不同摻量的電解錳渣對香根草葉綠素熒光參數的影響

王杰　李夢婷　曾佳琪

摘 要 為了揭示香根草對電解錳渣的耐受范圍，本文采用盆栽試驗，用不同摻量的錳渣種植香根草，并測量葉綠素熒光參數指標。結果顯示，25%錳渣處理組的Fv/Fm、ETR和NPQ（高光強下）下降的幅度較小;而50%錳渣處理組的葉綠素熒光參數下降較大;75%和100%錳渣處理下香根草無法存活。表明香根草能夠在25%以下的錳渣中長期存活。

關鍵詞 電解錳渣 香根草 葉綠素熒光參數 植物修復

中圖分類號：Q945.78文獻標識碼：A

隨著錳礦的開采和冶煉，產生了大量的電解錳渣，其對周邊地區產生了重金屬污染。如楊勝香等通過對湘西錳礦區的調查發現，其土壤、蔬菜受到了嚴重的重金屬污染，對人們的健康產生了威脅，亟待修復。植物重金屬修復技術受到了越來越多的關注和實踐。香根草能夠積累多種金屬，具有治理錳渣污染的潛力。本文通過盆栽試驗，測量了不同摻量的錳渣對香根草葉綠素熒光參數的影響，揭示了香根草對錳渣的耐受范圍。

1材料與方法

1.1試驗設計

將錳渣與細沙按照不同干重比例進行混合，設置含錳渣100%、75%、50%、25%的處理組，以細沙處理作為對照組。將香根草種植在以上試驗組中，于試驗的第0、3、6天測量有關指標。

1.2葉綠素熒光參數Fv/Fm、ETR和NPQ的測量

采用葉綠素熒光儀 PAM-2500進行快速光響應曲線測定，PSⅡ的最大光化學效率（ Fv/Fm）、 表觀電子傳遞速率（ ETR） 和非光化學淬滅系數（ NPQ）由儀器直接讀取。

2結果與分析

2.1不同摻量的錳礦渣對香根草Fv/Fm的影響

由圖1可知，在不同比例的錳渣處理下，香根草的Fv/Fm有一定的下降。其中，25%的錳渣處理組的Fv/Fm變化較小，僅在第6天有小幅下降;而50%、75%和100%錳渣處理組Fv/Fm在第3天即有明顯的下降。并隨著處理時間的延長而持續下降，在第6天，50%錳渣處理組Fv/Fm僅為對照的62.1%，而75%和100%錳渣處理組Fv/Fm已經為趨近于0。

2.2不同摻量的錳礦渣對香根草ETR的影響

在第6天，75%和100%錳渣處理組已經死亡，不再測量有關指標。圖2顯示，當光照強度小于290mol·m-2·s-1時，ETR增加的速度較快;當光照強度進一步增加時，ETR增加的速度減緩。其中，25%錳渣處理組ETR略低于對照組，為對照組的70%以上;而50%錳渣處理組ETR大幅低于CK和75%錳渣處理組，僅為對照組的50%以下。

2.3不同摻量錳渣對香根草NPQ的影響

圖3顯示，在光強小于500 mol·m-2·s-1時，對照組的NPQ低于25%錳渣處理組，當光強大于500 mol·m-2·s-1時，其值高于25%錳渣處理組。50%錳渣處理組的NPQ變化不大，始終低于對照組和25%錳渣處理組。

3討論與結論

Fv/Fm表示光系統 II 的最大光能轉換效率，其常作為植物受到傷害程度的指標。結果表明，75%和100%錳渣處理對香根草的傷害極大，種植6天后植株已經死亡;50%錳渣處理對香根草有一定的傷害，而25%錳渣處理對香根草的傷害較小。ETR表示經過光系統 II 的相對線性電子流速率，是光合能力的重要參數，在一定程度上可指示光合作用的大小。結果顯示，在25%錳渣處理對香根草的光合能力影響有限，但50%錳渣處理則大幅度降低了香根草的光合能力。NPQ是光系統 II 吸收的能量用于耗散為熱量的比例，是植物光保護的重要機制。試驗顯示，50%錳渣處理下的香根草的光保護能力有限;而25%錳渣處理下，在低光照下，有較強的保護作用。

綜上所述，香根草無法在高于75%錳渣的環境中存活;在50%錳渣的環境中，光合系統也受到嚴重傷害;在25%錳渣的環境中光合系統受害較小，能夠長期生存。在使用香根草治理電解錳渣時，應注意其比例不能高于25%。

基金項目：湖南省大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目（香根草對礦渣重金屬治理以及植物殘渣資源化利用研究）;錳鋅釩產業技術協同創新中心研究課題。

參考文獻

[1] 楊勝香，易浪波，劉佳等.湘西花垣礦區蔬菜重金屬污染現狀及健康風險評價[J].農業環境科學學報，2012，31（01）：17-23.

[2] 徐禮煜，方長久，萬明等.香根草系統及其在中國的研究與應用[M].香港：亞太國際出版有限公司，2003：1-2.

[3] 向芬，周強，田向榮等.不同生境吉首蒲兒根葉片形態和葉綠素熒光特征的比較[J].生態學報，2014，34（02）：337-344.