董春蘭，徐迎春，①，陳亞華，程家高

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué):a.園藝學(xué)院，b.生命科學(xué)學(xué)院，江蘇南京210095;2.安徽銅陵高科技農(nóng)業(yè)示范園，安徽銅陵244131)

牡丹(Paeonia suffruticosa Andr.)具有很高的觀賞價(jià)值和深厚的文化內(nèi)涵，深受?chē)?guó)人喜愛(ài)，在國(guó)際上也享有盛譽(yù)。牡丹育苗一般采用嫁接法，近年來(lái)在牡丹種苗產(chǎn)區(qū)廣泛用鳳丹(Paeonia suffruticosa‘Feng Dan’)根作為牡丹嫁接的砧木，采用鳳丹實(shí)生苗作砧木，比芍藥(Paeonia lactiflora Pall.)砧木育砧期短;與牡丹自砧苗和以芍藥為砧木嫁接的牡丹苗相比，以鳳丹為砧木嫁接的牡丹苗成活率高、抗逆性強(qiáng)、苗木質(zhì)量高［1-2］。據(jù)報(bào)道:鳳丹可耐受一定濃度的 Cu脅迫［3］，并在安徽鳳凰山銅尾礦區(qū)生長(zhǎng)良好［4］;鳳丹對(duì)600 mg·kg-1以下的Cu脅迫具有較強(qiáng)耐性，對(duì)于900 mg·kg-1Cu脅迫也具有一定的耐性［5］;并且，鳳丹對(duì)Cu污染土壤的修復(fù)效果明顯［6］。

有研究者認(rèn)為:嫁接可以緩解Cu脅迫對(duì)黃瓜(Cucumis sativus Linn.)的毒害作用［7-9］。據(jù)此推測(cè)，將牡丹嫁接在鳳丹砧木上，也有可能提高牡丹的耐Cu能力。為此，作者采用以鳳丹為砧木的牡丹品種‘肉芙蓉’(‘Roufurong’)5年生嫁接苗為實(shí)驗(yàn)材料，研究了不同質(zhì)量濃度土壤Cu脅迫對(duì)其生長(zhǎng)和生理指標(biāo)的影響，并分析了其根、莖和葉中的 P、K、Ca、Mg、Cu、Fe、Mn和Zn含量以及Cu富集和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，以期揭示牡丹嫁接苗的耐Cu性及其耐性機(jī)制，并探明牡丹修復(fù)Cu污染土壤的潛力。

1 材料和方法

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院觀賞植物生理生態(tài)研究室的塑料大棚內(nèi)進(jìn)行。以鳳丹實(shí)生苗為砧木嫁接牡丹品種‘肉芙蓉’，選用植株大小及長(zhǎng)勢(shì)均較一致的5年生嫁接苗為實(shí)驗(yàn)材料。

1.2 方法

1.2.1 土壤Cu脅迫處理 于2009年10月15日進(jìn)行盆栽實(shí)驗(yàn)。盆栽土為采集于原南京農(nóng)業(yè)大學(xué)芳華園藝中心的表層壤土與黃沙按體積比2∶1拌勻的混合土壤。土壤中，有機(jī)質(zhì)含量21.34 g·kg-1、全氮含量0.75 g·kg-1、速效 P 含量 11.67 mg·kg-1、速效 K 含量115.73 mg·kg-1、有效態(tài)Mg含量 64.39 mg·kg-1、有 效 態(tài) Ca 含 量1 218.06 mg·kg-1、有效態(tài)Fe含量9.77 mg·kg-1、有效態(tài) Mn含量128.64 mg·kg-1、有效態(tài) Zn 含量18.65 mg·kg-1以及 Cu 含量 12.8 mg·kg-1，土壤 pH 6.62。

