王樹鳳， 王 松， 舒婉欽，3， 陳光才，①

(1． 中國林業(yè)科學研究院亞熱帶林業(yè)研究所， 浙江 杭州 311400； 2. 臺州市林業(yè)技術(shù)推廣總站， 浙江 臺州 318000；3． 中南林業(yè)科技大學林學院， 湖南 長沙 410004)

鎘(Cd)是生物毒性極強的重金屬元素之一，土壤中的Cd很容易被植物根系吸收并轉(zhuǎn)運到地上部，進入食物鏈，導(dǎo)致動物或人類產(chǎn)生多種疾病[1,2]。植物Cd含量不僅關(guān)系食品安全，而且可以預(yù)測土壤重金屬污染程度，是利用植物對重金屬污染土壤進行修復(fù)的基礎(chǔ)[3,4]。采用常規(guī)化學方法檢測植物重金屬含量，雖然準確性好、靈敏度高，但也存在破壞性取樣、測試周期長、化學試劑消耗量大等缺點，無法實現(xiàn)植物重金屬積累能力的快速判斷。因此，探索并建立快速、有效評估植物重金屬積累能力的方法，對篩選高效修復(fù)植物以及預(yù)測土壤重金屬污染程度具有重要意義[5,6]。

目前，植物中重金屬含量監(jiān)測或預(yù)測的方法大多基于植物葉片或植被反射光譜建立，國內(nèi)外針對多種農(nóng)作物和草本植物建立了各種光譜反演模型用于監(jiān)測或預(yù)測植物中重金屬含量[3-6]。光譜數(shù)據(jù)的測定多應(yīng)用于農(nóng)業(yè)遙感等領(lǐng)域，在大尺度監(jiān)測土壤重金屬污染和植物重金屬含量方面具有無可比擬的優(yōu)點。然而，光譜反演模型中反射率的信號除了來自目標植物本身，還包含了土壤和雜草等混合信號，在監(jiān)測和預(yù)測過程中產(chǎn)生不穩(wěn)定性[7]，而且大多缺乏與植物內(nèi)在遺傳和生理特征的關(guān)聯(lián)[7,8]，無法滿足對植物重金屬積累能力和生理響應(yīng)的準確判斷。此外，當前大多數(shù)光譜反演模型是基于農(nóng)作物建立的，針對木本植物的模型很少[9,10]。因此，除了進一步擴展光譜反演模型的應(yīng)用范圍，還有必要同時從多角度，特別是植物生理特征等方面探索木本植物重金屬含量預(yù)測方法。

對重金屬光譜反演模型的參數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，植物對重金屬污染敏感的波段大多集中在可見光-紅邊波段，其中波長350～716 nm是表征葉片色素的波段[11]。葉綠素含量和葉綠素熒光參數(shù)是表征植物光合作用和生長狀況的重要指標，在農(nóng)業(yè)上被廣泛用于農(nóng)作物的營養(yǎng)狀況和產(chǎn)量監(jiān)測[8,12]。如：利用葉綠素熒光圖像預(yù)測辣椒(CapsicumannuumLinn.)葉片氮含量，用于監(jiān)測辣椒生長過程中的營養(yǎng)狀況[13]；衡亞蓉等[8]應(yīng)用小麥(TriticumaestivumLinn.)上部葉片葉綠素熒光參數(shù)進行產(chǎn)量預(yù)測和評價。此外，葉綠素含量和葉綠素熒光參數(shù)對環(huán)境脅迫具有極高的敏感性，可用于監(jiān)測環(huán)境污染[14]和植物受脅迫等級[15]等方面。通過監(jiān)測重金屬脅迫下葉片的葉綠素含量變化，可以確定重金屬脅迫水平，從而實現(xiàn)對土壤重金屬污染的監(jiān)測[14]。但在評價和預(yù)測植物重金屬含量方面，目前大多數(shù)研究的關(guān)注點在重金屬脅迫對葉片葉綠素含量及葉綠素熒光參數(shù)的影響[9]，對葉片重金屬含量與葉綠素含量和葉綠素熒光參數(shù)間相關(guān)性的研究不足。相關(guān)研究結(jié)果[16]表明：樹木葉片Mn的積累能力與葉綠素熒光參數(shù)有關(guān)，其中PSⅡ最大光化學效率(Fv/Fm)可反映葉片Mn含量和毒性。上述研究證實，葉片葉綠素含量和葉綠素熒光參數(shù)與葉片礦質(zhì)元素含量間存在必然的相關(guān)性。基于此，作者推測植物葉片中重金屬含量可能與葉綠素含量及葉綠素熒光參數(shù)間存在一定相關(guān)性。因此，本文以研究基礎(chǔ)較好的杞柳(SalixintegraThunb.)[17,18]不同品種為材料，研究不同濃度Cd處理下葉片光合色素含量和葉綠素熒光參數(shù)的變化，分析葉片Cd含量與光合色素和葉綠素熒光參數(shù)間的相關(guān)性，探討基于光合色素含量和葉綠素熒光參數(shù)預(yù)測葉片Cd積累能力的可行性，為快速、有效評價杞柳地上部Cd積累能力提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料

