前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的大花萱草在Cd污染土壤的修復，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

Cd污染不僅會導致土壤正常的功能失調、質量下降，而且會對植物體產生毒害，引起代謝紊亂、抑制生長發育(Moyaetal．，1992)。目前國內外有關Cd對植物影響方面的研究多集中在對糧食、蔬菜、果樹等的影響(程旺大等，2005;楊金鳳等，2009)，關于Cd對園林植物的影響研究較少。植物修復方面的研究集中于超富集植物的發現和篩選(牛之欣等，2010)，但是已經發現的超富集植物一般生物量小、生長緩慢、Cd遷移總量相對不高且園林觀賞價值一般，難以在城市地區大量應用。城市工業和交通的迅速發展使越來越多的Cd沉降到土壤中大量積累，成為城市土壤污染的重要方面(盧瑛等，2004;李章平等，2006)。因此，園林植物很多情況下可能會受到土壤中積累Cd的影響，生長發育不正常，觀賞價值降低。萱草(Hemerocallisspp.)為我國的傳統名花，是優良的地被綠化及庭院觀賞植物，素有“中國母親花”之稱(沈鵬，2010)。大花萱草(Hemerocallisful-va)為百合科萱草屬的多年生宿根草本花卉，是在萱草的基礎上經過處理的多倍體矮生品種，其形態優美，花色艷麗，適應性強，管理粗放，是當前城市節約型綠化的重要地被植物材料，適合各種形式的園林應用(黎海利和董麗，2009)。隨著生態節約型綠化理念的推廣，宿根花卉在園林綠化中應用將越來越廣泛。目前對大花萱草的研究主要集中在分類育種(黎海利，2008)、繁育(Adelbergetal．，2005;蘭麗婷等，2011)等方面，關于cd脅迫方面的研究鮮有報道。本試驗以大花萱草“金娃娃”為材料，通過盆栽培養探討了大花萱草對土壤不同濃度Cd的耐性和積累規律，闡明生理指標的變化與大花萱草受Cd影響的相關性，為大花萱草在城市中特別是在Cd污染地區的園林應用和生態恢復提供參考，并探索大花萱草在Cd污染土壤修復中應用的可行性。   1材料與方法   1.1供試材料   供試大花萱草由泰安恒源大地景觀工程有限公司提供。供試土壤取自泰安周邊地區，褐土，pH值7.0，有機質10.5g•kg－1，全氮0.65g•kg－1，速效鉀0.032g•kg－1，速效磷0.032g•kg－1，Cd0.0083mg•kg－1。Cd添加形式為CdCl2•2.5H2O，分析純。   1.2試驗設計   室外盆栽試驗于2010年7月—2011年7月在山東農業大學試驗基地進行。試驗以不施用Cd處理作為對照，Cd所設濃度梯度為:0.5、1、5、10和20mg•kg－1(以Cd2+計)，每個處理3次重復。供試土壤風干后過1cm篩，拌入5%質量草炭作基肥，充分混合后裝入下口直徑16.5cm、上口直徑21cm、高22cm的盆中，每盆裝土5.5kg。按預先設置的濃度于每盆中添加CdCl2•2.5H2O，噴施清水平衡一周后從苗床上小心移取長勢大小均一致的大花萱草幼苗，用蒸餾水洗凈根系泥土，去除地上部分后每盆一株移植于盆中，進行正常養護管理，控制土壤含水量為其田間持水量的70%左右。   