將混合土壤裝入內(nèi)徑39.0 cm、高度36.5 cm的栽培盆內(nèi)，每盆24 kg，按實(shí)驗(yàn)設(shè)定的Cu處理濃度將土壤與銅鹽(用硫酸銅與堿式碳酸銅按Cu2+摩爾比1∶1的比例配制)混合均勻，設(shè)置低(300 mg·kg-1)、中(600 mg·kg-1)、高(900 mg·kg-1)3個(gè)Cu處理水平，以不添加銅鹽的混合土壤為對(duì)照(CK)。每盆栽植1株，每處理3盆，每盆視為1個(gè)重復(fù)。實(shí)驗(yàn)期間，采用干透澆透的方式進(jìn)行澆水，夏季覆蓋遮陽(yáng)網(wǎng)并注意通風(fēng)，各處理組的管理方式均保持一致。

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定 采用單株取樣法于2011年6月中旬葉片生長(zhǎng)的旺盛期采集嫁接苗的葉片用于各項(xiàng)生理指標(biāo)測(cè)定。其中，丙二醛(MDA)含量測(cè)定參照李合生［10］的方法;超氧化物歧化酶(SOD)活性測(cè)定采用NBT法［11-12］;過(guò)氧化物酶(POD)活性測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法［13-14］;葉綠素含量測(cè)定采用乙醇提取法［15］。

于2011年9月中旬測(cè)定各處理植株的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)。直接用直尺測(cè)量新枝長(zhǎng)度、主根長(zhǎng)度和一級(jí)側(cè)根長(zhǎng)度;用游標(biāo)卡尺測(cè)量根莖直徑;采用剪紙法測(cè)定葉面積;采用打孔法測(cè)定比葉質(zhì)量;并統(tǒng)計(jì)一級(jí)側(cè)根的數(shù)量。

于2011年9月中旬采集各處理植株，將植株分為根、莖、葉3部分，用自來(lái)水將植株各部分反復(fù)沖洗干凈，再用去離子水清洗3遍，吸干表面水分后置于105℃殺青30 min，然后于80℃干燥至恒質(zhì)量，研磨后過(guò)60目篩;用V(濃硝酸)∶V(高氯酸)=3∶1的混合酸對(duì)樣品進(jìn)行消煮，然后采用Optima 5300 DV等離子光譜質(zhì)譜儀(美國(guó)PE公司)測(cè)定樣品中P、K、Ca、Mg、Cu、Fe、Mn 和 Zn的含量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

按下列公式分別計(jì)算不同部位Cu的富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù):Cu富集系數(shù)=植物組織中Cu含量/土壤中Cu含量;Cu轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)=庫(kù)器官Cu含量/源器官Cu含量。

采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，并采用LSD檢驗(yàn)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果和分析

2.1 土壤Cu脅迫對(duì)牡丹嫁接苗生長(zhǎng)的影響

在土壤Cu脅迫條件下牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗的生長(zhǎng)狀況見(jiàn)表1。由表1可以看出:經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后嫁接苗當(dāng)年生新枝長(zhǎng)度和一級(jí)側(cè)根長(zhǎng)度或高于對(duì)照或低于對(duì)照但均無(wú)顯著差異(P＞0.05)。經(jīng)300 mg·kg-1Cu處理后嫁接苗葉面積大于對(duì)照但差異不顯著;而經(jīng)600和900 mg·kg-1Cu處理后葉面積均小于對(duì)照，其中僅后者與對(duì)照有顯著差異(P＜0.05)，表明900 mg·kg-1Cu處理顯著抑制嫁接苗葉面積的擴(kuò)展。經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后嫁接苗比葉質(zhì)量和主根長(zhǎng)度均低于對(duì)照，其中，僅900 mg·kg-1Cu處理組的比葉質(zhì)量和主根長(zhǎng)度與對(duì)照有顯著差異。經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后嫁接苗的根莖直徑均高于對(duì)照，其中600 mg·kg-1Cu處理組根莖直徑與對(duì)照有顯著差異。經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后嫁接苗一級(jí)側(cè)根數(shù)量均少于對(duì)照且差異達(dá)顯著水平，但各處理組間差異不顯著。

表1 土壤Cu脅迫對(duì)牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響(±SE)1)Table 1 Effect of Cu stress in soil on growth indexes of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

表1 土壤Cu脅迫對(duì)牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響(±SE)1)Table 1 Effect of Cu stress in soil on growth indexes of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

1)同列中不同的小寫(xiě)字母表示經(jīng)LSD檢驗(yàn)差異顯著(P＜0.05)Different small letters in the same column indicate the significant difference by LSD test(P＜0.05).

