铅胁迫对水培罗汉松幼苗生长的影响

陈进树

摘 要：为探讨铅胁迫下罗汉松对铅的生理生化响应和耐受能力，为应用人工生态浮床处理含铅废水提供依据。通过水培试验研究不同质量浓度的重金属铅（0、25、50、100、200、400mg·L-1）胁迫对罗汉松幼苗根长、叶绿素和丙二醛含量的影响。结果表明，铅浓度大于50mg·L-1时，对罗汉松幼苗根长、叶绿素和丙二醛含量均产生明显的影响。

关键词：铅;罗汉果;水培

中图分类号 S791.46文献标识码 A文章编号 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

铅是一种常见的对人体和其他生物有显著生物毒性的重金属元素[1，2]，主要来自汽车排出的含铅废气和工矿企业冶炼过程中所排出的含铅废水、废气和废渣。其在自然界中具有较高的稳定性而难以自然降解，在环境中可长期存在，通过植物吸收进入生态系统，并通过食物链的富集作用，对各种生物的生命及生理活动产生影响[3]，可能会直接损害人体的健康[4]，所以，如何去除环境中的铅元素，显得日益重要。罗汉松（Podocarpus macrophyllus）是一种常见的园艺观赏植物，具有株型美观及较强的生长适应性，比较容易水培，用于生态浮床进行植物修复，且罗汉松是木本植物，具有生物量大、根系发达的特点[5]，能更好的起到美化环境及净化水体的作用。本研究选择罗汉松进行铅胁迫水培试验，以期了解其在重金属铅胁迫下的生理反应，探讨其对铅的耐受性，探索其在人工生态浮床修复含铅水体应用的可行性，为生态浮床净化水体重金属提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料 生长良好、高30cm的罗汉松幼苗，自行研究设计的水培装置（专利号：ZL2018 2 1779769.8），Hoagland营养液，Pb（NO3）2溶液。

1.2 试验方法 选取生长良好，性状表现接近的罗汉松幼苗，经脱盆去土、清洗修剪根系、消毒（0，05%锰酸钾浸泡10min）、清水清洗，用自行研制的定植设备定植，用蒸馏水进行水培驯化，每处理设置3个重复。2天换1次水，长出水培根后再置于Hoagland营养液中继续培养，同时向营养液中添加Pb（NO3）2，试验共设6个处理，Pb2+的浓度分别为0（对照）、25、50、100、200和400mg·L-1。14d后测量罗汉松幼苗的主根长度、叶片叶绿素含量（SPAD值）和丙二醛（MDA）含量。

叶绿素含量测量参照刘涛等[6]的方法，用叶绿素测定仪测量其SPAD（叶绿素相对含量）值，为减少误差，植物叶片的对比取样点的位置前后尽量一致。叶片丙二醛含量测量采用硫代巴比妥酸法[7]，植物根长用游标卡尺测量最长根的长度。

1.3 数据分析 试验结果用SPSS 22进行单因素方差分析（DUNCAN法），用EXCEL 2016对分析结果进行作图，在图中用不同的小写字母标注差异显著（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 铅胁迫对罗汉松幼苗根长的影响 由图1可知，在25mg·L-1浓度时罗汉松幼苗根长比对照增加，但差异不显著（P>0.05）。总体趋势表现为根长随外源铅浓度的增加而变短。当铅溶液浓度超过50mg·L-1时明显抑制了罗汉松根的生长，400mg·L-1的作用最显著，此浓度下有些罗汉松的根冠已发生变黑、腐烂的现象。

2.2 铅胁迫对罗汉松幼苗叶绿素含量（SPAD）的影响 由图2可知，罗汉松幼苗叶片的叶绿素含量（SPAD）在铅浓度为25mg·L-1浓度时与对照比较（0mg·L-1）有所上升，且差异显著（P<0.05）。当铅浓度大于50mg·L-1时，其含量随着外源铅浓度的增加而减少。

2.3 铅胁迫对罗汉松幼苗丙二醛（MDA）含量的影响 由图3可知，罗汉松幼苗叶片的丙二醛（MDA）含量在铅浓度为25mg·L-1浓度时与对照（0mg·L-1）比较有所上升，但差異不显著（P>0.05）。当铅浓度大于50mg·L-1时，其含量随着外源铅溶液浓度的增加而增加。

3 结论与讨论

3.1 结论 本试验结果表明，罗汉松幼苗经14d的铅胁迫水培试验表明，当铅溶液浓度大于50mg·L-1时，会对罗汉松幼苗的生长及生理产生明显的抑制作用。

3.2 讨论

3.2.1 铅胁迫对罗汉松根长的影响 以往的大量研究表明铅对植物的生长具有明显的抑制作用，甚至在低浓度下就显示出毒害作用[8-10]。根是植物吸收营养物质的主要器官，根的生长状况能体现植物是否适应环境。其中，根的长度是体现根生长状况的重要参考。从实验结果分析，铅对罗汉松根的长度具有明显的抑制作用，这表明，在较低浓度的铅下，罗汉松可生长，这对其吸收水体中的铅是个重要的依据，植物只有在生长良好的状况下，才具有净化水体的作用，所以，当水体的铅浓度超过50mg·L-1，时，已经明显抑制了罗汉松的根生长，长期处于此浓度下的罗汉松，生长明显受到抑制，当水体的铅浓度大于此浓度时不适合用罗汉松进行水质净化处理，可筛选别的植物或先用物理或化学方法降低水中的铅离子浓度。

3.2.2 铅胁迫对罗汉松叶绿素含量的影响 铅对植物的危害表现在叶绿素含量降低，植物呼吸及光合作用受阻，光合作用受阻是植物受铅毒害时的一个很普遍的症状[11]。所以植物体内叶绿素含量的变化，反映了植物光合作用的强弱，也体现了植物受胁迫状况的一个表现。从实验结果分析，不同浓度的铅溶液对罗汉松叶片的叶绿素含量（SPAD）具有明显的影响作用，当植物的叶绿素含量（SPAD）含量下降，表明植物的光合作用已经开始受影响，植物已经受害，因此，水体中的铅浓度大于25mg·L-1时，罗汉松幼苗的生长开始受到抑制。

3.2.3 铅胁迫对罗汉松丙二醛含量的影响 丙二醛（MDA）是膜脂过氧化的产物，其含量是反映植物质膜受破坏程度的重要标志[12]。铅和其他重金属都是脂质过氧化的诱变剂。实验结果表明，当水体中的铅浓度较低时，MDA的含量变化不明显，随着铅浓度的升高，MDA含量相应升高，并且差异显著，这表明当水体铅浓度超过50mg·L-1时，罗汉松膜质过氧化程度开始加强，受害程度也随铅液浓度的升高而加重。

參考文献

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（责编：王慧晴）