供試材料為杞柳4個品種‘大紅頭’(‘Dahongtou’)、‘一枝筆’(‘Yizhibi’)、‘黃皮柳’(‘Huangpiliu’)和‘莊塢柳’(‘Zhuangwuliu’)，材料均來自山東省魚臺縣清河鎮(zhèn)杞柳種植基地(東經(jīng)116°50′、北緯35°10′)，其中，‘大紅頭’和‘一枝筆’對Cd具有較高的耐性和積累能力[17,18]。

1.2 方法

1.2.1 材料培養(yǎng) 試驗在中國林業(yè)科學研究院亞熱帶林業(yè)研究所(東經(jīng)119°95′、北緯30°05′)試驗大棚內(nèi)進行。于2019年3月，剪取杞柳1年生枝條(長度約15 cm，直徑1.0～1.5 cm)，扦插于15 L塑料盆(長50 cm、寬35 cm、高15 cm)中的泡沫板上(株距和行距均為5 cm)，扦插后采用自來水培養(yǎng)3周，之后更換為Watson等[19]改進的營養(yǎng)液(pH 5.5)進行預(yù)培養(yǎng)，連續(xù)不斷充氣，整個試驗期間采用自然光照(光照時間11～13 h·d-1)，溫度15 ℃～27 ℃。

1.2.2 試驗設(shè)計 扦插苗在營養(yǎng)液中預(yù)培養(yǎng)1周后，選取生長基本一致的苗木進行CdCl2處理。根據(jù)前期研究結(jié)果[18]設(shè)置對照(0 μmol·L-1CdCl2)、低濃度Cd處理(10 μmol·L-1CdCl2)和高濃度Cd處理(50 μmol·L-1CdCl2)3個處理組。每個處理3盆(每盆即為1個重復(fù))，每盆20株苗木，每個品種5個單株，4個品種共計180株苗木。每周更換營養(yǎng)液2次，培養(yǎng)21 d。

1.2.3 葉綠素熒光圖像采集 苗木經(jīng)CdCl2處理21 d后，選取植株從上至下第5至第7枚功能葉片并標記，然后對標記的功能葉片進行葉綠素熒光圖像參數(shù)的采集。

