鉛脅迫對水培羅漢松幼苗生長的影響

陳進樹

摘 要：為探討鉛脅迫下羅漢松對鉛的生理生化響應和耐受能力，為應用人工生態浮床處理含鉛廢水提供依據。通過水培試驗研究不同質量濃度的重金屬鉛（0、25、50、100、200、400mg·L-1）脅迫對羅漢松幼苗根長、葉綠素和丙二醛含量的影響。結果表明，鉛濃度大于50mg·L-1時，對羅漢松幼苗根長、葉綠素和丙二醛含量均產生明顯的影響。

關鍵詞：鉛;羅漢果;水培

中圖分類號 S791.46文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2020）20-0019-02

Impacts of Lead Stress on Growth of Hydroponic Podocarpus macrophyllus Seedlings

CHEN Jinshu

（Department of Gardening， Zhangzhou City College， Zhangzhou 363000， China）

Abstract：Through the hydroponic experiment， the root length，Chlorophyll， and malondialdehyde content of Podocarpus macrophyllus seedlings after treated with different concentrations of lead（Pb）solution（0， 25， 50， 100， 200， 400mg·L-1）was studied. The results showed that the root length， chlorophyll and MDA contents of Podocarpus macrophyllus seedlings were significantly affected when the lead concentration was higher than 50mg·L-1.

Key words：Lead; Podocarpus macrophyllus; Hydroponic

鉛是一種常見的對人體和其他生物有顯著生物毒性的重金屬元素[1，2]，主要來自汽車排出的含鉛廢氣和工礦企業冶煉過程中所排出的含鉛廢水、廢氣和廢渣。其在自然界中具有較高的穩定性而難以自然降解，在環境中可長期存在，通過植物吸收進入生態系統，并通過食物鏈的富集作用，對各種生物的生命及生理活動產生影響[3]，可能會直接損害人體的健康[4]，所以，如何去除環境中的鉛元素，顯得日益重要。羅漢松（Podocarpus macrophyllus）是一種常見的園藝觀賞植物，具有株型美觀及較強的生長適應性，比較容易水培，用于生態浮床進行植物修復，且羅漢松是木本植物，具有生物量大、根系發達的特點[5]，能更好的起到美化環境及凈化水體的作用。本研究選擇羅漢松進行鉛脅迫水培試驗，以期了解其在重金屬鉛脅迫下的生理反應，探討其對鉛的耐受性，探索其在人工生態浮床修復含鉛水體應用的可行性，為生態浮床凈化水體重金屬提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 生長良好、高30cm的羅漢松幼苗，自行研究設計的水培裝置（專利號：ZL2018 2 1779769.8），Hoagland營養液，Pb（NO3）2溶液。

1.2 試驗方法 選取生長良好，性狀表現接近的羅漢松幼苗，經脫盆去土、清洗修剪根系、消毒（0，05%錳酸鉀浸泡10min）、清水清洗，用自行研制的定植設備定植，用蒸餾水進行水培馴化，每處理設置3個重復。2天換1次水，長出水培根后再置于Hoagland營養液中繼續培養，同時向營養液中添加Pb（NO3）2，試驗共設6個處理，Pb2+的濃度分別為0（對照）、25、50、100、200和400mg·L-1。14d后測量羅漢松幼苗的主根長度、葉片葉綠素含量（SPAD值）和丙二醛（MDA）含量。

葉綠素含量測量參照劉濤等[6]的方法，用葉綠素測定儀測量其SPAD（葉綠素相對含量）值，為減少誤差，植物葉片的對比取樣點的位置前后盡量一致。葉片丙二醛含量測量采用硫代巴比妥酸法[7]，植物根長用游標卡尺測量最長根的長度。

1.3 數據分析 試驗結果用SPSS 22進行單因素方差分析（DUNCAN法），用EXCEL 2016對分析結果進行作圖，在圖中用不同的小寫字母標注差異顯著（P<0.05）。

