论文部分内容阅读
重金属污染修复已成为环境治理的难点问题之一,多年生豆科植物紫花苜蓿(Medicago sativa)具有生物量大、栽培利用年限长以及再生性强等优势,在土壤重金属修复中具一定优势,其种子萌发和幼苗生长对重金属污染的耐受性是修复利用的重要前提。本文选用紫花苜蓿品种阿尔冈金作为研究材料,采用培养皿滤纸水培法,探究CdCl2、ZnSO4和Cd/Zn复合胁迫条件下对紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响,主要结果如下:1、在不同浓度CdCl2(0、5、10、20、40、80和160mg/L)处理条件下,当CdCl2浓度为5 mg/L时,其发芽势、发芽率分别为94.40 ±0.98%、96.00±1.26%,与对照组差异均不显著;当10≤CdCl2≤40mg/L时,CdCl2对紫花苜蓿种子发芽势、发芽率的抑制效应不断增强,当CdCl2浓度为40 mg/L时,发芽势、发芽率较对照组分别降低了 13.82%、8.94%(p<0.05);当80≤CdCl2≤160mg/L,发芽势、发芽率较对照组显著降低,尤其当CdCl2浓度为160 mg/L时,发芽势、发芽率降到最低(64.80±3.44%、64.80±3.44%)。当 CdCl2浓度为 5 mg/L 时,其活力指数和发芽指数分别为650.33 ±25.10和20.05±0.30,与对照组差异均不显著;当10≤CdCl2≤40mg/L,其活力指数和发芽指数随着CdCl2浓度的不断升高而不断降低,当CdCl2浓度为40 mg/L时,活力指数、发芽指数分别为186.48±11.04、17.30±0.56;当 80≤CdCl2≤160mg/L,活力指数、发芽指数较对照组均显著降低,尤其当CdCl2浓度为160 mg/L时,种子活力指数降到最低(54.41 ±2.94),种子发芽指数较对照组降低了 45.02%(p<0.05)。随着CdCl2处理浓度的升高,幼苗根长、芽长、根鲜重和芽鲜重呈下降趋势,不同浓度与时间处理的交互作用对根长度、芽长度和根鲜重的增加均产生极显著的负效应(p<0.001)。在相同CdCl2浓度条件下,对幼苗根生长的抑制程度大于幼苗芽。2、在不同浓度ZnSO4(0、30、60、120、240和480 mg/L)处理条件下,当ZnSO4浓度为30 mg/L几时,其发芽势、发芽率分别为93.60±0.98%、95.20±1.50%,与对照组差异均不显著;当60≤ZnS04≤240mg/L时,ZnSO4对紫花苜蓿种子发芽势、发芽率的抑制效应不断增强,当ZnSO4浓度为240 mg/L时,发芽势、发芽率较对照组分别降低了 32.23%、29.51%(p<0.05);而当ZnSO4浓度为480mg/L时,发芽势、发芽率降到最低(52.00±1.26%、52.80±0.80%)。当ZnSO4浓度为30 mg/L时,种子活力指数和发芽指数分别为697.55±71.44和17.71±0.54,与对照组差异均不显著;当60≤ZnSO4≤240 mg/L时,其活力指数和发芽指数随着ZnSO4浓度的不断升高而不断降低,当ZnSO4浓度为240 mg/L时,种子活力指数、发芽指数较对照组分别降低了 72.23%、33.88%(p<0.05);当ZnSO4浓度为480mg/L时,其种子活力指数、发芽指数降到最低(102.77±4.06、9.77±0.21)。随着ZnSO4处理浓度的升高,幼苗根长、芽长、根鲜重和芽鲜重均呈下降趋势,不同浓度与时间处理的交互作用对幼苗根长度、芽长度、根鲜重和芽鲜重的增加产生极显著的负效应(p<0.001)。3、不同浓度Cd/Zn复合处理对紫花苜蓿种子萌发的影响发现,当CdCl2浓度为40mg/L时,随着ZnSO4浓度的逐渐升高(60≤ZnSO4≤240 mg/L),其发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数均与对照组差异不显著,表明ZnSO4的加入可减轻CdCl2对紫花苜蓿种子的胁迫效应;而当CdCl2浓度为80mg/L、ZnSO4浓度为480mg/L时,紫花苜蓿种子发芽势、发芽率较对照组分别降低了 57.72%、57.61%(p<0.05),其种子活力指数、发芽指数降到最低(24.54±1.23、6.25±0.16)。不同浓度Cd/Zn复合处理对紫花苜蓿幼苗生长的影响,研究发现不同浓度复合与时间处理分别对幼苗根长度、芽长度、根鲜重和芽鲜重的增加均产生极显著的负效应(p<0.001);同时,不同浓度复合与时间处理的交互作用对幼苗根长、芽长、根鲜重和芽鲜重的增加均产生极显著的负效应(p<0.001)。综上所述,本文系统性揭示了紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长过程中对重金属CdCl2、ZnSO4以及Cd/Zn复合胁迫的耐受性,为将紫花苜蓿作为植物修复材料做了初步的探索。不同浓度CdCl2、ZnSO4以及Cd/Zn复合处理对植物种子萌发及幼苗生长均呈现低浓度下的刺激效应和高浓度下的抑制效应,且对幼苗根生长的抑制程度大于幼苗芽的生长。在重金属Cd/Zn复合胁迫处理条件下,当CdCl2浓度为40 mg/L时,随着ZnSO4的加入,即60≤ZnSO4≤240 mg/L时可减轻CdCl2对紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长过程中的胁迫效应。