使用IMAGING-PAM葉綠素熒光成像系統(tǒng)(德國Walz公司)采集葉綠素熒光圖像。首先對標記的功能葉片暗適應(yīng)30 min，測量光、光化光、飽和脈沖光強度分別設(shè)置為20、55和280 μmol·m-2·s-1。測量程序采用Imaging Win軟件內(nèi)置的動力學曲線模式，測量完成后，對獲得的熒光圖像進行分析并獲取最大熒光(Fm)、初始熒光(Fo)、PSⅡ最大光化學效率(Fv/Fm)、PSⅡ?qū)嶋H光量子產(chǎn)額〔Y(Ⅱ)〕、調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)額〔Y(NPQ)〕、非調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)額〔Y(NO)〕、非光化學淬滅系數(shù)(qN)、光化學淬滅系數(shù)(qP)和相對光合電子傳遞速率(rETR)。采集葉綠素熒光圖像后，將標記的功能葉片分為2份，一份用于測定光合色素含量，另一份用于測定Cd含量。

1.2.4 光合色素含量測定 稱取0.5 g新鮮葉片，在研缽中加入液氮研磨至粉末，加入20 mL體積分數(shù)80%丙酮提取色素，使用TU-1810紫外-可見分光光度計(北京普析通用儀器有限責任公司)測定提取液在波長663、645和 470 nm處的吸光度，然后根據(jù)Wellburn[20]的公式計算葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素以及類胡蘿卜素含量。

1.2.5 葉片Cd含量測定 新鮮葉片于105 ℃殺青30 min，75 ℃烘干至恒質(zhì)量，粉碎。準確稱取0.2 g樣品粉末，加入10 mL HNO3-HClO4(體積比4∶1)混合液消解，然后使用ICAP-7400電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(美國ThermoFisher公司)測定葉片Cd含量[21]。

1.3 數(shù)據(jù)處理和分析

采用SPSS 20.0軟件對葉片光合色素含量、葉綠素熒光參數(shù)以及葉片Cd含量等14個指標進行雙因素方差分析以及LSD多重比較檢驗，采用OriginLab 2018軟件作圖。采用R語言cor ()、corplot () 函數(shù)對14個指標進行Pearson相關(guān)性分析及作圖，選取相關(guān)性極強的指標構(gòu)建回歸模型；采用 step AIC () 函數(shù)進行逐步回歸，并依據(jù)赤池信息量準則(Akaike information criterion, AIC)進行參數(shù)選擇，選出與葉片Cd含量最相關(guān)的X值帶入模型，利用R語言中的car包進行回歸模型診斷和檢驗[22]。

2 結(jié)果和分析

2.1 Cd對杞柳葉片光合色素含量的影響

雙因素方差分析結(jié)果(表1)顯示：品種對杞柳葉片光合色素含量的影響不顯著，但Cd處理對光合色素含量均有極顯著(P<0.01)影響，二者的交互作用對葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素以及類胡蘿卜素含量有顯著(P<0.05)或極顯著影響。說明在不同濃度Cd處理下，杞柳葉片光合色素的響應(yīng)存在基因型差異。

在現(xiàn)場對斷路器垂直連桿進行了清洗、潤滑，并更換整套垂直連桿軸密封件。隨后，對斷路器機械特性參數(shù)進行了重新測量，測試數(shù)據(jù)如表3所示，機械特性曲線如圖6所示。從測試數(shù)據(jù)看出，檢修以后，該斷路器的機械特性參數(shù)皆滿足廠家技術(shù)標準要求。

不同濃度Cd處理對杞柳不同品種葉片光合色素含量的影響見圖1。結(jié)果顯示：隨著Cd濃度提高，‘大紅頭’、‘一枝筆’、‘黃皮柳’和‘莊塢柳’4個品種葉片光合色素含量均呈下降趨勢，但低濃度Cd處理(10 μmol·L-1CdCl2)下，‘一枝筆’葉片葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量下降不顯著，其中，葉綠素b含量僅較對照(0 μmol·L-1CdCl2)降低了2.89%；其他3個品種在低濃度Cd處理下葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素以及類胡蘿卜素含量總體顯著(P<0.05)下降，其中，‘莊塢柳’葉片4種色素含量較對照降低了42.98%～59.71%。在高濃度Cd處理(50 μmol·L-1CdCl2)下，‘一枝筆’葉片葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素以及類胡蘿卜素含量均低于其他品種，且與低濃度Cd處理間有顯著差異，而其他3個品種葉片4種色素含量在低濃度和高濃度Cd處理間總體差異不顯著，其中，‘黃皮柳’葉片4種色素含量較對照降低了10.24%～13.54%。說明杞柳葉片光合色素含量對Cd濃度的敏感性存在品種差異，‘一枝筆’葉片光合色素對低濃度Cd處理不敏感，可以維持相對較高的色素含量，但對高濃度Cd的耐性不及‘大紅頭’、‘黃皮柳’和‘莊塢柳’。

