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《扬州大学》 2008年
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重金属镉、铅胁迫对茭白生长发育的影响

黄凯丰  
【摘要】: 茭白(Zizania latifolia Turcz.)作为中国原产的特色水生蔬菜,以前主要在我国长江流域及其以南地区种植。20世纪80年代以来,随着我国种植业结构的调整和蔬菜流通体制的改革,各地纷纷引种茭白,目前茭白产品已在全国大部分地区种植并消费,成为消费量最大的22种蔬菜之一。部分加工产品已出口到日韩、北美、欧盟和澳洲等多个国家和地区。镉(Cd)、铅(Pb)是重要的污染物质,随着工业的快速发展及三废的大量排放,水体中重金属Cd~(2+)、Pb~(2+)的含量越来越高,而水生蔬菜栽培需要大量的灌溉用水,且大都在主要水系周边区域种植,因此受随水系扩散的重金属污染的可能性要高于其他种类的农作物。本文以江苏省特色水生蔬菜茭白的代表性品种蒋墅茭(单季茭)和葑红早(双季茭)为试验材料,研究了Cd~(2+)、Pb~(2+)在不同栽培介质处理下,以及Cd~(2+)、Pb~(2+)的单一、复合胁迫在不同肥料处理下对茭白生长发育的影响,同时测定了茭白各器官中Cd~(2+)、Pb~(2+)的积累量。期望为重金属胁迫对茭白伤害机理的研究提供一些科学依据,同时也为水生蔬菜的安全生产提供部分理论依据。取得如下结果: 1、低浓度Cd~(2+)、Pb~(2+)胁迫能促进两茭白品种株高、叶面积的增加,但随处理浓度的进一步增加而显著下降;茭白的分蘖数则随Cd~(2+)、Pb~(2+)处理浓度的增加而呈持续下降的变化趋势。不同栽培介质处理间以苇末基质栽培下茭白的株高、叶面积、分蘖数同比高于土壤栽培。品种间以葑红早的株高、叶面积同比高于蒋墅茭,而分蘖数则低于蒋墅茭。 2、不同栽培介质处理时,低浓度Cd~(2+)、Pb~(2+)胁迫均能促进两茭白品种的可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、叶绿素含量和净光合速率总体的增加,但随Cd~(2+)、Pb~(2+)处理浓度的进一步增加而显著下降;根系活力则随Cd~(2+)、Pb~(2+)处理浓度的增加而呈持续下降的变化趋势;细胞膜透性随Cd~(2+)、Pb~(2+)处理浓度的增加而持续上升;不同栽培介质处理间以苇末基质栽培下茭白的可溶性蛋白含量、叶绿素含量、净光合速率等指标同比高于土壤栽培,而脯氨酸含量、根系活力、细胞膜透性则低于土壤栽培。不同肥料处理间相比则以有机肥处理下茭白植株受Cd~(2+)、Pb~(2+)胁迫伤害的程度小于无机肥处理。单一、复合胁迫处理间以复合胁迫处理时茭白受Cd~(2+)、Pb~(2+)的胁迫伤害大于单一胁迫。Cd~(2+)、Pb~(2+)胁迫能显著降低茭白的产量。品种间各指标存在差异。 3、低浓度Cd~(2+)、Pb~(2+)胁迫能促进两茭白品种倒三片功能叶中保护酶活性的增加,但均随Cd~(2+)、Pb~(2+)胁迫浓度的进一步增加而下降;苇末基质栽培和有机肥处理时,茭白叶片中的保护酶活性分别高于土壤栽培和无机肥处理。复合胁迫处理时,茭白叶片保护酶活性下降的幅度显著大于单一胁迫处理。品种间以葑红早叶片中保护酶的活性高于蒋墅茭,说明葑红早对Cd~(2+)、Pb~(2+)胁迫的忍耐性要强于蒋墅茭。 4、Cd~(2+)、Pb~(2+)胁迫能显著降低两茭白品种叶片中DNA提取的量以及DNA增色效应的程度。单一、复合胁迫处理间则以复合胁迫处理下茭白叶片中DNA提取的量显著低于单一胁迫处理,而复合胁迫处理下茭白叶片DNA的增色效应下降的幅度显著大于单一胁迫处理。