1.3測定方法   2010年7月18日移栽后每隔10d用尺子直接量取每株大花萱草的株高，直至所有處理的植株株高不再隨時間增長，株高為大花萱草最頂端到地面的垂直高度;試驗期間觀測每個處理大花萱草的花期和綠期長短，以花序完全舒展開為開花期、花序枯黃為落花期，以葉片完全枯黃為枯黃期、春季長出新葉為返青期。2010年8月24日測定每個處理大花萱草倒3片功能葉葉面積(采用美國LI-COR公司產LI-3000A型便攜式葉面積測定儀測定)，取大花萱草成熟葉片用烘干稱重法測定含水量，含水量(WC)按照下式計算:WC=(FW－DW)/FW×100%(Kimetal．，2005)，式中，FW為葉片鮮重，DW為葉片干重。2010年9月2日在天晴、無風的條件下使用CB1102型光合蒸騰儀不離體測定每株大花萱草同一部位成熟葉片的凈光合速率和蒸騰速率，8:00—18:00每隔2h測定一次，每個樣葉測定3次。2010年9月7日取每個處理大花萱草倒3片功能葉測定生理指標，生理指標的測定參照鄒琦(2000)的方法:細胞膜透性使用電導法測量;葉綠素含量使用丙酮提取，721型分光光度計測定;游離脯氨酸含量使用磺基水楊酸提取法測定;可溶性糖含量使用蒽酮比色法測定。取大花萱草根系用TTC法測定根系活力(鄒琦，2000)。   2011年7月28日試驗結束后將每盆大花萱草分為地上、地下(根系)兩組收獲，用蒸餾水沖洗干凈，測定分蘗數后瀝去水分，105℃殺青30min。之后在70℃下烘干至衡重，地上部分和地下部分分別測定生物量。磨碎，過60目篩，測定Cd含量并計算富集系數、轉運系數、積累量。Cd含量采用火焰原子分光光度法測定(章家恩，2007)。富集系數(accumulatorfactor)=植物地上或地下部分Cd積累濃度/土壤中Cd濃度(Chamberlain，1983)轉運系數(translocationfactor)=地上部分的Cd積累濃度/根中的Cd積累濃度(Bakeretal．，1994)積累量(accumulation)=植物地上或地下部分Cd積累濃度×植物地上或地下部分生物量   1.4數據分析   所有測定均設置3次重復，使用MicrosoftExcel軟件計算重復測定結果的平均值;用SAS數據分析軟件進行標準差運算和差異顯著性檢驗(α=0.05)。   2結果與分析   2.1Cd對大花萱草生長的影響   Cd濃度為0.5和1mg•kg－1時，隨著脅迫時間的延長大花萱草株高相近，但50d時的株高高于對照(圖1)。Cd濃度為5mg•kg－1時，大花萱草20d內株高與對照相近，20～40d株高增長慢于對照，40～50d株高增長快于對照，50d株高與對照相近;Cd濃度大于5mg•kg－1時，不同處理間隨著Cd濃度的增大，大花萱草50d時的株高逐漸降低，Cd濃度為20mg•kg－1時，不同生長天數的大花萱草株高均明顯低于其他處理。Cd對大花萱草生長狀況的影響呈現明顯的濃度效應:Cd濃度為0.5mg•kg－1時刺激大花萱草的生長;大于5mg•kg－1時明顯抑制大花萱草生長(表1)。Cd濃度為0.5mg•kg－1時大花萱草葉面積高于對照但差異不顯著，大于1mg•kg－1時顯著低于對照且不同處理間差異不顯著。Cd濃度為0.5mg•kg－1時大花萱草分蘗數顯著高于對照，Cd濃度大于1mg•kg－1時隨著Cd濃度的升高，大花萱草分蘗數呈先迅速下降后略有升高再下降的趨勢。Cd濃度小于1mg•kg－1時大花萱草生物量與對照相近，大于1mg•kg－1時隨著Cd濃度的增大生物量先迅速下降后略有升高再下降，Cd濃度大于5mg•kg－1時不同處理間差異不顯著。