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2.2 土壤Cu脅迫對(duì)牡丹嫁接苗生理指標(biāo)的影響

在土壤Cu脅迫條件下牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗葉片中葉綠素含量的變化見(jiàn)表2;葉片中SOD和POD活性以及MDA含量的變化見(jiàn)表3。

2.2.1 對(duì)葉綠素含量的影響 經(jīng)過(guò)2年的土壤Cu脅迫處理，所有嫁接苗的葉片均未表現(xiàn)出明顯的黃化現(xiàn)象。由葉綠素含量的測(cè)定結(jié)果(表2)可見(jiàn):經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后嫁接苗葉片中的葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量或高于對(duì)照或低于對(duì)照但與對(duì)照均無(wú)顯著差異(P＞0.05)，說(shuō)明Cu脅迫對(duì)牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗葉綠素的合成和積累沒(méi)有明顯影響。但各處理組葉綠素a/b比值均低于對(duì)照，且隨Cu質(zhì)量濃度的提高呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢(shì)，其中，600和900 mg·kg-1Cu處理組的葉綠素a/b比值與對(duì)照有顯著差異(P＜0.05)，表明中、高質(zhì)量濃度Cu脅迫處理對(duì)牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗葉綠素組成有較大影響，其中，對(duì)葉綠素a合成和積累的抑制作用較大。

表2 土壤Cu脅迫對(duì)牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗葉片中葉綠素含量的影響(±SE)1)Table 2 Effect of Cu stress in soil on chlorophyll content in leaf of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

表2 土壤Cu脅迫對(duì)牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗葉片中葉綠素含量的影響(±SE)1)Table 2 Effect of Cu stress in soil on chlorophyll content in leaf of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

1)同列中不同的小寫(xiě)字母表示經(jīng)LSD檢驗(yàn)差異顯著(P＜0.05)Different small letters in the same column indicate the significant difference by LSD test(P＜0.05).

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2.2.2 對(duì)SOD和POD活性及MDA含量的影響 由表3可以看出:經(jīng)300和600 mg·kg-1Cu脅迫處理后牡丹嫁接苗葉片的SOD活性顯著高于對(duì)照;經(jīng)900 mg·kg-1Cu脅迫處理后葉片SOD活性雖然較前2個(gè)處理有所降低且也高于對(duì)照，但與對(duì)照的差異未達(dá)到顯著水平。經(jīng)300 mg·kg-1Cu脅迫處理后葉片的POD活性顯著高于對(duì)照，而經(jīng)600和900 mg·kg-1Cu處理后嫁接苗葉片的POD活性均低于對(duì)照，其中600 mg·kg-1Cu處理組葉片POD活性與對(duì)照有顯著差異。說(shuō)明在一定質(zhì)量濃度土壤Cu脅迫條件下，牡丹嫁接苗體內(nèi)的SOD和POD活性受到激發(fā)，起到保護(hù)酶的作用;但Cu質(zhì)量濃度高于一定范圍時(shí)，SOD和POD活性受到明顯抑制，且POD活性較SOD活性更易受Cu脅迫的抑制。

表3 土壤Cu脅迫對(duì)牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗葉片中SOD和POD活性及MDA含量的影響(±SE)1)Table 3 Effect of Cu stress in soil on activities of SOD and POD and MDA content in leaf of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

表3 土壤Cu脅迫對(duì)牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗葉片中SOD和POD活性及MDA含量的影響(±SE)1)Table 3 Effect of Cu stress in soil on activities of SOD and POD and MDA content in leaf of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

1)同列中不同的小寫(xiě)字母表示經(jīng)LSD檢驗(yàn)差異顯著(P＜0.05)Different small letters in the same column indicate the significant difference by LSD test(P＜0.05).

