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Cr、As、Cd、Pb复合污染对茶树叶片生理特性的研究

梁琪惠  
【摘要】: 本研究以名山白毫和平阳特早2个茶树品种为研究对象,采用正交实验法进行盆栽实验,土施不同浓度的Cr(NO3)3·9H2O、As2O3、Cd(NO3)2·4H2O、Pb(CH3COO)2·3H2O,系统地探讨了Cr、As、Cd、Pb复合污染对茶树生理特性的影响。结果表明: (1) Cr、As、Cd、Pb复合污染对茶树春梢生长量的影响 复合污染对2个茶树品种的春梢一芽二叶的长度和重量均产生了明显的影响。比较春梢长度,2个品种除处理1、处理2和处理4的春梢长度高于对照外,其余处理均低于对照。就春梢重量而言,除处理1高于对照外,其余处理均低于对照。由此表明,2个品种的茶树春梢生长均受到了复合污染的抑制,对名山白毫的抑制程度强于平阳特早,随着污染时间的延长,茶树受害程度加重。 (2) Cr、As、Cd、Pb复合污染对茶树光合生理的影响 本实验中,供试品种叶片叶绿素a、b含量以及叶绿素总量均显著低于对照。极差分析可看出,复合污染对名山白毫叶片叶绿素a、b含量及叶绿素总量的影响趋势相同,均随Cr、As、Cd、Pb浓度的增加而降低,且Cr、As对三个指标的影响最大;而对于平阳特早,Cr对叶绿素a和叶绿素总量的影响为先升高后降低,在100mg/kg的浓度条件下出现最大值,表明土壤添加浓度50、100mg/kg的外源Cr对叶绿素a和叶绿素总量有一定刺激效应,而As、Cd、Pb对二者影响为持续下降。2个供试品种的叶绿素的合成总体受到了一定程度的抑制,且名山白毫受抑制的程度强于平阳特早。 与对照相比,2个供试品种叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)均有所降低,表明复合污染下,2个供试品种的光合作用也受到了抑制。极差分析表明,Cr对2个品种叶片的Ci、Gs、Tr影响最为明显,而As对平阳特早的Pn的影响最大,Pb对名山白毫Pn的影响最大。方差分析表明,土壤添加Cr和As对平阳特早叶片的Pn、Gs、Ci、Tr的影响均极显著,说明平阳特早叶片对Cr和As污染最敏感。土壤添加Cr对名山白毫叶片的Ci、Pn、Gs、Tr影响均极显著;名山白毫对Cr污染最敏感,而对As污染的影响相对较弱。 (3) Cr、As、Cd、Pb复合污染对茶树抗性生理的影响 复合污染下,2个供试品种的SOD、POD、CAT活性,脯氨酸,丙二醛,相对电导率含量均呈增加趋势,且各处理均显著高于对照。3种酶活性的增加表明,在本实验浓度范围内,茶树对Cr、As、Cd、Pb复合污染具有一定的耐受性;而脯氨酸、丙二醛等抗逆性指标的增加,说明复合污染下的茶树抗氧化酶活性的增加并不能避免细胞膜脂过氧化作用的发生,复合污染已对茶树叶片产生了毒害效应。 极差分析表明,Cr对平阳特早的SOD、POD、CAT活性,脯氨酸,相对电导率含量影响最大,As对丙二醛含量影响最大;就名山白毫而言,Cr对以上六个指标的影响均最大。方差分析则表明,土壤添加外源Cr对2个茶树品种的以上六个指标的影响均极显著。 多元回归分析表明,Cr、As、Cd、Pb4种元素对平阳特早的SOD、POD、CAT活性、脯氨酸、丙二醛含量、相对电导率表现为协同作用,其酶活性和脯氨酸、丙二醛合成主要受Cr、As的影响。而对于名山白毫,4种元素对SOD、POD活性、脯氨酸、丙二醛含量、相对电导率表现为协同作用,Cr、As、Pb 3种元素对CAT活性表现为协同作用,Cd对其表现为拮抗作用,另外,名山白毫酶活性的合成主要受Cr的影响,脯氨酸、丙二醛含量、相对电导率的合成主要受Cr和As的影响。 Cr、As、Pb、Cd添加的浓度顺序为PbCrAsCd。Pb的处理浓度最高,但对茶树的生理特性影响相对最小;As的浓度较低,却是影响生理特性的关键性因子;Cd的浓度远高于土壤环境质量标准中的土壤临界值,但对茶树生理特性的影响相对较小。这些结果表明,Cr、As、Pb、Cd对茶树的影响除了受到添加该元素的影响外,还受到共存元素的影响,其影响较为复杂,取决于元素的浓度组合,在某一点上共存元素的拮抗或协同作用最强。因此,复合污染对茶树生理特性的影响是一种综合效应。 不同品种由于遗传特性的差异,对复合污染的生理响应有共性,也有差异。本实验结果表明,平阳特早对复合污染的耐受性强于名山白毫。


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