Cd濃度小于5mg•kg－1時延長大花萱草的綠期和花期，Cd濃度為0.5mg•kg－1時綠期最長，Cd濃度為5mg•kg－1時花期最長，分別較對照延長11和4.3d。#p#分頁標題#e#   2.2Cd對大花萱凈光合速率和蒸騰速率的影響   Cd對大花萱草18:00的瞬時凈光合速率影響不大，但降低了大花萱草8:00—18:00間的凈光合速率(圖2)。Cd濃度為0.5mg•kg－1時凈光合速率隨時間的變化與對照相近，但16:00時的最大凈光合速率低于對照;Cd濃度大于1mg•kg－1時，大花萱草全天的凈光合速率均低于對照，隨著Cd濃度的增大凈光合速率降低。Cd對大花萱草18:00的瞬時蒸騰速率影響不大，但降低了大花萱草8:00—18:00之間的蒸騰速率。隨著Cd濃度的增大大花萱草蒸騰速率降低。Cd濃度小于1mg•kg－1時，大花萱草12:00前的蒸騰速率變化曲線與對照相近，12:00—16:00的蒸騰速率低于對照。Cd濃度大于10mg•kg－1時，大花萱草的蒸騰速率變化曲線相近但低于其他處理。   2.3Cd對大花萱草生理指標的影響   Cd處理下大花萱草葉片葉綠素含量和根系活力均低于對照，葉綠素a/b高于對照但差異不顯著，葉片細胞膜透性大于對照(表2)。不同濃度Cd處理間隨著濃度的增大，大花萱草葉綠素a/b緩慢升高、葉綠素含量先緩慢下降后迅速下降、根系活力變化規律不明顯，葉片細胞膜透性呈逐漸增大的趨勢，Cd濃度為20mg•kg－1時大花萱草葉片細胞膜透性最大，為對照的140.5%。Cd處理下大花萱草葉片游離脯氨酸含量明顯高于對照，含水量與對照差異不顯著，Cd濃度較低時可溶性糖含量高于對照，濃度較高時低于對照。隨著Cd濃度的增大，游離脯氨酸和可溶性糖含量先升高后降低，Cd濃度為5mg•kg－1時游離脯氨酸含量最高，為對照的177.6%;Cd濃度為10mg•kg－1時可溶性糖含量最高，為對照的264.4%。Cd濃度為5mg•kg－1時含水量略高于對照，其他處理含水量低于對照;Cd濃度為20mg•kg－1時可溶性糖含量略低于對照，其他處理可溶性糖含量均高于對照。   2.4大花萱草對Cd的積累規律   大花萱草地上部分和根系的Cd積累濃度和積累量隨著Cd濃度的增大逐漸升高，Cd濃度相同時根系積累濃度和積累量高于地上部分(表3)。Cd濃度為20mg•kg－1時大花萱草體內Cd積累量最大，為1.489mg•株－1。大花萱草對Cd的富集系數根系和地上部分均大于1.0，隨著Cd濃度的增大，大花萱草根系和地上部分對Cd的富集系數均逐漸降低，轉運系數逐漸降低。   3討論   Cd作為一種重金屬污染物，易被植物吸收，進而對植物體產生毒害作用(王云等，2008)。本試驗Cd濃度大于5mg•kg－1時抑制大花萱草生長，隨著Cd濃度的增大抑制逐漸加劇。Cd濃度小于1mg•kg－1時大花萱草的株高和生物量與對照相近，可見大花萱草對低濃度Cd有較強的耐性。植物不同部位對Cd脅迫的敏感性不同，Cd濃度為20mg•kg－1時大花萱草地上部分生物量為對照的41.2%，地下生物量為對照的45.4%，可見高濃度Cd對大花萱草地上部分生長的抑制較根系強。Cd濃度小于5mg•kg－1時延長了大花萱草的花期，原因可能是Cd使大花萱草激素調節紊亂，提前進入生殖生長階段(黃運湘等，2006);逆境脅迫保護性物質的積累和Cd脅迫下細胞活性的降低增強了大花萱草的抗寒性，導致Cd濃度小于5mg•kg－1時大花萱草綠期延長。   