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由表3還可見(jiàn):經(jīng)300 mg·kg-1Cu脅迫處理后葉片中 MDA含量低于對(duì)照，而經(jīng)600和900 mg·kg-1Cu處理后MDA含量均高于對(duì)照，其中600 mg·kg-1Cu處理組MDA含量與對(duì)照有顯著差異，說(shuō)明在中、高質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下嫁接苗的膜脂過(guò)氧化加劇，Cu脅迫對(duì)細(xì)胞膜造成一定的損傷。

2.3 土壤Cu脅迫對(duì)牡丹嫁接苗各部位礦質(zhì)元素含量的影響

經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗不同部位大量元素P、K、Ca和Mg含量的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4;不同部位微量元素Cu、Fe、Mn和Zn含量的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5。

2.3.1 對(duì)大量元素含量的影響 由表4可知:經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu處理后葉片中的P含量均高于對(duì)照、莖中的P含量均低于對(duì)照、根中的P含量或高于對(duì)照或低于對(duì)照，其中，經(jīng)600和900 mg·kg-1Cu處理后葉片中的P含量與對(duì)照差異顯著，經(jīng)300 mg·kg-1Cu處理后莖中P含量與對(duì)照差異顯著，而各處理組根中的P含量與對(duì)照均無(wú)顯著差異。

經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu處理后葉片和根中的K含量均高于對(duì)照，莖中的K含量或高于對(duì)照或低于對(duì)照，其中，葉片K含量在300和900 mg·kg-1Cu脅迫條件下與對(duì)照有顯著差異，莖中K含量在300 mg·kg-1Cu脅迫條件下與對(duì)照有顯著差異，而根中的K含量則在600和900 mg·kg-1Cu脅迫條件下與對(duì)照差異顯著。

表4 土壤Cu脅迫對(duì)牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗不同部位大量元素含量的影響(±SE)1)Table 4 Effect of Cu stress in soil on macro element content in different parts of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

表4 土壤Cu脅迫對(duì)牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗不同部位大量元素含量的影響(±SE)1)Table 4 Effect of Cu stress in soil on macro element content in different parts of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

1)同列中不同的小寫(xiě)字母表示經(jīng)LSD檢驗(yàn)差異顯著(P＜0.05)Different small letters in the same column indicate the significant difference by LSD test(P＜0.05).

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表5 土壤Cu脅迫對(duì)牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗不同部位微量元素含量的影響(±SE)1)Table 5 Effect of Cu stress in soil on micro element content in different parts of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

表5 土壤Cu脅迫對(duì)牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗不同部位微量元素含量的影響(±SE)1)Table 5 Effect of Cu stress in soil on micro element content in different parts of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’(±SE)1)

1)同列中不同的小寫(xiě)字母表示經(jīng)LSD檢驗(yàn)差異顯著(P＜0.05)Different small letters in the same column indicate the significant difference by LSD test(P＜0.05).

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經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu處理后葉片中Ca含量均低于對(duì)照但差異均不顯著;經(jīng)300和600 mg·kg-1Cu處理后莖中的Ca含量低于對(duì)照，而經(jīng)900 mg·kg-1Cu處理后莖中的Ca含量則高于對(duì)照，但差異均不顯著;經(jīng)300 mg·kg-1Cu處理后根中的Ca含量低于對(duì)照，而經(jīng)600和900 mg·kg-1Cu處理后根中的Ca含量則均高于對(duì)照，但差異均不顯著。

經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后牡丹嫁接苗葉片中的Mg含量均高于對(duì)照且與對(duì)照差異顯著;莖和根中的Mg含量或高于對(duì)照或低于對(duì)照，但與對(duì)照均無(wú)顯著差異。

