Cd, Pb污染对烤烟生理特性及生长发育的影响

Cd, Pb污染对烤烟生理特性及生长发育的影响

论文摘要

为了研究Cd,Pb污染对烤烟生理特性及生长发育造成的影响,探讨烤烟在Cd,Pb污染环境下的适应机制,分别于2002~2003年采用盆栽试验,2004年采用水培试验,利用植物显微制片技术、环境扫描电镜、X射线能谱仪、电感耦合等离子体、GC/MS与微机联用定性、定量分析仪等方法,较系统地研究了土壤中Cd,Pb污染对烤烟叶片、根系的生理特性、生长发育和烤后烟叶化学成分的影响,探讨了烤烟在污染环境下减少毒害的途径,同时研究了根际土壤微生物数量的变化,结果摘要如下: 1.Cd,Pb污染对烤烟叶片生长发育的影响 (1)对SOD活性、POD活性、MDA含量、GSH含量、ATPase活性和根系活力的测定结果表明:在Cd,Pb及Cd+Pb污染下,叶片中SOD的活性均呈现出低浓度、污染初期时上升,高浓度、污染时间延长下降的趋势。叶片中POD活性、MDA含量随着污染浓度的增加及生育期的进程均呈现出上升趋势;叶片中质膜透性随着污染浓度的增加均呈现上升趋势,但不同处理质膜的透性随生育期进程有变化;叶片中的GSH含量随着污染浓度的增加及生育期的进程均呈现出下降趋势;叶片中ATPase活性随着浓度增加均呈现出下降趋势。 (2)对叶绿素含量和叶绿体超微结构的观察表明:在Cd,Pb及Cd+Pb污染下叶片中叶绿素含量及叶绿素a/b值均随着污染浓度的增高而减少;Cd,Pb及Cd+Pb污染造成叶绿体类囊体片层减少、垛叠混乱、分布不均、或粘连成索状,甚至导致膜系统解体,质体小球增多。 (3)对不同生育期功能叶光合作用指标的测定表明:在测定的三个生育期中,光系统Ⅱ活性(Fv/Fo)和光系统Ⅱ最大光能转化效率(Fv/Fm)均表现为:团棵期>采收期>现蕾期。在Cd,Pb及Cd+Pb污染下,随着Cd,Pb及Cd+Pb污染浓度的增大,光系统Ⅱ活性和光系统Ⅱ最大光能转化效率均呈下降趋势;光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(qN)在三个生育时期均随着Cd,Pb及Cd+Pb污染浓度的增大而降低;在烤烟三个生育期中,团棵期叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和细胞间隙CO2浓度(Ci)高于现蕾期和采收期,随着Cd,Pb及Cd+Pb污染浓度的增加,Pn逐渐降低,Ci随Cd及Cd+Pb污染浓度的增加逐渐增大;在低浓度的Pb污染下,Ci上升,但随着Pb污染浓度的增加又逐渐下降;Gs随着Cd,Pb污染浓度的增加逐渐增大,但随着Cd+Pb污染浓度的增加而逐渐减小。 (4)对叶片显微结构的研究结果表明:Cd,Pb及Cd+Pb污染不仅造成烤烟叶片厚度、栅栏组织厚度及海绵组织厚度的减少,而且还造成栅栏组织细胞密度的减少;叶片空隙度、栅栏组织的空隙度和海绵组织空隙度均随着Cd,Pb及Cd+Pb污染浓度的增加而减少。Pb污染对叶片厚度的影响稍小于Cd和Cd+Pb污染;Cd,Pb及Cd+Pb污染只是在浓度较高时对栅栏组织的影响稍大于对海绵组织的影响。在低浓度下无明显的差异。Cd+Pb污染对栅栏组织密度的影响为:下部叶>中部叶>上部叶。三种污染处理中对栅栏组织密度的影响为Cd+Pb污染>Cd污染>Pb污染。 (5)对叶片腺毛的研究结果显示:烟叶腺毛数量在Cd,Pb及Cd+Pb污染下增加。用带有X

