江西財經(jīng)大學(xué)藝術(shù)學(xué)院 白院生 葛海香 劉森

水體鉛污染對狐尾藻的生長指標(biāo)和葉綠素的影響

江西財經(jīng)大學(xué)藝術(shù)學(xué)院 白院生 葛海香 劉森

以小二仙草科狐尾藻（Myriophyllum verticillatum）為實驗材料，研究不同濃度鉛（Pb)尾礦液脅迫對狐尾藻幼苗生長及生理的影響。結(jié)果表明，狐尾藻幼苗各項生長指標(biāo)以及葉綠素a、b質(zhì)量分?jǐn)?shù)與Pb液處理濃度成反比，在純Pb尾礦液處理下，葉綠素a、b質(zhì)量分?jǐn)?shù)較對照分別降了94%、95%，其中類胡蘿卜素質(zhì)量分?jǐn)?shù)無明顯變化；在1/2濃度Pb尾礦液中，地下和地上部分干質(zhì)量與對照相比較差異顯著(P＜0.05)。實驗數(shù)據(jù)表明，狐尾藻對Pb脅迫有一定的抗性，可以用于被Pb污染環(huán)境的修復(fù)。

狐尾藻；Pb；耐性；生理反應(yīng)；修復(fù)

重金屬Pb是重要的水污染因素之一。同時，Pb污染物很難治理，它們在水中有較高的穩(wěn)定性和難降解性，最終會通過各種途徑影響人的健康乃至生命。因此，水體Pb污染受到人們的普遍關(guān)注。而植物修復(fù)作為一項新興的綠色污染治理技術(shù),具有投資成本低、維護成本低、操作簡便和兼具美化環(huán)境、為社會大眾所接受等優(yōu)點。但目前已發(fā)現(xiàn)的可被利用的鉛富集植物數(shù)量極少，且國內(nèi)外尚未有投入生產(chǎn)應(yīng)用的實際案例。

沉水植物狐尾藻具有很高的觀賞和研究價值，由于其具有多分枝且根莖發(fā)達的特性，因而適應(yīng)性較強，分布范圍十分廣泛，本文通過對狐尾藻去除水體中的重金屬效果進行研究，提供一個可供參考的植物選擇指標(biāo)。

1 材料和方法

1.1 材料

實驗所需的狐尾藻幼苗來自于南昌市艾溪湖森林濕地公園，Pb尾礦液取自江西省德興鉛尾礦壩。

1.2 實驗方法

實驗前將實驗所需的幼苗用自來水清洗干凈，并選用大小基本勻稱的幼苗6～8株作為試驗用材分植于1L的各個的容器中，并用直徑2～3mm的鐵絲做一圓環(huán)用于固定幼苗枝干，分別加入1L的25%濃度的Hoagland營養(yǎng)液培養(yǎng)10天左右，共分為5個處理，其中，對照(CK)為HN，其余的處理為鉛液和營養(yǎng)液按一定比例的混合，每個處理3次重復(fù)，從處理后，每天可根據(jù)植物的蒸騰情況加入等量的蒸餾水。處理28天后取樣，將實驗苗取出后用自來水和蒸餾水清洗干凈，并把葉片上殘留的水分用干凈的毛巾或紙張吸干，并放入冰箱的保鮮層以備測定其生長和生理等指標(biāo)。

表1 Pb尾礦滲出液脅迫對狐尾藻植物生長指標(biāo)的影響

1.3 測定方法

用直尺法測量幼苗的地上和地下兩部分的長度，且每個處理選3株測量。在105℃下殺青2h后，65℃下烘干至恒定質(zhì)量，再分別測定其干質(zhì)量。在測定狐尾藻葉片中葉綠素含量時，采用丙酮提取法[1]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理

應(yīng)用Excel和SPSS進行實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 Pb尾礦液對狐尾藻植物生物量的影響

2.1.1 Pb尾礦液脅迫對狐尾藻植物葉長和根長的影響

由表1可知，狐尾藻在不同濃度的Pb尾礦滲出液處理下，其地上和地下各部分與對照相比都有不同程度的下降。當(dāng)在100%Pb尾礦液下，株高和根長分別比對照下降了82%和76%；在1/4～3/4Pb處理下，地上部干質(zhì)量較對照差異顯著（P＜0.05），分別增加了4.1%，16.3%，11.3%。這說明狐尾藻在一定濃度范圍的Pb尾礦下具有較強的耐性；而在純Pb尾礦液處理下，地上和地下部干質(zhì)量分別比對照下降了99.6%和70%；但隨著Pb尾礦液濃度的升高，耐性指數(shù)出現(xiàn)先下降后趨于穩(wěn)定的趨勢，特別在1/2Pb尾液處理下,下降得尤為顯著（P＜0.05），是對照的76%。這說明在50%Pb尾礦處理下，植株受到影響最大，可能達到了植物自身耐性閥值。

2.2 Pb尾礦液脅迫對狐尾藻植物生理指標(biāo)的影響

2.2.1 Pb尾礦液脅迫對狐尾藻植物葉綠素含量的影響

由圖2可知，在1/4Pb脅迫條件下,葉綠素a(Chla)和類胡蘿卜素 (Car)的含量較對照分別提高了4.5%和 3.6%，而葉綠素b(Chlb)較于對照下降了93%，差異顯著(P＜0.05)。但狐尾藻葉片中Chla、Chlb含量大體呈逐漸下降的趨勢，在純Pb尾礦滲出液處理中，Chla、Chlb的光合色素質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比對照下降了94%、70%，Car含量變化不明顯。

表2 Pb尾礦滲出液脅迫對狐尾藻植物光合色素的影響

3 小結(jié)

Pb是造成環(huán)境重金屬污染的重要原素之一，其含量的多少會影響植物的正常生長和代謝，嚴(yán)重時會致植物死亡。并且已有的研究結(jié)果證實了這一點［2,3］。干質(zhì)量含量高低是反映植物生長狀況所受脅迫程度的重要指標(biāo)。此次研究表明：狐尾藻地下和地上部分的各項生長指標(biāo)以及地上部分和地下部分的干質(zhì)量與對照處理相比都有一定程度的降低，且與Pb質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高成反比。這說明在不同濃度的Pb脅迫下，幼苗的生長受到的傷害程度不同。

植物的光合作用是其生長重要的物質(zhì)來源，而葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)高低恰恰又決定植物光合作用能力的強弱[4]。在本次試驗中，不同濃度Pb尾礦液處理下,狐尾藻的Chla、Chlb的光合色素質(zhì)量分?jǐn)?shù)與對照相比呈下降趨勢，這表明狐尾藻體內(nèi)葉綠體結(jié)構(gòu)在受到重金屬Pb的脅迫下是無法逆轉(zhuǎn)的。其中，Pb濃度大小對Car含量的影響不明顯，這可能和植物生長速度有直接關(guān)系。最終結(jié)果表明，狐尾藻可被用于Pb污染的水體修復(fù)。

[1]李合生.植物生理生化試驗原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社,2000.

[2]高文謙,陳玉福.鉛污染土壤修復(fù)技術(shù)研究進展及發(fā)展趨勢[J].有色金屬,2011,63(1)：131－136.

[3]付佳佳,韓玉林,李亞亞等.Pb、Cd單一及復(fù)合脅迫對花菖蒲幼苗生長及部分生理指標(biāo)的影響[J].植物資源與環(huán)境學(xué)報,2010.19(3)：23－27.

[4]秦天才,阮捷,王臘嬌.鎘對植物光合作用的影響[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2000.(1)：33－44．