砷、镉对茶树生长的影响及其在茶树体内的吸收积累特性研究

论文摘要

本论文以福鼎大白茶等为材料,通过水培和土壤盆栽试验,研究了不同浓度的砷、镉处理对茶树生长的影响及其在茶树体内的分布积累规律。结果表明:（1）砷对茶树生长的影响:在浓度为1～9 mg·L-1砷胁迫下,水培茶树不仅新梢的萌发和生长受到严重抑制,而且出现明显的表观伤害症状,根据砷毒理图谱可进行茶树砷污染诊断。不同品种耐砷能力有一定差异,福鼎大白茶＞名山213＞名山131。砷胁迫浓度≥2.0 mg·L-1时,对水培茶树光合作用表现出较明显的抑制效应。而在土壤中添加外源砷5～50 mg·kg-1,盆栽茶树未出现表观伤害症状,但对茶树生物量指标（株高、主干和一级侧枝粗度、秋梢叶片数、长度和叶面积等）和光合作用指标（净光合速率、蒸腾速率及气孔导度等）均有一定影响。低浓度(≤25 mg·kg-1)的砷对茶树生长和光合作用有促进作用,但高浓度(40、50 mg·kg-1)的砷对茎、枝、梢生长和光合作用均有明显的抑制效应。土壤添加不同浓度的外源砷后,盆栽茶树体内SOD、CAT、POD活性以及可溶性蛋白含量随外源砷浓度的增加均出现先升后降的趋势,并且在15～20 mg·kg-1砷处理时各项指标达到峰值。（2）茶树对砷的吸收积累特性:水培和土壤盆栽试验结果均表明,茶树各器官中的砷含量随砷处理浓度的增加总体呈大幅升高趋势,并且各器官的砷含量与营养液/土壤中的砷处理浓度呈显著正相关。茶树植株中砷的分布呈现出作物中重金属元素分布的共性,即自下而上递减的规律:细根＞粗根＞主茎＞嫩茎＞叶片＞新梢。当茶树受砷污染时,细根对阻止水培液/土壤砷向新梢转移起到明显的缓冲及屏障作用。在本试验条件下,当土壤添加外源砷25 mg·kg-1,土壤中的砷含量为34.6 mg·kg-1时,茶树一芽二叶新梢中砷含量已高于NY 659-2003中规定的标准限量(≤2 mg·kg-1),而按GB15618-1995中规定,土壤砷含量限量标准为40 mg·kg-1干土,因此,现有的土壤砷含量限量标准是否科学合理,有待后续研究。（3）镉对茶树生长的影响:水培茶树对镉胁迫的耐性较砷胁迫强,在镉胁迫浓度≥4mg·L-1,水培80d后,下部叶片才出现毒害症状,名山131的耐镉能力强于名山213和福鼎。当镉胁迫浓度≤3 mg·L-1时,水培茶树新梢的生长量、叶绿素含量以及光合指标（净光合速率、蒸腾速率及气孔导度等）均超过对照,表明对新梢生长和光合作用有一定的刺激效应。但镉胁迫浓度为4、5 mg·L-1则出现抑制效应。而在土壤添加外源镉0.05～0.8 mg·kg-1时,对盆栽茶树的生长量指标（主干粗度、一级侧枝粗度、株高、秋梢长度等）、叶绿素含量和光合指标则无显著影响,且多数指标超过对照,表明土壤添加外源镉0.05～0.8 mg·kg-1时对盆栽茶树的生长和光合作用均有一定的刺激效应。盆栽茶树的SOD、CAT、POD活性和可溶性蛋白总量的总体趋势是随外源镉浓度的增加而升高,但增幅不同。（4）茶树对镉的吸收积累特性:水培和盆栽茶树各器官的镉积累量均随镉处理浓度的增加而呈升高趋势,并且与镉处理浓度呈显著正相关。水培试验结果表明,镉在茶树体内由高到低的分布次序为:细根＞粗根＞主茎＞新梢（一芽二叶）＞嫩茎＞叶片;而新梢不同叶位镉含量顺序则为:第一叶＞第二叶＞第三叶＞第四叶。表明在高浓度(1～5 mg·L-1)的镉胁迫下,水培茶树地上部的镉极易迁移到新梢中,新梢中的镉又有明显向上富集的趋势。不同品种的茶树对镉的吸收、积累和迁移能力有一定差异,福鼎＞名山131＞名山213。盆栽试验结果则表明,各部位的镉积累量顺序表现为:细根＞粗根＞主茎＞嫩茎＞叶片＞新梢。在本试验条件下,当土壤添加外源镉0.3～0.8mg·kg-1,土壤中的镉含量为0.483～0.983 mg·kg-1时,新梢（一芽二叶）中镉含量均低于NY 659-2003中规定的Cd≤1 mg·kg-1的标准限量,而按GB15618-1995中规定,土壤镉含量限量标准为0.3 mg·kg-1干土,因此,现有的土壤镉含量限量标准是否科学合理,也有待后续研究。