表1 品種和Cd處理對杞柳葉片光合色素含量影響的雙因素方差分析1)

: ‘大紅頭’‘Dahongtou’; : ‘一枝筆’‘Yizhibi’; : ‘黃皮柳’‘Huangpiliu’; : ‘莊塢柳’‘Zhuangwuliu. 同一品種不同小寫字母表示在不同濃度Cd處理間差異顯著(P<0.05) Different lowercases of the same cultivar indicate the significant (P<0.05) difference among Cd treatments with different concentrations.

2.2 Cd對杞柳葉片葉綠素熒光參數(shù)的影響

雙因素方差分析結(jié)果(表2)顯示：品種僅對杞柳葉片F(xiàn)m、Fo、Fv/Fm和qN值有顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)影響，Cd處理對葉綠素熒光參數(shù)均有極顯著影響，二者的交互作用對Fv/Fm、Y(Ⅱ)、Y(NPQ)、Y(NO)、qP和rETR值有極顯著影響，對Fm、Fo和qN值的影響不顯著。

Fm和Fo值是反映植物在開始進行光合作用之前的背景值，因此，本文僅分析Cd處理對其余7個葉綠素熒光參數(shù)的影響，結(jié)果見圖2和表3。結(jié)果(圖2)顯示：與對照(0 μmol·L-1CdCl2)相比，4個品種葉片的Fv/Fm值在低濃度(10 μmol·L-1CdCl2)和高濃度(50 μmol·L-1CdCl2)Cd處理下均顯著降低，但不同品種葉片的Fv/Fm值對不同Cd濃度的響應(yīng)不同，‘大紅頭’葉片的Fv/Fm值在低濃度和高濃度Cd處理間差異不顯著，而其他3個品種葉片的Fv/Fm值隨著Cd濃度的提高顯著降低。說明Cd處理明顯抑制了杞柳葉片光合作用，導(dǎo)致PSⅡ最大光化學效率下降?！蠹t頭’、‘一枝筆’和‘莊塢柳’葉片qN值隨著Cd處理濃度提高呈升高的趨勢；而‘黃皮柳’葉片qN值在低濃度和高濃度Cd處理下較對照顯著降低?！蠹t頭’、‘一枝筆’和‘莊塢柳’葉片qP值在低濃度Cd處理下顯著降低，但在高濃度Cd處理下與對照無顯著差異；而‘黃皮柳’葉片qP值在低濃度Cd處理下與對照差異不顯著，但在高濃度Cd處理下顯著降低。說明Cd處理并未導(dǎo)致‘黃皮柳’葉片明顯的光損傷；雖然Cd處理對‘大紅頭’、‘一枝筆’和‘莊塢柳’造成了一定程度的光損傷，但由于相應(yīng)的熱耗散也增加，植物仍有能力消耗過剩的光能。同時發(fā)現(xiàn)，Cd處理抑制了‘大紅頭’、‘一枝筆’和‘莊塢柳’葉片的rETR值，導(dǎo)致rETR值在低濃度和高濃度Cd處理下均顯著降低；而‘黃皮柳’葉片rETR值僅在高濃度Cd處理下顯著降低。

表2 品種和Cd處理對杞柳葉片葉綠素熒光參數(shù)影響的雙因素方差分析1)

: ‘大紅頭’‘Dahongtou’; : ‘一枝筆’‘Yizhibi’; : ‘黃皮柳’‘Huangpiliu’; : ‘莊塢柳’‘Zhuangwuliu. 同一品種不同小寫字母表示在不同濃度Cd處理間差異顯著(P<0.05) Different lowercases of the same cultivar indicate the significant (P<0.05) difference among Cd treatments with different concentrations.