论文目录

  • 中文摘要
  • 1 文献综述
  • 1.1 重金属污染现状
  • 1.2 Cd的危害和Cd污染来源
  • 1.3 Pb的危害和Pb污染来源
  • 1.4 我国农田及农作物的Cd,Pb污染现状
  • 1.5 Cd,Pb污染研究进展
  • 1.5.1 Cd,Pb污染对植物抗氧化系统的影响
  • 1.5.1.1 对植物SOD活性的影响
  • 1.5.1.2 对植物POD活性的影响
  • 1.5.1.3 对植物谷胱甘肽(GSH)含量的影响
  • 1.5.2 Cd,Pb污染对植物叶绿素含量的影响
  • 1.5.3 Cd,Pb污染对叶片光合作用的影响
  • 1.5.4 Cd,Pb污染对细胞膜透性的影响
  • 1.5.5 Cd,Pb污染对植物生长发育的影响
  • 1.5.6 Cd,Pb污染的土壤微生物效应
  • 1.5.7 Cd.Pb污染对作物品质影响的研究
  • 2 引言
  • 3 材料与方法
  • 3.1 试验材料
  • 3.2 试验设计
  • 3.3 测定项目与方法
  • 3.3.1 生理指标
  • 3.3.1.1 SOD活性
  • 3.3.1.2 POD活性
  • 3.3.1.3 MDA含量
  • 3.3.1.4 还原型谷胱甘肽含量
  • 3.3.1.5 细胞质膜透性
  • 3.3.1.6 叶片ATPase活性
  • 3.3.1.7 根系活力
  • 3.3.1.8 根系ATPase活性
  • 3.3.2 光合作用指标
  • 3.3.2.1 叶绿素含量及叶绿素a/b值
  • 3.3.2.2 光合特性的测定
  • 3.3.2.3 叶绿素荧光特性
  • 3.3.3 叶片、根系的发育、结构
  • 3.3.3.1 叶片细胞结构
  • 3.3.3.2 叶绿体超微结构
  • 3.3.3.3 叶肉细胞超微结构
  • 3.3.3.4 叶片表皮腺毛密度
  • 3.3.3.5 叶片腺毛分泌物成分
  • 3.3.3.6 根的初生结构
  • 3.3.3.7 根系长度
  • 3.3.3.8 根系体积
  • 3.3.4 根际土壤微生物数量
  • 3.3.4.1 根际土壤的获取
  • 3.3.4.2 根际微生物的培养与计数
  • 3.3.5 烤后烟叶化学成分
  • 3.3.5.1 烟叶香气物质含量
  • 3.3.5.2 烤烟植株镉、铅含量的测定
  • 3.3.6 统计分析
  • 4 试验结果与分析
  • 4.1 Cd,Pb及Cd+Pb污染对烤烟叶片生理特性及生长发育的影响
  • 4.1.1 Cd,Pb及Cd+Pb污染对烤烟叶片抗氧化能力的影响
  • 4.1.1.1 对叶片SOD活性的影响
  • 4.1.1.2 对叶片POD活性的影响
  • 4.1.1.3 对叶片MDA含量的影响
  • 4.1.1.4 对叶片还原型谷胱甘肽含量的影响
  • 4.1.1.5 对叶片细胞质膜透性的影响
  • 4.1.1.6 对叶片ATPase活性的影响
  • 小结与讨论:
  • 4.1.2 Cd,Pb及Cd+Pb污染对烟草叶片光合作用的影响
  • 4.1.2.1 对叶绿素含量的影响
  • 4.1.2.2 对叶绿素a/b值的影响
  • 4.1.2.3 对PSⅡ活性(Fv/Fo)、PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)的影响
  • 4.1.2.4 对光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(qN)的影响
  • 2浓度(Ci)的影响'>4.1.2.5 对叶片净光合速率、气孔导度和细胞间隙CO2浓度(Ci)的影响
  • 小结与讨论
  • 4.1.3 Cd,Pb及Cd+Pb污染对烟草叶片生长发育的影响
  • 4.1.3.1 对烤烟叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度的影响
  • 4.1.3.2 对烤烟叶肉空隙度的影
  • 4.1.3.3 对烟叶叶绿体超微结构的影响
  • 4.1.3.4 对烤烟叶片细胞超微结构的影响
  • 4.1.3.5 对烤烟表皮腺毛密度的影响
  • 4.1.3.6 对烤烟叶表皮腺毛分泌物成分的影响
  • 小结与讨论
  • 4.2 Cd,Pb及Cd+Pb污染对烤烟根系生理特性及发育的影响
  • 4.2.1 Cd,Pb及Cd+Pb污染对烤烟根系活力的影响
  • 4.2.2 Cd,Pb及Cd+Pb污染对烤烟根系ATPase活性的影响
  • 4.2.3 Cd,Pb及Cd+Pb污染对烤烟根系长度的影响
  • 4.2.4 Cd,Pb及Cd+Pb污染对烤烟根系体积的影响
  • 4.2.5 Cd,Pb及Cd+Pb污染对烤烟根系一、二、三级侧根截面积的影响
  • 4.2.6 Cd,Pb及Cd+Pb污染对烤烟根初生结构的影响
  • 小结与讨论
  • 4.3 Cd,Pb及Cd+Pb污染对烤烟根际土壤微生物的影响
  • 4.3.1 Cd,Pb及Cd+Pb污染对根际真菌数量的影响
  • 4.3.2 Cd,Pb及Cd+Pb污染对根际细菌数量的影响
  • 4.3.3 Cd,Pb及Cd+Pb污染对根际放线菌数量的影响
  • 4.3.4 Cd,Pb及Cd+Pb污染对根际钾细菌数量的影响
  • 4.3.5 Cd,Pb及Cd+Pb污染下烟叶中钾含量与根际钾细菌数量的相关关系
  • 小结与讨论
  • 4.4 Cd,Pb及Cd+Pb污染对烤后烟叶化学成分的影响
  • 4.4.1 Cd,Pb及Cd+Pb污染下烤烟植株Cd,Pb的积累量
  • 4.4.2 Cd,Pb及Cd+Pb污染对烤后烟叶品质的影响
  • 4.4.3 Cd,Pb及Cd+Pb污染对烤后中部烟叶香气物质含量的影响
  • 小结与讨论
  • 5 结语与讨论
  • 5.1 Cd,Pb及Cd+Pb污染对叶片生理特性及生长发育的影响
  • 5.2 Cd,Pb及Cd+Pb污染对根系生理特性及生长发育的影响
  • 5.3 Cd,Pb及Cd+Pb污染对土壤微生物数量的影响
  • 5.4 Cd,Pb在烤烟植株内的积累
  • 5.5 Cd,Pb及Cd+Pb污染对烟叶品质的影响
  • 创新点
  • 博士期间发表论文
  • 参考文献
  • Abstract
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