论文目录

• 摘要
• Abstracts
• 第一章 立题背景及研究意义
• 1.1 引言
• 1.2 研究概述
• 1.2.1 砷、镉对人体的危害
• 1.2.2 砷、镉对植物生长的影响的研究进展
• 1.2.3 茶叶中砷、镉污染的研究进展
• 1.3 立题背景及主要研究内容
• 第二章 砷胁迫对水培茶树生长的影响及其在茶树体内的吸收积累
• 2.1 引言
• 2.2 试验部分
• 2.2.1 试验材料
• 2.2.2 试验方法
• 2.2.3 测定内容与方法
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 茶树的砷中毒症状
• 2.3.2 砷对茶树春梢生长的影响
• 2.3.3 砷对茶树叶绿素含量的影响
• 2.3.4 砷对茶树光合作用的影响
• 2.3.5 砷在茶树体内的分布、积累规律
• 2.4 结论与讨论
• 2.4.1 茶树的砷毒害症状及对春梢生育的影响
• 2.4.2 砷对茶树叶绿素含量和光合作用的影响
• 2.4.3 砷在茶树体内的分布积累规律
• 第三章 盆栽茶树对重金属砷的吸收积累特性
• 3.1 引言
• 3.2 试验部分
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 试验方法
• 3.2.3 测定内容与方法
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 砷对茶树春梢生长的影响
• 3.3.2 砷对茶树生长量的影响
• 3.3.3 砷对茶树保护酶类活性的影响
• 3.3.4 砷对茶树光合作用的影响
• 3.3.5 砷在茶树体内的分布、积累规律
• 3.4 结论与讨论
• 3.4.1 砷对茶树春梢生长和生长量的影响
• 3.4.2 砷对茶树保护酶类活性的影响
• 3.4.3 砷对茶树光合作用的影响
• 3.4.4 砷在茶树体内的分布、积累规律
• 第四章镉胁迫对水培茶树生长的影响及其在茶树体内的吸收积累
• 4.1 引言
• 4.2 试验部分
• 4.2.1 试验材料与培养
• 4.2.2 试验方法
• 4.2.3 测定内容与方法
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 茶树的镉中毒症状
• 4.3.2 镉对茶树春梢生长的影响
• 4.3.3 镉对茶树叶绿素含量的影响
• 4.3.4 镉对茶树光合作用的影响
• 4.3.5 镉在茶树体内的分布、积累规律
• 4.4 结论与讨论
• 4.4.1 茶树的镉毒害症状及对春梢生育的影响
• 4.4.2 镉对茶树叶绿素含量和光合作用的影响
• 4.4.3 镉在茶树体内的分布积累规律
• 4.4.4 不同品种镉的吸收累积量的比较
• 第五章 盆栽茶树对重金属镉的吸收积累特性
• 5.1 引言
• 5.2 试验部分
• 5.2.1 试验材料与培养
• 5.2.2 试验方法
• 5.2.3 测定内容与方法
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 镉对茶树春梢生长的影响
• 5.3.2 镉对茶树生长量的影响
• 5.3.3 镉对茶树保护酶类活性的影响
• 5.3.4 镉对茶树光合作用的影响
• 5.3.5 镉在茶树体内的分布、积累规律
• 5.4 结论与讨论
• 5.4.1 镉对茶树春梢生长和生长量的影响
• 5.4.2 镉对茶树保护酶类活性的影响
• 5.4.3 镉对茶树光合作用的影响
• 5.4.4 镉在茶树体内的分布、积累规律
• 后续研究工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录