本試驗Cd脅迫下大花萱草凈光合速率和蒸騰速率均下降，隨著Cd濃度的增大，對光合和蒸騰的抑制逐漸加劇，與李汝佳和李雪梅(2007)對小麥幼苗的研究結果一致。原因是Cd脅迫下大花萱草葉片失水使保衛細胞膨壓降低(蔡海霞等，2011)，引起氣孔關閉。凈光合速率的降低導致吸碳、釋氧量降低，蒸騰速率的降低導致降溫、增濕的生態效益降低。凈光合速率的降低也是大花萱草生物量降低的原因之一。   Cd進入植物體后會參與植物的一系列生理生化反應，引起植物體代謝紊亂。葉綠素含量的變化，既可反映植物葉片光合作用的強弱，也可用以表征植物組織、器官的衰老狀況(Huff，1982)，本試驗Cd脅迫下大花萱草葉綠素含量下降的主要原因是葉綠體片層中捕光Chla/b-Pro復合體合成受到抑制，同時Cd可能與葉綠素合成相關酶(原葉綠素脂還原酶、δ-氨基乙酰丙酸合成酶和膽色素原脫氨酶)的肽鏈中富含SH的部分結合，抑制了酶活性從而阻礙葉綠素的合成(Stobartetal．，1985)。根系活力直接決定了植物的營養吸收，本試驗Cd與琥珀酸脫氫酶結合降低了根系呼吸作用(Bernal＆Grath，1994)，導致大花萱草根系活力降低，與劉建新(2005)對玉米的研究結果一致。細胞膜可以為植物體的生理生化反應提供穩定的內環境，本試驗Cd破壞了大花萱草內環境的穩定性，原因是Cd脅迫下植物體內活性氧大量積累(李慧等，2010)，導致膜脂過氧化和脫脂化作用從而破壞細胞膜結構。本試驗逆境保護性物質的積累是大花萱草對低濃度Cd耐性較強的原因。游離脯氨酸和可溶性糖都是植物體內重要的逆境保護性物質，游離脯氨酸可以減小膜脂過氧化程度(Smimoff，1993);可溶性糖是一種滲透調節物質，可以提高細胞內溶質濃度，以減少植物細胞失水(Chen，1990)。本試驗Cd脅迫下細胞膜透性增大導致細胞失水使大花萱草葉片含水量降低;同時逆境脅迫物質的積累也會導致大花萱草葉片含水量降低。   Cd累積能力的大小是修復物種選擇的一個重要指標。本試驗Cd濃度為20mg•kg－1時大花萱草地上部分對Cd的積累濃度最大，為36.42mg•kg－1，但未達到超富集植物的標準(Baker＆Brooks，1989)。隨著Cd濃度的增大，大花萱草對Cd的富集系數逐漸降低，原因可能是大花萱草根系活力降低，抑制對Cd的吸收。大花萱草體內Cd分布格局為根＞地上部分，將有害離子積累于根部是植物阻止其對光合作用及新陳代謝毒害的一種策略(Zurayketal．，2001)。隨著Cd濃度的增大，大花萱草對Cd的轉運系數逐漸降低，Cd在植物體內的運輸是借ATPases(adenosinetriphosphateenzyme，ATP酶)等的主動運輸方式，隨著Cd濃度的增大，ATPases活性降低抑制了Cd由根系向地上部分的轉移(燕傲蕾等，2010)。   由以上分析可知，Cd脅迫會抑制大花萱草的生長、光合作用和蒸騰作用，破壞內環境的穩定性;大花萱草對低濃度Cd有較強的耐性，甚至低濃度Cd可以增強大花萱草的抗寒性，延長大花萱草的花期。大花萱草對Cd的積累能力表現為地下部大于地上部分，隨著Cd濃度的增大大花萱草對Cd的富集系數和轉運系數逐漸降低。大花萱草適用于Cd濃度小于1mg•kg－1污染土壤的栽培或生態修復。#p#分頁標題#e#