2 結果與分析

2.1 鉛脅迫對羅漢松幼苗根長的影響 由圖1可知，在25mg·L-1濃度時羅漢松幼苗根長比對照增加，但差異不顯著（P>0.05）。總體趨勢表現為根長隨外源鉛濃度的增加而變短。當鉛溶液濃度超過50mg·L-1時明顯抑制了羅漢松根的生長，400mg·L-1的作用最顯著，此濃度下有些羅漢松的根冠已發生變黑、腐爛的現象。

2.2 鉛脅迫對羅漢松幼苗葉綠素含量（SPAD）的影響 由圖2可知，羅漢松幼苗葉片的葉綠素含量（SPAD）在鉛濃度為25mg·L-1濃度時與對照比較（0mg·L-1）有所上升，且差異顯著（P<0.05）。當鉛濃度大于50mg·L-1時，其含量隨著外源鉛濃度的增加而減少。

2.3 鉛脅迫對羅漢松幼苗丙二醛（MDA）含量的影響 由圖3可知，羅漢松幼苗葉片的丙二醛（MDA）含量在鉛濃度為25mg·L-1濃度時與對照（0mg·L-1）比較有所上升，但差異不顯著（P>0.05）。當鉛濃度大于50mg·L-1時，其含量隨著外源鉛溶液濃度的增加而增加。

3 結論與討論

3.1 結論 本試驗結果表明，羅漢松幼苗經14d的鉛脅迫水培試驗表明，當鉛溶液濃度大于50mg·L-1時，會對羅漢松幼苗的生長及生理產生明顯的抑制作用。

3.2 討論

3.2.1 鉛脅迫對羅漢松根長的影響 以往的大量研究表明鉛對植物的生長具有明顯的抑制作用，甚至在低濃度下就顯示出毒害作用[8-10]。根是植物吸收營養物質的主要器官，根的生長狀況能體現植物是否適應環境。其中，根的長度是體現根生長狀況的重要參考。從實驗結果分析，鉛對羅漢松根的長度具有明顯的抑制作用，這表明，在較低濃度的鉛下，羅漢松可生長，這對其吸收水體中的鉛是個重要的依據，植物只有在生長良好的狀況下，才具有凈化水體的作用，所以，當水體的鉛濃度超過50mg·L-1，時，已經明顯抑制了羅漢松的根生長，長期處于此濃度下的羅漢松，生長明顯受到抑制，當水體的鉛濃度大于此濃度時不適合用羅漢松進行水質凈化處理，可篩選別的植物或先用物理或化學方法降低水中的鉛離子濃度。

3.2.2 鉛脅迫對羅漢松葉綠素含量的影響 鉛對植物的危害表現在葉綠素含量降低，植物呼吸及光合作用受阻，光合作用受阻是植物受鉛毒害時的一個很普遍的癥狀[11]。所以植物體內葉綠素含量的變化，反映了植物光合作用的強弱，也體現了植物受脅迫狀況的一個表現。從實驗結果分析，不同濃度的鉛溶液對羅漢松葉片的葉綠素含量（SPAD）具有明顯的影響作用，當植物的葉綠素含量（SPAD）含量下降，表明植物的光合作用已經開始受影響，植物已經受害，因此，水體中的鉛濃度大于25mg·L-1時，羅漢松幼苗的生長開始受到抑制。

3.2.3 鉛脅迫對羅漢松丙二醛含量的影響 丙二醛（MDA）是膜脂過氧化的產物，其含量是反映植物質膜受破壞程度的重要標志[12]。鉛和其他重金屬都是脂質過氧化的誘變劑。實驗結果表明，當水體中的鉛濃度較低時，MDA的含量變化不明顯，隨著鉛濃度的升高，MDA含量相應升高，并且差異顯著，這表明當水體鉛濃度超過50mg·L-1時，羅漢松膜質過氧化程度開始加強，受害程度也隨鉛液濃度的升高而加重。

參考文獻

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（責編：王慧晴）