表3 Cd處理下杞柳不同品種葉片PSⅡ反應(yīng)中心的能量分配策略1)

rETR值的降低必然對PSⅡ反應(yīng)中心的能量分配產(chǎn)生影響，Cd處理下4個品種葉片PSⅡ反應(yīng)中心的能量分配策略(表3)顯示：隨著Cd濃度提高，‘大紅頭’、‘一枝筆’和‘莊塢柳’葉片Y(NPQ)和Y(NO)值均有不同程度的升高，說明這3個品種在Cd處理下光能出現(xiàn)過剩，光保護能力增強；而‘黃皮柳’葉片Y(NPQ)和Y(NO)值變化不大，說明‘黃皮柳’在Cd處理下受到的光損傷相對較小。同時發(fā)現(xiàn)，Cd處理導(dǎo)致4個品種葉片Y(Ⅱ)值有不同程度降低，但4個品種在Cd處理下的Y(Ⅱ) 值仍達到0.540～0.630，說明PSⅡ反應(yīng)中心仍然具有較高的活性，有超過一半的光量子通過光化學途徑轉(zhuǎn)化為能量。

2.3 杞柳不同品種葉片Cd積累能力差異

雙因素方差分析結(jié)果(表4)顯示：品種對杞柳葉片Cd含量有顯著(P<0.05)影響，Cd處理對葉片Cd含量有極顯著(P<0.01)影響，二者的交互作用對葉片Cd含量的影響不顯著。

表4 品種和Cd處理對杞柳葉片Cd含量影響的雙因素方差分析1)

不同濃度Cd處理對杞柳不同品種葉片Cd含量的影響見圖3。結(jié)果顯示：隨著Cd濃度提高，4個品種葉片Cd含量逐漸升高。與低濃度(10 μmol·L-1CdCl2)Cd處理相比，‘大紅頭’和‘一枝筆’葉片Cd含量在高濃度(50 μmol·L-1CdCl2)Cd處理下顯著升高，而‘黃皮柳’和‘莊塢柳’葉片Cd含量在2個處理間差異不顯著。通過對η2值的分析也發(fā)現(xiàn)，環(huán)境Cd濃度可以解釋絕大部分的葉片Cd含量變異(η2值為0.947)，而品種對葉片Cd含量變異的解釋度較小(η2值為0.298)。說明環(huán)境對杞柳葉片Cd含量的影響要大于基因型的影響。

: ‘大紅頭’‘Dahongtou’; : ‘一枝筆’‘Yizhibi’; : ‘黃皮柳’‘Huangpiliu’; : ‘莊塢柳’‘Zhuangwuliu. 同一品種不同小寫字母表示在不同濃度Cd處理間差異顯著(P<0.05) Different lowercases of the same cultivar indicate the significant (P<0.05) difference among Cd treatments with different concentrations.

2.4 基于光合色素含量及葉綠素熒光參數(shù)構(gòu)建杞柳葉片Cd積累能力評價模型

相關(guān)性分析結(jié)果顯示：葉片Cd含量與葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素和類胡蘿卜素含量以及Fm、Fo、Fv/Fm、Y(Ⅱ)、Y(NPQ)、Y(NO)、qN、qP和rETR值的相關(guān)系數(shù)分別為-0.910、-0.837、-0.896、-0.866、-0.618、0.830、-0.866、-0.497、0.333、0.534、0.734、0.007和-0.496；且葉片Cd含量與光合色素含量以及除qP值外的其他葉綠素熒光參數(shù)均存在顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)相關(guān)性。