2.3.2 對(duì)微量元素含量的影響 由表5可知:經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu處理后葉片中的Cu含量均低于對(duì)照但無(wú)顯著差異，莖和根中的Cu含量均高于對(duì)照，其中，600和900 mg·kg-1Cu處理組莖中的Cu含量與對(duì)照差異顯著;而各處理組根中的Cu含量均大幅度高于葉和莖，且與對(duì)照均有顯著差異，并隨Cu質(zhì)量濃度的提高而逐漸增加。由此可見(jiàn)，牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗根部是吸收Cu的主要器官，能使其地上部分的Cu含量維持在較低水平，從而減輕Cu對(duì)植株地上部分的毒害作用。

由表5還可見(jiàn):經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu處理后嫁接苗葉、莖和根中的Fe含量或高于對(duì)照或低于對(duì)照，但與對(duì)照均無(wú)顯著差異，說(shuō)明在土壤Cu脅迫條件下嫁接苗各部位對(duì)Fe的吸收均未受到明顯影響。經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu處理后嫁接苗葉和根中的Mn含量或高于對(duì)照或低于對(duì)照，但差異均不顯著;而莖中Mn含量均高于對(duì)照，其中僅300 mg·kg-1Cu處理組莖中的Mn含量與對(duì)照有顯著差異。經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu處理后嫁接苗葉、莖和根中的Zn含量均低于對(duì)照，但葉片中Zn含量與對(duì)照差異顯著，莖中Zn含量與對(duì)照無(wú)顯著差異，僅900 mg·kg-1Cu處理組根中Zn含量顯著低于對(duì)照。

2.4 土壤Cu脅迫條件下牡丹嫁接苗的Cu富集及轉(zhuǎn)運(yùn)能力分析

經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗不同部位的Cu富集系數(shù)以及不同部位Cu轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)見(jiàn)表6。

表6 土壤Cu脅迫條件下牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗不同部位的Cu富集及轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)(±SE)1)Table 6 Cu enrichment and translocation coefficients in different parts of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’under Cu stress in soil(±SE)1)

表6 土壤Cu脅迫條件下牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗不同部位的Cu富集及轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)(±SE)1)Table 6 Cu enrichment and translocation coefficients in different parts of 5-year-old grafted seedlings of Paeonia suffruticosa‘Roufurong’under Cu stress in soil(±SE)1)

1)同列中不同的小寫(xiě)字母表示經(jīng)LSD檢驗(yàn)差異顯著(P＜0.05)Different small letters in the same column indicate the significant difference by LSD test(P＜0.05).

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富集系數(shù)(enrichment coefficient)能夠反映植物對(duì)重金屬的富集能力，富集系數(shù)越高，表明植物對(duì)該重金屬元素的吸收能力越強(qiáng)［16］。由表6可以看出:在對(duì)照和不同質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下，牡丹嫁接苗根的Cu富集系數(shù)均最大、葉的Cu富集系數(shù)均最小，說(shuō)明在土壤Cu脅迫條件下根系對(duì)Cu的吸收能力最強(qiáng)。在不同質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下嫁接苗各部位的Cu富集系數(shù)均顯著低于對(duì)照，但各處理組間無(wú)顯著差異，這一現(xiàn)象可能與各處理組盆栽基質(zhì)中Cu質(zhì)量濃度過(guò)高有關(guān)。

轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)(translocation coefficient)能夠反映出植物從下部組織向上部組織運(yùn)輸重金屬的能力，也能體現(xiàn)重金屬在植物組織中的分布狀況。由表6還可見(jiàn):在對(duì)照和不同質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下，牡丹嫁接苗由莖至葉的Cu轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均最大，由根至葉的Cu轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均最小;且在不同質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下，嫁接苗體內(nèi)由莖至葉、由根至葉和由根至莖的Cu轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均顯著低于對(duì)照，且各處理組間無(wú)顯著差異。說(shuō)明在土壤Cu脅迫條件下，牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗能夠?qū)Ⅲw內(nèi)的Cu積累在下部組織中，并能有效阻止Cu向上部組織轉(zhuǎn)運(yùn)，從而減輕Cu對(duì)植株地上部分的毒害作用。

