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铜对苹果幼树和砧木实生苗的毒害机理及化学修复效应研究

孙百晔

  随着社会的发展,人类对生态环境的干扰日益加剧,工业和农业生产常造成土壤铜污染。在工业上,铜矿的开发,铜矿尾砂的不恰当处理,铜矿冶炼以及铜制品的生产;在农业上,含铜农药(特别是波尔多液)的喷洒,污水灌溉,以及含铜污泥和厩肥的施用,都会导致土壤铜的局部累积,使土壤退化,造成污染。本论文是在调查果园土壤铜状况的基础上,研究在棕壤土(中国土壤系统分类:简育湿润淋溶土)上铜对盆栽苹果树嫁接苗和四个苹果砧木品种实生苗的毒害机理。同时探讨高量铜下配施铁、钙、钾和有机肥对铜污染土壤的化学修复作用和对盆栽苹果树铜毒害的缓解作用。1.铜对苹果树的毒害症状高铜胁迫使藤木一号苹果树叶片呈网纹状失绿、严重的出现褐斑。而且其毒害症状随季节和时间的变化而变化,栽培后的生长初期无明显影响→春梢快速生长期生长迟缓、植株矮小→雨季之后,症状减轻→来年春季,萌发及生长迟缓、叶片黄化→雨季之后,症状减轻→进入秋季,叶片出现褐斑。高铜胁迫的苹果树根系不发达,占据空间小,根毛少,呈现簇生现象,新生根所占数量极少,抵抗其它病害的能力下降,发现除空白处理外,土壤中施加铜的果树根系均感染了白纹羽病。2.高铜胁迫对苹果树及砧木生长势的影响高铜胁迫使苹果树生长迟缓,各处理进入春梢快速生长期的相对时间(y)与土壤施铜量(x)之间呈极显著的正相关,高铜处理进入春梢快速生长期的时间比对照晚37天。铜胁迫使苹果树生物量降低,高铜处理Cu320的生物总量只有对照处理CuO的58.09%,各处理的总生物量(y)与土壤施铜量(x)之间呈显著的负相关。由此方程预测使生长在棕壤上的藤木一号苹果树生物量减少10%的土壤施铜量为77.56mgCu/kg土。苹果砧木品种之间存在对铜敏感程度和抗铜能力的差异。随铜处理浓度的增加,铁车海棠、平邑甜茶和八棱海棠的株高、胸径及生物量出现明显下降的趋势,而圣井海棠则呈先升高后降低的趋势,因而从这些指标综合判断,圣井海棠是相对其它三个品种具有较抗铜毒害能力的品种。3.高铜胁迫对苹果砧木体内中微量元素含量的影响高铜胁迫使各砧木品种体内铜含量显著升高,而且大部分铜积累在根系中,四个砧木品种(圣井海棠、铁车海棠、平邑甜茶和八棱海棠)根中铜含量分别是茎山东农业大学硕士学位论文中铜含量的17.08倍、27.03倍、29.97倍和5.27倍:是叶中铜含量的26.18倍、sl.55倍、56.91倍和14.门倍。高铜胁迫抑制各砧木品种根系对铁、钙、锌、镁的吸收,并抑制这些必需中微量元素向地上部运输和在各器官中的积累。但也有元素和品种间的差别。4.高铜胁迫对苹果树叶片中POD同工酶的影响本文利用生化技术从保护性同工酶角度探讨铜对苹果树毒害的生化原因。发现苹果叶片中具有十种POD同工酶。高铜胁迫使苹果树体内产生大量毒害物质,导致三种 POD同工酶(e、f、g)的活性升高,这是植株在长期的进化过程中形成的对高铜胁迫的保护性反应;但高铜胁迫却使多数POD同工酶(a、c、d、h、i、j以及b)活性降低,不能再继续发挥保护细胞的作用,这必然导致毒害物质的大量积累。多数同工酶活性的降低和毒害物质的积累是导致铜毒害产生的原因之一。5.高铜胁迫对果树细胞膜的损伤作用高铜胁迫导致果树叶片细胞电解质及钾离于外渗增加,土壤施铜320mgCu/kg时叶片细胞电解质相对渗出率和钾离子相对渗出率分别比对照增加85.54%和门二1%。这说明在高铜胁迫下,苹果树的细胞膜受到严重损伤,选择透性大大降沃,而透性则大幅度增加,导致细胞内营养物质外渗,从而产生铜对苹果树的毒害现象。铜对细胞膜的损伤是造成植株铜毒害的原因之一。6.高铜胁迫对果树光合作用的抑制作用通过铜胁迫对藤木一号苹果树单叶光合作用的影响研究发现,苹果树的光合速率h)与土壤施铜量(X)之间呈极显著的负相关关系(y=-0刀 198X+17.64,r-0.9783‘“)。士壤施铜量320mgCujkg时,苹果树叶片光合速率比对照降低了33.52%。高铜胁迫对苹果树光合作用的强烈抑制,导致了光合同化产物的减少,也就影响了果树的代谢和生长。7.各种化学修复物质对铜毒害苹果树的修复效应在棕壤上,钙、铁、钾和有机肥由于离子间的相互作用,加之修复了部分POD同工酶对细胞的保护功能,减少了部分铜毒害产生的毒害物质(同工酶e沼的底物),从卜“一曰方面不二们仓上起更了缓解铜对苹果树的毒害作用,仗”-”的果树生长势、抗;。力、细cd脐适枉、_合作用等指标有不同程度的恢复。综台ZLo言,钙、……   
[关键词]:铜污染;土壤;化学修复;铜毒害;膜透性;光合;POD同工酶
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:山东农业大学2002年