選取與葉片Cd含量的相關(guān)系數(shù)絕對值大于0.8的6個因子作為預(yù)測變量，包括葉綠素a含量(X1)、葉綠素b含量(X2)、總?cè)~綠素含量(X3)、類胡蘿卜素含量(X4)、Fo值(X5)和Fv/Fm值(X6)，以葉片Cd含量為因變量(Y)，采用多元逐步回歸法進行擬合，每次擬合根據(jù)貢獻值排除1個變量，初始的AIC值為300.08，隨著變量的依次排除，AIC值逐漸減小(298.10～292.38)，最終基于Fv/Fm值(X6)和葉綠素a含量(X1)2個變量構(gòu)建回歸模型(表5)。根據(jù)未標準化回歸系數(shù)(偏回歸系數(shù))，發(fā)現(xiàn)葉片葉綠素a含量對葉片Cd含量的影響大于Fv/Fm值，模型表達式為Y=1 928.761-128.842X1-2 005.500X6(R2=0.850)。檢驗結(jié)果(圖4)顯示：葉片Cd含量的預(yù)測值與測定值間呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達0.941 2，說明本研究建立的模型具有較好的預(yù)測價值。

表5 回歸模型參數(shù)及方差分析結(jié)果

圖4 基于預(yù)測模型對杞柳葉片Cd含量的預(yù)測檢驗

3 討論和結(jié)論

Cd脅迫下葉片失綠是植株最明顯的癥狀之一[23,24]。研究表明：Cd導(dǎo)致植物葉片失綠最直接的原因是由于Cd可以替代葉綠素分子中的Mg，形成脫鎂葉綠素，從而破壞葉綠素分子結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致葉綠素降解、葉片失綠[25]。本研究中，不同濃度Cd處理(10和50 μmol·L-1CdCl2)均可導(dǎo)致杞柳4個品種葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素以及類胡蘿卜素含量不同程度的下降，且下降程度隨Cd濃度的提高而增加，這與當前大部分研究結(jié)果一致。相關(guān)研究結(jié)果[26]發(fā)現(xiàn)，白柳(SalixalbaLinn.)不同無性系在50 μmol·L-1CdSO4處理條件下，葉綠素a和葉綠素b以及總?cè)~綠素含量均有不同程度下降，而且葉綠素a含量比葉綠素b含量下降幅度更大，導(dǎo)致葉綠素a/b比值明顯下降。本研究也發(fā)現(xiàn)，Cd處理下，杞柳葉片葉綠素a含量的下降幅度大于葉綠素b含量，特別是‘一枝筆’，在低濃度Cd處理下，葉綠素b含量與對照無顯著差異，說明低濃度Cd處理并未明顯引起‘一枝筆’葉片葉綠素b含量的降解。Kummerová等[27]發(fā)現(xiàn)，Cd脅迫下，葉綠素a比葉綠素b具有更快的降解速率。由此可見，葉綠素a對Cd脅迫可能具有更高的敏感性。相關(guān)性分析結(jié)果顯示：杞柳葉片的葉綠素a含量與葉片Cd含量的相關(guān)系數(shù)達-0.910，具有極顯著(P<0.01)負相關(guān)關(guān)系。類似的結(jié)果也在其他樹種中發(fā)現(xiàn)，Doganlar等[28]發(fā)現(xiàn)，在污染環(huán)境中生長的夾竹桃(NeriumoleanderLinn.)葉片的葉綠素含量與Fe、Pb和Zn等金屬元素含量呈顯著負相關(guān)。Grajek等[29]采用離體葉綠素分子研究Cd2+對葉綠素降解的影響，發(fā)現(xiàn)隨著溶液中Cd2+的增加，越來越多的Cd2+替代葉綠素結(jié)構(gòu)中的Mg2+，破壞葉綠素的結(jié)構(gòu)和功能，導(dǎo)致葉綠素含量進一步下降，而這種下降與溶液中Cd2+濃度呈線性關(guān)系。因此，推測葉片葉綠素含量下降在一定程度上可以反映葉片Cd濃度的增加。