3 討論和結(jié)論

在重金屬脅迫條件下，一些植物能夠?qū)⒋蟛糠种亟饘匐x子積累在根部，以減輕重金屬對(duì)植株地上部分的毒害作用［17-18］。本研究中，經(jīng)不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后牡丹品種‘肉芙蓉’5年生嫁接苗體內(nèi)Cu主要積累在根部，且根中Cu含量隨土壤中Cu質(zhì)量濃度的提高顯著增加，據(jù)此可認(rèn)為牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗屬于根部囤積型植物。

田勝尼等［19］的研究結(jié)果表明:銅尾礦對(duì)豆科(Fabaceae)植物主根的伸長(zhǎng)及側(cè)根的發(fā)生具有抑制作用，本研究也得出類(lèi)似的結(jié)果，即土壤中高質(zhì)量濃度Cu脅迫能夠抑制牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗主根的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，在土壤Cu脅迫條件下一級(jí)側(cè)根數(shù)量也顯著減少。由于根系直接與Cu脅迫環(huán)境接觸，且積累在根部的Cu離子對(duì)細(xì)胞分裂有一定的負(fù)作用，尤其在高質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下根系中過(guò)多的Cu導(dǎo)致毒害作用進(jìn)一步加深，對(duì)主根的生長(zhǎng)和側(cè)根的形成產(chǎn)生明顯的抑制作用。

在本研究中，不同質(zhì)量濃度Cu脅迫處理對(duì)牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗的新枝長(zhǎng)度無(wú)顯著影響，僅高質(zhì)量濃度(900 mg·kg-1)Cu處理對(duì)葉面積擴(kuò)展及比葉質(zhì)量增加有顯著的抑制作用;不同質(zhì)量濃度Cu脅迫對(duì)葉片葉綠素a、葉綠素b及總?cè)~綠素含量均無(wú)顯著影響，但對(duì)葉綠素a/b比值有較大影響，其中經(jīng)中、高質(zhì)量濃度(600和900 mg·kg-1)Cu脅迫處理后葉綠素a/b比值均較對(duì)照顯著下降。根據(jù)“葉片衰老時(shí)葉綠素a/b比值降低［20］”這一規(guī)律，可見(jiàn)經(jīng)中、高質(zhì)量濃度Cu脅迫處理后牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗葉片提前進(jìn)入衰老進(jìn)程，且高質(zhì)量濃度Cu脅迫處理對(duì)牡丹嫁接苗植株的光合作用及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累有明顯的抑制作用。

重金屬脅迫可導(dǎo)致植物體內(nèi)大量活性氧自由基的產(chǎn)生，從而對(duì)細(xì)胞膜造成傷害;而植物自身能夠啟動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)來(lái)清除體內(nèi)的活性氧自由基，以減輕脅迫環(huán)境對(duì)機(jī)體的傷害［21］。在中、低質(zhì)量濃度(600和300 mg·kg-1)Cu脅迫條件下，牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗的SOD活性均較對(duì)照顯著增加，而在高質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下SOD活性并未表現(xiàn)出較中、低質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下顯著降低的現(xiàn)象，表明在土壤Cu脅迫條件下牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗啟動(dòng)體內(nèi)的SOD系統(tǒng)以清除體內(nèi)產(chǎn)生的活性氧自由基，且其SOD系統(tǒng)對(duì)Cu脅迫具有很強(qiáng)的耐受能力。在本研究中，牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗葉片中的POD活性在低質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下顯著升高，但在中、高質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下POD活性卻明顯降低，表明其POD系統(tǒng)對(duì)Cu脅迫較為敏感。在低質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下，嫁接苗體內(nèi)的MDA含量低于對(duì)照且無(wú)顯著差異，但在中、高質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下MDA含量均較對(duì)照增加，說(shuō)明在低質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下，牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗體內(nèi)的抗氧化酶系統(tǒng)能有效清除體內(nèi)產(chǎn)生的活性氧，而中、高質(zhì)量濃度Cu脅迫對(duì)嫁接苗的傷害程度則超出了抗氧化酶系統(tǒng)的防御限度，致使細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)遭受一定程度的破壞，膜脂過(guò)氧化程度增加，表現(xiàn)為體內(nèi)的MDA含量增加。