不同肥料处理间则以无机肥处理下茭白叶片DNA提取的量显著低于有机肥处理;而无机肥处理下叶片DNA增色效应下降的幅度显著大于有机肥处理。品种间以蒋墅茭同比高于葑红早。 5、Cd~(2+)、Pb~(2+)的单一以及复合胁迫均能促进两茭白品种根系和叶片中NPT、GSH、PCs含量的显著增加,Cd~(2+)胁迫时其增加的幅度大于Pb~(2+)胁迫处理,复合胁迫处理时两茭白品种根系和叶片中NPT、GSH、PCs的含量均高于单一胁迫。无机肥处理时,其含量显著高于有机肥处理。根系中NPT、GSH、PCs的含量显著高于叶片。品种间以蒋墅茭同比高于葑红早。 6、Cd~(2+)、Pb~(2+)在茭白各亚细胞组分中的分布表现为:细胞壁可溶性部分细胞器,细胞壁原生质体。有机肥处理时,茭白各亚细胞组分中Cd~(2+)、Pb~(2+)的积累量明显低于无机肥处理。复合胁迫处理时,茭白叶、根亚细胞组分中Cd~(2+)、Pb~(2+)的积累量同比均高于单一胁迫。品种间存在差异。 7、随Cd~(2+)、Pb~(2+)胁迫处理时间的增加,其在茭白各营养器官中积累量呈显著增加的变化趋势;Cd~(2+)、Pb~(2+)在茭白不同营养器官间的积累量表现为:根短缩茎叶产品器官;双季茭白品种葑红早在第2年采收的夏茭产品器官中Cd~(2+)、Pb~(2+)的残留量均显著高于当年的秋茭。苇末基质栽培和有机肥处理时茭白各器官中的残留量分别显著低于土壤栽培和无机肥处理。品种间以蒋墅茭对Pb~(2+)的积累能力强于葑红早,而对Cd~(2+)的积累能力则低于葑红早。 8、随硫处理浓度的增加,茭白植株受Cd~(2+)胁迫伤害的程度呈逐渐下降的变化趋势。当硫处理浓度达2 mmol·L~(-1)时茭白的产量达最大,其后随硫处理浓度的增加而持续下降,但均高于不施硫的处理;非蛋白巯基、植物络合素则在12 mmol·L~(-1)的硫处理时达最大,而6 mmol·L~(-1)处理时达最小;随硫处理浓度的增加,两茭白品种根中Cd~(2+)的积累量呈明显下降的变化趋势,而短缩茎、叶、肉质茎中Cd~(2+)的积累量则有所增加。有机肥处理能降低Cd~(2+)对茭白的胁迫伤害,且能降低其在茭白各器官中的积累。品种间存在差异。
【学位授予单位】:扬州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:S645.2

【引证文献】
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【共引文献】
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5 李善祥;;我国腐植酸及其产品的分析与标准化实施中的若干问题[A];第五届全国绿色环保肥料新技术、新产品交流会论文集[C];2005年
6 孔光辉;王伟;李天福;;不同肥料对烤烟中部成熟烟叶腺毛及其分泌物影响[A];中国作物学会2006年学术年会论文集[C];2006年
7 陈进勇;刘洋;程炜;;北京地区郁金香的生长发育研究[A];中国植物园(第十二期)[C];2009年
8 张智;王炜勇;刘建新;;根茎秋海棠水培营养液配方及其根系适应性的研究[A];2009中国球根花卉年会交流论文集[C];2009年
9 魏泽辉;贾存灵;王艳艳;张博;苏利红;罗明利;;鸡早期胚胎发育不同时期注射雌激素对性别及胚胎发育的影响[A];中国动物遗传育种研究进展——第十五次全国动物遗传育种学术讨论会论文集[C];2009年