葉綠素含量變化會影響葉綠素熒光參數(shù)，葉綠素熒光參數(shù)對重金屬極為敏感，已被廣泛用于評價植物葉片對重金屬的耐性[23,30,31]。黃鑫浩等[30]從能量平衡及分配角度揭示Pb脅迫下木荷(SchimasuperbaGardn. et Champ.)和欒樹(KoelreuteriapaniculataLaxm.)PSⅡ運轉(zhuǎn)狀況，提出Y(NO)和Y(NPQ)值可作為植物Pb脅迫的評價指標。盡管已有大量研究報道重金屬誘導(dǎo)葉綠素熒光參數(shù)變化，然而，有關(guān)葉綠素熒光參數(shù)與葉片重金屬含量之間相關(guān)性的研究并不多。Kitao等[16]發(fā)現(xiàn)，葉綠素熒光參數(shù)與葉片Mn的積累能力相關(guān)，葉片Mn含量越高，F(xiàn)v/Fm值越低，F(xiàn)v/Fm值可作為判斷Mn毒性的標準。本研究發(fā)現(xiàn)，與對照相比，不同濃度Cd處理導(dǎo)致杞柳4個品種葉片F(xiàn)v/Fm值均顯著下降，且Fv/Fm值與葉片Cd含量呈極顯著負相關(guān)(相關(guān)系數(shù)為-0.866)，說明Fv/Fm值低的葉片往往積累更多的Cd。Pietrini等[31]基于葉綠素熒光圖像，結(jié)合能量色散型X射線熒光(ED-XRF)定點測定，發(fā)現(xiàn)白柳SS5葉片壞死斑點具有極低的Fv/Fm值，同時檢測到極強的Cd信號，進一步說明葉片F(xiàn)v/Fm值與Cd含量的相關(guān)性。然而，已有研究[26]發(fā)現(xiàn)，50 μmol·L-1CdSO4盡管抑制了白柳葉片PSⅡ活性，使Fv/Fm值下降，但并未改變Fo值，認為僅利用Fv/Fm值并不能精確評價白柳不同無性系的Cd耐性程度，這與Pietrini等[23,32]的結(jié)論相似。由此可見，在利用葉綠素熒光參數(shù)評價植物對重金屬的耐性和積累能力時，應(yīng)考慮多種參數(shù)，篩選最敏感或相關(guān)性最強的參數(shù)進行評價。

Rossi等[33]研究了歐洲油菜(BrassicanapusLinn.)地上部Cd積累量與生物量、光合參數(shù)、葉綠素熒光參數(shù)等因子的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)根系鮮質(zhì)量和Fv/Fm值是影響地上部Cd吸收的主要因子，并據(jù)此建立回歸模型?；诖耍狙芯吭谀Ｐ蜆?gòu)建過程中，選取了與葉片Cd含量具有極強相關(guān)性(相關(guān)系數(shù)絕對值大于0.8)的6個因子進行擬合，最終建立基于葉綠素a含量和Fv/Fm值的預(yù)測模型，且葉片葉綠素a含量對Cd含量的影響大于Fv/Fm值?？傮w而言，利用該模型對葉片Cd含量進行預(yù)測，解釋率可達80%以上(R2=0.850)。

綜上所述，本研究構(gòu)建了基于葉綠素a含量和Fv/Fm值的杞柳葉片Cd含量預(yù)測模型，為快速篩選和評價杞柳葉片Cd積累能力提供了參考，該模型是對柳屬(SalixLinn.)植物葉片Cd含量預(yù)測方法的新探索。然而，該模型是基于室內(nèi)控制條件下建立的，在實際應(yīng)用過程中，還應(yīng)進一步擴大使用范圍或樣本量，如對重金屬污染礦區(qū)的杞柳葉片Cd含量進行預(yù)測，或增加杞柳品種的種類，從而進一步驗證模型的有效性并優(yōu)化模型。