瑞典能源柳引种及其对重金属镉的富集与适应研究

论文摘要

本研究以从瑞典引进的能源柳为研究对象,在天津蓟县国营苗圃和天津农学院苗圃进行大田栽培试验,对能柳2、E、C的引种适应性和大田栽培措施进行研究;同时,通过重金属镉抗性盆栽试验,对能柳1、2、E、C和旱柳的重金属镉抗性及其镉富集能力进行初步评价。主要结论如下:1.能源柳5～8月份生长较快,叶片数达到峰值,9月份以后,基茎株高生长缓慢,叶片开始脱落,生物量远大于红柳,茎干物质量约为红柳的3倍。利用层次分析法对能源柳的适应性评价结果排序为能柳E＞能柳C＞能柳2＞红柳。2.对于生物量来说,高镉浓度对能源柳E、C抑制作用较小,对旱柳、能柳1较强。5个无性系生物量的分配基本上是随着镉浓度的增加,根生物量比先上升后下降,叶生物量比先下降后上升,根冠比先上升后下降。3.低镉浓度刺激能源柳叶绿素a和总叶绿素含量的增加,而高镉浓度抑制所有无性系的叶绿素合成。其中,能柳2的叶绿素含量受镉胁迫影响相对较小。随着镉浓度的增加,4个能柳无性系的净光合速率、气孔导度日平均值总体呈先上升后下降趋势;其蒸腾速率日平均值基本呈逐渐降低的趋势;而其水分利用效率日平均值总体呈上升趋势。4.随着镉浓度的增加,5个无性系叶片的SOD、POD、CAT活性和根系活力基本呈现先升后降的趋势,其中,CAT活性变化较为平缓;关于SOD活性和根系活力,能柳1、能柳2在20 mg.kg-1时已显著下降,旱柳在40 mg.kg-1时显著下降,而能柳E、能柳C在40 mg.kg-1时才显著下降。5.随着镉浓度的增加,5个无性系根中镉含量都呈增加趋势,而其茎叶中则呈先增加后减少的趋势,但其镉富集系数均基本呈下降趋势;镉在能源柳各器官的分布均为根＞茎＞叶。相同镉浓度时,能柳E、C根茎的镉富集能力较强,能柳2叶的镉富集能力较强。6.利用隶属函数法综合分析5个无性系的镉抗性排序为能柳E＞能柳C＞旱柳＞能柳2＞能柳1。较低镉浓度(≦10 mg·kg-1)时,5个无性系均具有较强的抗性,在镉浓度高达40 mg.kg-1时,能柳C的综合评定指数仍高达0.4849。综上所述,能柳2、E、C在天津的适应性较强,可以作为能源植物和园林绿化植物大面积种植;同时,能柳E、C还表现出较强的镉抗性和镉富集能力,适宜应用于镉污染区的生态修复。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 项目背景
• 1.1.1 国家林业局"948"项目基本情况
• 1.1.2 能源柳引种中存在的问题
• 1.1.3 本研究的内容与思路
• 1.1.4 本研究在项目中的作用
• 1.2 本研究的目的与意义
• 1.2.1 大田栽培试验
• 1.2.2 能源柳镉胁迫试验
• 1.2.3 本研究的意义
• 1.3 柳属植物的生物学特性及其地理分布
• 1.4 国外能源柳研究进展
• 1.4.1 能源柳优良遗传类型的选育及新品种特点
• 1.4.2 能源柳的栽培
• 1.4.3 能源柳的利用
• 1.5 国内柳树研究现状
• 第二章 能源柳在天津的引种适应性及其与陕西比较
• 2.1 试验材料与天津试验地概况
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 原始引种地概况
• 2.1.3 引种区自然概况
• 2.1.4 试验地概况
• 2.2 能源柳在天津的适应性研究
• 2.2.1 试验方法
• 2.2.2 研究结果与分析
• 2.2.3 天津与陕西引种适应性对比分析
• 2.3 瑞典能源柳在天津的栽培措施
• 2.3.1 插穗和扦插时间
• 2.3.2 田地处理
• 2.3.3 配置密度
• 2.3.4 扦插
• 2.3.5 灌溉与保墒
• 2.3.6 苗圃地除草
• 2.3.7 平茬与抹芽
• 2.3.8 苗圃地施肥
• 2.3.9 病虫害防治
• 2.3.10 适宜推广区域
• 2.4 讨论
• 第三章 镉胁迫下能源柳的生长特征
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试验材料与胁迫处理
• 3.1.2 指标测定与数据处理
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 镉胁迫下能柳的株高生长动态
• 3.2.2 镉胁迫对能柳生物量的影响
• 3.2.3 镉胁迫对能柳生物量分配的影响
• 3.2.4 镉胁迫对能柳叶面积的影响
• 3.3 讨论
• 第四章 镉胁迫下能源柳的光合特性
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 试验材料与胁迫处理
• 4.1.2 指标测定与数据处理
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 光合色素含量和Chl a/Chl b值
• 4.2.2 光合日进程特征
• 4.3 讨论
• 第五章 能源柳对镉胁迫的生理生化响应
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 试验材料与胁迫处理
• 5.1.2 指标测定与数据处理
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 镉胁迫对能柳叶片SOD活性的影响
• 5.2.2 镉胁迫对能柳叶片POD活性的影响
• 5.2.3 镉胁迫对能柳叶片CAT活性的影响
• 5.2.4 镉胁迫对能柳根系活力的影响
• 5.2.5 镉胁迫对叶片可溶性蛋白的影响
• 5.2.6 镉胁迫对叶片谷胱甘肽的影响
• 5.3 讨论
• 第六章 能源柳的镉富集特性
• 6.1 材料与方法
• 6.1.1 试验材料与胁迫处理
• 6.1.2 指标测定与数据处理
• 6.2 结果与分析
• 6.3 讨论
• 第七章 镉抗性综合评价和主要结论
• 7.1 镉抗性综合评价
• 7.2 本研究主要结论
• 7.2.1 苗圃地引种适应性研究
• 7.2.2 镉胁迫下能源柳的生长特征
• 7.2.3 镉胁迫下能源柳的光合特性
• 7.2.4 镉胁迫下能源柳的部分生理特征
• 7.2.5 能源柳的镉富集特性
• 7.2.6 镉抗性评价结果
• 7.3 对能源柳在天津地区栽培利用的建议
• 7.4 有关问题讨论
• 参考文献
• 致谢