

研究結果如圖1所示，隨著重金屬脅迫程度的加深，苗木含水量隨著Cu離子濃度的增加而下降，施加外源銅離子可以造成對油松苗木的水分虧缺，形成生理性干旱。重金屬Cu脅迫下，濃度越高，含水量的下降幅度越顯著。到50 mmolL-1時，苗木針葉含水量下降至最低，為45%，表現出萎蔫癥狀，苗木瀕臨死亡，生長及生理活動受到嚴重抑制。根據觀察，成活中的任何樹種的苗木含水量一般都超過50%，否則就會死亡，本研究符合上述生長規律。

圖1 Cu脅迫對油松苗木針葉含水量的影響

2.2 Cu脅迫對油松苗木光合色素含量的影響

苗木光合色素含量是苗木生長質量的直接體現。通過研究發現，施加Cu離子可以對油松苗木光合作用產生較大的抑制作用，最直觀的體現就是苗木光合色素含量隨著脅迫程度的加深而呈現出降低的趨勢。

圖2 Cu脅迫對油松苗木葉綠素a含量的影響

由圖2-圖4可以看出，Cu離子脅迫下，苗木的生長受到抑制，光合作用減弱。到50 mmolL-1時，苗木針葉葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量均下降至最低，分別為3.8 mgg-1、4.7 mgg-1和0.6 mgg-1，苗木瀕臨死亡。這一點和前面苗木針葉含水量的研究結果相一致，苗木在重金屬脅迫下光合作用受到抑制，進而影響其正常的生長及生理代謝[4，5]。

圖3 Cu脅迫對油松苗木葉綠素b含量的影響

圖4 Cu脅迫對油松苗木類胡蘿卜素含量的影響

3 結論

本文通過盆栽試驗，模擬銅離子脅迫對1年生油松苗木生長的影響，并對苗木針葉含水量和光合色素含量進行分析，可以得出以下結論：施加外援銅離子對油松生長影響顯著，隨著銅離子脅迫程度的加深，苗木針葉含水量和光合色素呈現下降趨勢，生長和光合作用受到嚴重抑制，當銅離子含量增加到50 mmolL-1時，苗木瀕臨死亡。該結果表明，油松這個樹種對于重金屬脅迫的耐受能力比較有限，在城市行道樹樹種選擇上，應當慎重考慮。

參考文獻：

[1] 孫洪祥．干旱區造林[M]．北京：中國林業出版社，1989

[2] 李發東，李隆海，張秋英，等．我國農業水資源可持續利用面臨的問題與對策[J]．節水灌溉，2001(4):1-3