Graham等［22］的研究結(jié)果顯示:隨Cu脅迫濃度的提高，植物對(duì)其他礦質(zhì)元素的吸收能力降低。但在本實(shí)驗(yàn)中，土壤中添加不同質(zhì)量濃度的Cu對(duì)根系中的P、Ca、Mg、Fe和 Mn 含量均無(wú)顯著影響，可見(jiàn)牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗植株能夠有效阻止這些礦質(zhì)元素的流失。趙艷等［23］認(rèn)為55～80 mg·L-1Cu處理可以促進(jìn)根系對(duì)K的吸收。本研究也得出類(lèi)似結(jié)果，即在低質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下，牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗根系中的K含量無(wú)顯著變化，且一定質(zhì)量濃度的Cu處理還能促進(jìn)嫁接苗根系對(duì)K的吸收，推測(cè)這可能是植物的一種自我保護(hù)反應(yīng)，通過(guò)吸收K+來(lái)提高細(xì)胞內(nèi)陽(yáng)離子的濃度，從而緩解土壤Cu脅迫對(duì)植物細(xì)胞的毒害作用。在 Cu脅迫條件下，紫鴨跖草(Setcreasea purpurea Boom)根系中 Zn 含量下降［24］。本研究也得出類(lèi)似的結(jié)果，即在不同質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗葉、莖和根中的Zn含量均低于對(duì)照。

本研究結(jié)果表明:在不同質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下，牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗葉片中除Zn含量外，其他礦質(zhì)元素的含量總體上未顯著降低，其中，葉片中的P含量在中、高質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下顯著增加，K含量在一定質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下顯著增加，且Mg含量也均顯著增加。說(shuō)明在土壤Cu脅迫條件下莖作為礦質(zhì)元素的運(yùn)輸通道發(fā)揮了極為重要的作用，保證了葉片對(duì)礦質(zhì)元素的需求，使土壤Cu脅迫條件下牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗體內(nèi)大部分礦質(zhì)元素的代謝仍能正常進(jìn)行。

孫雨亮等［25］的研究結(jié)果表明:在不同濃度Cu脅迫條件下溪蓀(Iris sanguinea Donn ex Horn.)對(duì)Cu的富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均顯著低于對(duì)照且各處理組間差異顯著。本研究也得出類(lèi)似的研究結(jié)果，即在不同質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗根、莖和葉的Cu富集系數(shù)以及由莖到葉、由根到莖、由根到葉的Cu轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均顯著低于對(duì)照，但各處理組間差異不顯著。推測(cè)Cu富集系數(shù)的顯著降低可能與盆栽土中Cu添加量過(guò)高、遠(yuǎn)超出牡丹嫁接苗的吸收能力有關(guān);而Cu轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)的顯著下降則說(shuō)明牡丹嫁接苗能將Cu積累在下部組織中，有效阻止Cu向上部組織的轉(zhuǎn)運(yùn)，從而減輕土壤Cu脅迫對(duì)植株上部組織的傷害。

綜合分析結(jié)果表明:以鳳丹實(shí)生苗為砧木獲得的牡丹品種‘肉芙蓉’嫁接苗對(duì)土壤Cu脅迫具備一定的耐性，在低質(zhì)量濃度Cu脅迫條件下植株生長(zhǎng)良好，可用于輕度Cu污染土壤的植物修復(fù)。但是，關(guān)于Cu脅迫對(duì)其開(kāi)花品質(zhì)的影響則仍有待進(jìn)一步研究。

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