10 黄进军;柳大烈;单磊;王晋煌;;咬肌去神经对下颌骨发育影响的实验研究[A];美丽人生 和谐世界——中华医学会第七次全国医学美学与美容学术年会、中华医学会医学美学与美容学分会20周年庆典暨第三届两岸四地美容医学学术论坛论文汇编[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 王卫英;磐安万亩茭白今年减产减收[N];金华日报;2009年
2 隆旺夫;秋季茭白如何贮藏运输[N];湖北科技报;2005年
3 龙武生;茭白变野可以预防[N];湖南科技报;2001年
4 记者 雷蕾 叶秀华;景宁茭白叶茎重新“上岗”身价倍增[N];丽水日报;2009年
5 卫文;景宁茭白叶茎重新利用身价倍增[N];中国特产报;2009年
6 诸葛子房;水生佳蔬茭白[N];中国商报;2000年
7 记者 文捷 通讯员 余华 再新 海娟;曲霞村建成茭白基地[N];泰州日报;2009年
8 罗茜 王慧庆;黄岩农民茭白田里走出致富路[N];中国工商报;2010年
9 豆豆;茭白选留种注意事项有哪些[N];农民日报;2004年
10 浙江省永嘉县岩头镇七房巷二号 金学芳;防止茭白“变野”[N];四川科技报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄凯丰;重金属镉、铅胁迫对茭白生长发育的影响[D];扬州大学;2008年
2 杨锦忠;镉铬铅复合污染胁迫对小麦玉米影响研究及其互作分类方法探讨[D];山东农业大学;2001年
3 Alieu Mohamed Bah(艾留);香蒲耐铬、镉、铅胁迫特异蛋白及生理机制的研究[D];浙江大学;2011年
4 陈军胜;华北平原免耕冬小麦田土壤水热特征及其对冬小麦生长发育影响研究[D];中国农业大学;2005年
5 赫荣琳;TrATG5基因对里氏木霉生长发育的影响[D];浙江大学;2009年
6 侯加林;温室番茄生长发育模拟模型的研究[D];中国农业大学;2005年
7 江解增;茭白养分积累与分配的品种间差异及其机理[D];扬州大学;2004年
8 徐学华;北方地区7种主要绿化树种对铅镉胁迫的生理生态响应[D];河北农业大学;2010年
9 丁艳菲;水稻镉胁迫应答相关microRNA的分离与功能研究[D];浙江大学;2012年
10 卢红芳;高温、干旱及其复合胁迫对小麦籽粒谷蛋白大聚合体、淀粉粒度分布和品质性状的影响[D];河南农业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨凯;重金属镉铅对茭白生长发育的影响及吸收分配的差异[D];扬州大学;2006年
2 刘孟刚;镉、铅胁迫下银条生理特性及其品质的研究[D];河南科技学院;2010年
3 张宏杰;铜、铅胁迫对红花生长发育及GSH表达的影响[D];河南师范大学;2013年
4 孙刚;镉、铅胁迫对千屈菜种子萌发、幼苗生长及生理生化的影响[D];吉林农业大学;2013年
5 李庆;镉胁迫下铈对玉米生理特性影响研究[D];四川农业大学;2013年
6 郎侠;饲粮中锌添加水平对伊莎父母代种公鸡生长发育和生殖机能的影响[D];甘肃农业大学;2003年
7 许育彬;不同施肥条件下干旱对甘薯生长发育及生理的影响[D];西北农林科技大学;2004年
8 张海鹏;转基因抗虫棉生理特性及其与产量关系的研究[D];安徽农业大学;2005年
9 黄敏毅;镉对中国林蛙(Rana Chensinensis)和黑斑蛙(Rana Nigromaculata)幼体生长发育的影响[D];陕西师范大学;2005年
10 李荣华;铜和铝对新几内亚凤仙生长发育及花色的影响[D];河北农业大学;2005年
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