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锌胁迫下CO_2浓度升高对三种不同光合途径植物生长发育和锌积累的影响

舒丽娜

   随着社会的发展,多种人为原因导致土壤重金属污染严重,对生态环境造成危害。目前,有关CO2浓度升高与重金属复合作用对植物影响的文献较少,因.此在重金属胁迫下,研究提高CO2浓度对植物的生长发育、吸收和蓄积重金属能力的变化情况很重要,可以为生态安全和植物修复提供参考。本实验利用开顶式气室(Open-top Chamber,OTC)控制大气CO2浓度,研究三种不同光合途径植物(C3植物黑麦草、C4植物百喜草和CAM植物东南景天)在锌污染下对大气CO2浓度升高的响应。对植物的生长、植物地上部的PCs、Cys和GSH含量、土壤微生物生物量、植株锌含量及积累总量等指标进行分析,得出以下主要结果: (1)高CO2浓度均不同程度的增加了C3植物黑麦草、C4植物百喜草和CAM植物东南景天的株高、分蘖数、地上部和地下部干生物量,其中黑麦草和东南景天地上部和地下部干生物量增加均达到显著水平。提高大气CO2浓度时,三种植物根冠比变化不一致,有升有降。 (2)CO2浓度增加显著提高了黑麦草、百喜草和东南景天叶片的净光合速率(A)、胞间CO2浓度(Ci)及水分利用效率(WUE),但对气孔导度(gst)的影响不明显。土壤锌污染对三种植物的A、Ci、WUE和gst影响不大。 (3)提高CO2浓度时,锌污染土壤上,黑麦草根体积、百喜草根长和根尖数显著增加,东南景天的根长、表面积、根体积、根尖数及分叉数在两种土壤中均增加显著。锌污染显著降低了黑麦草和百喜草的各根系指标,东南景天各根系指标则在正常CO2浓度条件下因锌污染降低。 (4)黑麦草、百喜草和东南景天地上部均没有检测到PCs。在对照土壤上,高CO2浓度显著提高了黑麦草和东南景天地上部Cys含量。CO2浓度的提高显著增加东南景天地上部GSH含量。在正常CO2浓度条件下,锌污染土壤中黑麦草和东南景天地上部GSH含量增加显著;高CO2浓度时,锌污染则显著增加了东南景天地上部GSH含量。 (5)CO2浓度升高显著增加种植黑麦草土壤中的微生物生物量C,还增加了种植百喜草和东南景天土壤中微生物生物量N,但后者没有达到显著水平。 (6)在CO2升高条件下,黑麦草和百喜草地上部和地下部锌的含量都下降。但是东南景天地上部和地下部锌含量在锌污染土上随CO2的升高略有增加。提高CO2浓度,黑麦草和东南景天地上部锌累积总量显著增加;黑麦草根部锌积累总量在锌污染土上随CO2浓度提高而明显增加,东南景天根部锌积累总量在两种土壤上均显著增加,而百喜草增加量较小。三种植物地上部和地下部锌含量和锌蓄积总量都因锌污染极显著增加。 以上结果表明,大气CO2浓度的升高,增强了植物净光合作用速率,提高了植物水分利用效率,促进了植物根系的生长,改变了土壤微生物生物量,从而不同程度的增加了三种植物的生物量。黑麦草、百喜草和东南景天对锌污染均表现出极大的耐性,提高CO2浓度锌积累总量都为增加,其中黑麦草和东南景天增加显著。因此也许可以将提高大气CO2浓度与种植黑麦草和东南景天相结合,作为植物修复土壤锌污染的有利条件。……   
[关键词]:CO_2;锌污染;东南景天;生物量;净光合作用速率
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华中农业大学2010年