刺槐和紫穗槐对干旱和铅双重胁迫的光合和水分代谢响应研究

论文摘要

研究在不同水分条件下铅胁迫对刺槐（Robinia pseudoacacia）和紫穗槐（Amorpha fruticosa）光合特性、叶水势、叶片相对水分亏缺和细胞膜透性的影响,旨在揭示土壤水分、铅以及二者共同作用对刺槐和紫穗槐光合和水分代谢的影响规律。以苗龄1年长势一致的刺槐和紫穗槐幼苗为供试材料,采用盆栽控水试验,测定不同水分条件下（土壤相对含水量分别为田间持水量的40%,60%,80%,100%）、不同铅胁迫（土壤中铅含量分别为0,300,500,1 000,2 000,3 000 mg/kg）处理对刺槐和紫穗槐苗木光合特性、叶水势、叶片相对水分亏缺和细胞膜透性的变化,来探讨两树种对旱区铅污染的适应性,为植物修复研究提供依据。主要研究结论如下:1.刺槐和紫穗槐叶绿素含量随干旱胁迫的加重呈上升的趋势。刺槐和紫穗槐叶绿素含量随铅胁迫的加剧呈先下降后上升再下降的趋势,轻度铅胁迫（土壤铅含量为300和500 mg/kg）使刺槐和紫穗槐叶绿素含量降低,重度铅胁迫（土壤铅含量为1 000,2 000和3 000 mg/kg）使刺槐和紫穗槐叶绿素含量有所增加。2.土壤相对含水量为40%时刺槐和紫穗槐净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度及蒸腾速率显著降低,而土壤相对含水量为60%和80%时对其有提高的作用。当土壤水分条件不变的情况下,土壤铅含量为300,500和3 000 mg/kg处理下刺槐和紫穗槐净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度及蒸腾速率显著降低。土壤铅含量为2 000 mg/kg处理显著高于其他铅处理。刺槐和紫穗槐净光合速率随土壤铅含量的变化趋势与其叶绿素含量随土壤铅含量的变化趋势基本一致。3.水分利用效率是净光合速率与蒸腾速率间的比值,因此水分利用效率的变化和净光合速率及蒸腾速率密切相关。当土壤铅处理条件相同时,土壤重度水分胁迫（土壤相对含水量为40%和60%）时刺槐和紫穗槐的水分利用效率明显高于土壤轻度水分胁迫（土壤相对含水量为80%）和充分供水的水分利用效率。而一定的铅胁迫（土壤铅含量为300,1 000和3 000 mg/kg）降低了刺槐和紫穗槐的水分利用效率。4.刺槐和紫穗槐的叶水势与水分胁迫的程度显著相关,当土壤相对含水量在40%时刺槐和紫穗槐叶水势最低,刺槐叶水势在土壤相对含水量为60%时最大,而紫穗槐叶水势在土壤相对含水量为80%时最大。刺槐和紫穗槐都能通过维持极低的水势来适应干旱环境,但从结果看刺槐的适应性要比紫穗槐强。刺槐的叶水势与铅含量无明显的相关性,土壤相对含水量为40%时刺槐叶水势随铅含量的增加呈先降低后升高的趋势。紫穗槐的叶水势受土壤铅胁迫影响显著,当土壤相对含水量为40%时,紫穗槐叶水势随土壤铅含量的增加呈先上升后降低的趋势。土壤相对含水量为60%,80%和100%时,紫穗槐叶水势随土壤铅含量的增加整体上呈上升的趋势。5.水分胁迫对刺槐和紫穗槐叶片相对水分亏缺有明显的影响,重度水分胁迫时（土壤相对含水量为40%）刺槐和紫穗槐叶片相对水分亏缺大,轻度水分胁迫时（土壤相对含水量为80%）刺槐和紫穗槐叶片相对水分亏缺小,水分亏缺愈较轻,而铅胁迫对刺槐和紫穗槐叶片相对水分亏缺无明显影响。通过结果比较得出,同一水分胁迫下,刺槐的叶片相对水分亏缺小于紫穗槐的叶片相对水分亏缺,这说明刺槐的保水能力比紫穗槐的保水能力大。