趙淑玲 黃兆輝 楊小錄 王一峰 張蕊紅 孫 杰 卓平清
(1 隴南師范高等??茖W(xué)校 甘肅 成縣 742500; 2 隴南特色農(nóng)業(yè)生物資源研究開發(fā)中心 甘肅 成縣742500; 3 成縣城關(guān)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站 甘肅 成縣 742500)
工業(yè)化進(jìn)程不可避免的帶來土壤污染,重金屬污染是常見土壤污染源之一,其中,鉛是污染土壤的常見重金屬。鉛不是植物和動物的必需礦質(zhì)元素,對植物的生長有一定的抑制作用,影響植物的產(chǎn)量、品質(zhì)等,土壤中鉛的來源多種多樣,大體可分為自然存在因素和人為因素[1]。土壤中的鉛不僅影響土壤的pH值、土壤有機(jī)質(zhì)電荷的吸附,甚至影響植物根際環(huán)境[2]。植物生長過程中,鉛被動的進(jìn)入植物體內(nèi),尤以植物根部吸收累積最多,也可以通過根外營養(yǎng)(葉片吸收)方式進(jìn)入植物體內(nèi)[3],通過生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的運(yùn)轉(zhuǎn)到達(dá)人體,對人體造成危害。
劉麗杰[4]等人發(fā)現(xiàn),車前根系能積累較多的Ni2+和Cu2+,耐性系數(shù)>1,但葉片積累較少。李婧[5]等在車前對重金屬污染土壤的修復(fù)研究中發(fā)現(xiàn),除了Ni和Cu,車前對Se、Pb、Hg 有較強(qiáng)的吸附能力,對Cd、Al、Cr、Mn 等也有一定的吸附力,表現(xiàn)為低濃度對植物生長影響較小,而高濃度使植物生長受到抑制。車前可作為富集植物修復(fù)重金屬污染土壤。
隴南常見車前品種主要有4 種,分別是車前(Plantago asiatica L.)、大車前(Plantago major L.)、長葉車前(Plantago lanceolata L.)和平車前(Plantago depressa),本試驗(yàn)用不同濃度Pb2+污染土壤脅迫4 種車前,測定其可溶性糖含量的變化,探究4 種車前對鉛脅迫的響應(yīng)。
1.1 試驗(yàn)材料。2020 年7~9 月,在甘肅成縣、兩當(dāng)采集車前種子,種子采回后陰干待用。SP-723PC 分光光度計(上海光譜儀器有限公司),HH-S6 數(shù)顯恒溫水浴鍋(金壇市醫(yī)療儀器廠),硝酸鉛、硫代巴比妥酸等試劑。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計。選取飽滿健康的車前種子,用0.5%高錳酸鉀消毒,蒸餾水沖洗后播種在混合土壤中(混合土壤用育苗基質(zhì)和農(nóng)家肥按3∶1 比例均勻混合),種子發(fā)芽長至2 葉1心時,移栽至預(yù)先處理裝在基質(zhì)槽的不同鉛濃度的混合土壤中,處理的混合土壤鉛濃度分別為200 mg/kg、400 mg/kg、600 mg/kg、800 mg/kg。每一基質(zhì)槽中移栽10~20 株,移栽后將基質(zhì)槽移入溫室中生長,生長過程中,以不添加鉛的混合土壤為對照,待幼苗生長至90 d 時,進(jìn)行相應(yīng)可溶性糖含量的測定。
1.3 指標(biāo)測定方法。參考林艷[6]的方法進(jìn)行可溶性糖含量的測定。
可溶性糖含量計算公式:C糖(mmol/L) = 11.71 D450......(1);可溶性糖含量(μmol.g-1)= 可溶性糖濃度×提取液體積(L)/植物組織鮮重(g)......(2)。
上述公式中C糖表示可溶性糖的濃度;D450、D532、D600分別表示在450 nm、532 nm、600 nm 測得的吸光度數(shù)值。根據(jù)公式(1)、(2)計算得出可溶性糖含量結(jié)果。
1.4 數(shù)據(jù)處理。用IBM SPSS Statistics 23 軟件比較平均值單因素分析數(shù)據(jù)(0.05 水平),鄧肯法進(jìn)行多重比較。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用均值±標(biāo)準(zhǔn)差。
2.1 不同鉛濃度脅迫對可溶性糖含量的影響。由表1可以看出,平車前、長葉車前和大車前的可溶性糖含量隨鉛濃度的增加呈上升趨勢,與吳秀寧[7]等研究結(jié)果相同,車前的可溶性糖含量先上升后下降。4 種車前脅迫組可溶性糖含量均高于CK 組。長葉車前、大車前在Pb2+濃度為800 mg/kg 時,可溶性糖含量分別達(dá)到最大值0.281 3 μmol/g、0.2057 μmol/g,平車前在Pb2+濃度為600 mg/kg 時,可溶性糖含量達(dá)到最大值0.259 7 μmol/g,車前可溶性糖含量在Pb2+濃度為200 mg/kg 時達(dá)到最大值0.235 1 μmol/g。平車前、長葉車前和大車前的可溶性糖含量在Pb2+濃度為800 mg/kg 時與CK 相比有差異(P<0.05),車前處理組與CK 無差異(P<0.05)。Pb2+濃度為600 mg/kg 時,平車前與車前可溶性糖含量有顯著差異(P<0.05),Pb2+濃度為800 mg/kg 時,平車前與長葉車前可溶性糖含量有差異(P<0.05)。
表1 不同濃度Pb2+脅迫對可溶性糖含量的影響
2.2 方差分析。方差分析(表2)表明,不同品種間可溶性糖含量的差異極顯著(P<0.01)。
表2 Pb2+處理對4 種車前可溶性糖含量方差分析
可溶性糖是植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),在植物受到外界不良環(huán)境脅迫時,植物體通過滲透物質(zhì)的積累降低水勢,維持植物的正常生理功能。試驗(yàn)中,4 種野生車前的可溶糖含量隨Pb2+濃度增加表現(xiàn)有所不同,平車前、長葉車前和大車前的可溶性糖含量隨鉛濃度的增加呈上升趨勢,車前的可溶性糖含量先上升后下降。長葉車前、大車前在Pb2+濃度為800 mg/kg時可溶性糖含量分別達(dá)到最大值,平車前在Pb2+濃度為600 mg/kg 時可溶性糖含量達(dá)到最大值,車前可溶性糖含量在Pb2+濃度為200 mg/kg 時達(dá)到最大值,試驗(yàn)中,不同品種的車前可溶性糖含量均高于CK。
綜上所述,4 種車前在受到重金屬脅迫時,通過可溶性糖的積累,積極應(yīng)對外界環(huán)境對其的傷害[8],抵御外界不良環(huán)境的影響。