6.在不同铅含量下,刺槐细胞膜透性最大值基本上都出现在土壤相对含水量为100%时,最小值出现在80%时。而紫穗槐细胞膜透性最大值基本上都出现在土壤相对含水量为40%时,最小值出现在100%时。在各水分条件下,刺槐和紫穗槐细胞膜透性随着铅含量的增加均呈先降低后升高再降低的趋势。7.同一土壤铅处理条件下,刺槐叶水势随着生长时间的延长呈先降低后上升的趋势,第三生长阶段刺槐叶水势明显大于第一生长阶段和第二生长阶段的叶水势。紫穗槐和刺槐叶水势的变化相反。刺槐和紫穗槐叶片相对水分亏缺随生长时间的延长在各铅处理间变化不一致。刺槐和紫穗槐细胞膜透性随着生长时间的延长呈先上升后降低的趋势,第一生长阶段刺槐细胞膜透性明显小于第二生长阶段和第三生长阶段的细胞膜透性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 立题背景
• 1.2 研究目的及意义
• 1.3 国内外研究进展
• 1.3.1 植物抗旱生理的研究进展
• 1.3.2 植物对铅污染的抗性研究
• 1.3.3 逆境条件下植物光合速率的研究进展
• 1.3.4 细胞膜透性的研究进展
• 1.3.5 逆境条件下植物水分代谢的研究进展
• 第二章 研究内容与方法
• 2.1 研究内容
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 旱棚地概况
• 2.2.2 试验材料
• 2.2.3 试验设计
• 2.2.4 试验布设
• 2.3 测定指标
• 2.3.1 叶绿素含量及光合特性的测定
• 2.3.2 叶水势及叶片相对水分亏缺的测定
• 2.3.3 细胞膜透性的测定
• 2.4 数据处理与分析方法
• 第三章 干旱、铅双胁迫对刺槐和紫穗槐光合特性的影响
• 3.1 不同水分条件下铅胁迫对刺槐和紫穗槐叶绿素的影响
• 3.1.1 不同水分条件下铅胁迫对刺槐和紫穗槐叶绿素a 的影响
• 3.1.2 不同水分条件下铅胁迫对刺槐和紫穗槐叶绿素b 和叶绿素总量的影响
• 3.2 不同水分条件下铅胁迫对刺槐和紫穗槐光合特性的影响
• 3.2.1 不同水分条件下铅胁迫对刺槐和紫穗槐净光合速率的影响
• 3.2.2 不同水分条件下铅胁迫对刺槐和紫穗槐气孔导度的影响
• 2 浓度的影响'>3.2.3 不同水分条件下铅胁迫对刺槐和紫穗槐胞间CO₂浓度的影响
• 3.2.4 不同水分条件下铅胁迫对刺槐和紫穗槐蒸腾速率的影响
• 3.2.5 不同水分条件下铅胁迫对刺槐和紫穗槐水分利用效率的影响
• 3.3 结论与讨论
• 第四章 干旱、铅双胁迫对刺槐和紫穗槐水分代谢的影响
• 4.1 不同水分条件下铅胁迫对刺槐和紫穗槐水分代谢的影响
• 4.1.1 不同水分条件下铅胁迫对刺槐和紫穗槐叶水势的影响
• 4.1.2 不同生长时期铅胁迫对刺槐和紫穗槐叶水势的影响
• 4.1.3 不同水分条件下铅胁迫对刺槐和紫穗槐叶片相对水分亏缺的影响
• 4.1.4 不同生长时期铅胁迫对刺槐和紫穗槐叶片相对水分亏缺的影响
• 4.2 结论与讨论
• 第五章 干旱条件下叶片细胞膜透性与土壤铅浓度相关性研究
• 5.1 不同水分条件下铅胁迫对刺槐和紫穗槐电导率的影响
• 5.1.1 不同水分条件下铅胁迫对刺槐和紫穗槐电导率的影响
• 5.1.2 不同生长时期铅胁迫对刺槐和紫穗槐电导率的影响
• 5.2 结论与讨论
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介