铜胁迫对白三叶和高羊茅混种富集特性及抗性的影响

doi:10.16036/j.issn.1000-2650.2018.06.009

摘要/Abstract

摘要： 【目的】研究铜胁迫下白三叶（Trifolium repens）和高羊茅（Festuca elata）混种铜富集特性及抗性变化规律。【方法】采用人工控制性盆栽试验,将白三叶和高羊茅进行1∶1混种,设置0、50、100、150、200、250、300 mg/kg共7种铜胁迫水平,测定2种植物的叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量及铜积累量、富集系数、转运系数。【结果】①随着铜胁迫浓度增加,2种植物叶绿素含量呈先增后降趋势,可溶性糖和可溶性蛋白含量呈逐渐下降趋势,当铜浓度为250 mg/kg时,2种植物叶绿素和可溶性蛋白含量均受明显抑制;②2种植物对铜积累量和富集系数均随铜浓度增加而增加。当铜浓度达到200 mg/kg时,2种植物铜转运系数大于1且均达最大值。【结论】高羊茅和白三叶采用1∶1混种方式,可望在土壤铜浓度<250 mg/kg的污染区作为植物修复应用材料。

关键词: 铜, 白三叶, 高羊茅, 混种, 富集, 抗性

Abstract: 【Objective】 The aim of this study was to understand the enrichment and resistance of mixed com-munity of white clover(Trifolium repens) and tall fescue(Festuca elata) under copper (Cu) stress. 【Method】 A pot experiment was conducted to investigate the chlorophyll, soluble sugar, soluble protein, bioconcen-tration factors, translocation factors and the copper content of mixed community of white clover and tall fescue (1∶1 planting) under Cu stress. Our experiment included 7 Cu levels (0, 50, 100, 150, 200, 250, 300 mg/kg). 【Result】 ①The chlorophyll content of the two crops increased first and then decreased with increasing copper stress. However, soluble sugar and protein content of the two crops showed a decreasing trend. When copper concentration was 250 mg/kg, it showed obvious toxic effects on two crops. ②The absorption and enrichment coefficients of copper in both aboveground parts and roots of the two crops increased with increasing copper concentration. When copper concentration was 200 mg/kg, the transport coefficients of the two crops was highest(>1). 【Conclusion】 The mixture (1∶1) of white clover and tall fes-cue could be used for remediation of contaminated soil where copper content was less than 250 mg/kg.

Key words: copper, Trifolium repens, Festuca elata., mixed cultivation, enrichment, resistance

中图分类号:

S181

邓乔予, 刘沛霖, 胡建成, 胡林容, 杨远祥. 铜胁迫对白三叶和高羊茅混种富集特性及抗性的影响[J]. 四川农业大学学报, 2018, 36(06): 772-777.

DENG Qiaoyu, LIU Peilin, HU Jiancheng, HU Linrong, YANG Yuanxiang. Effects of Copper Stress on the Enrichment Characteristics and Resistance of White Clover and Tall Fescue[J]. Journal of Sichuan Agricultural University, 2018, 36(06): 772-777.

参考文献 30

[1]	环境保护部,国土资源部. 全国土壤污染状况调查公报[J]. 中国环保产业, 2014, 36(5): 10-11.
[2]	李丽杰. 解析土壤重金属污染的现状与危害及修复技术[J]. 农业与技术, 2017, 37(4): 250.
[3]	BAKER A J M, MCGRATH S P, SIDOLI C, et al. The possi-bility of in situ heavy metal decontamination of polluted soils using crops of metal-accumulating plants[J]. Resources Conse-rvation & Recycling, 1994, 11(1-4): 41-49.
[4]	孙鑫, 娄燕宏, 王会, 等. 重金属污染土壤的植物强化修复研究进展[J]. 土壤通报, 2017, 48(4): 1008-1013.
[5]	刘周莉, 何兴元, 陈玮. 忍冬:一种新发现的镉超富集植物[J]. 生态环境学报, 2013, 22(4): 666-670.
[6]	李致颖, 韩旭, 吕月玲. 重金属铜污染土壤修复牧草植物选择研究[J]. 家畜生态学报, 2016, 37(12): 30-35.
[7]	赵达伟. 铜污染土壤的超富集、富集植物筛选[D]. 西安: 陕西师范大学, 2011.
[8]	王兴伟, 刘子芳, 范燕, 等. 混种黑麦草和三叶草对假繁缕镉积累的影响[J]. 四川环境, 2017, 36(2): 1-6.
[9]	黄科文, 廖明安, 林立金. 2种生态型三叶鬼针草的不同株数混种比例对其镉累积的影响[J]. 生态与农村环境学报, 2015, 31(5): 753-759.
[10]	李帅, 孟泽洪, 张莉, 等. 贵州岩溶山区混播草地昆虫群落的多样性[J]. 贵州农业科学, 2016, 44(9): 141-143.
[11]	刘敏, 龚吉蕊, 王忆慧, 等. 豆禾混播建植人工草地对牧草产量和草质的影响[J]. 干旱区研究, 2016, 33(1): 179-185.
[12]	祁军, 郑伟, 张鲜花, 等. 不同豆禾混播模式的草地生产性能[J]. 草业科学, 2016, 33(1): 116-128.
[13]	郑伟, 加娜尔古丽, 唐高溶, 等. 不同混播方式下豆禾混播草地群落稳定性的测度与比较[J]. 草业学报, 2015, 24(3):155-167.
[14]	王小玲, 高柱, 黄益宗, 等. 铜胁迫对3种草本植物生长和重金属积累的影响[J]. 生态毒理学报, 2014, 9(4): 699-706.
[15]	董袁媛, 孙竹, 杨洋, 等. 镉胁迫对黄麻光合作用及隔积累的影响[J]. 核农学报, 2017, 31(8): 1640-1646
[16]	蔡春婷, 汤克丽, 许旭萍, 等. 镉铅复合胁迫下根表铁锰氧化胶膜厚度对美洲商陆富集镉的影响[J]. 环境科学学报, 2017, 37(1): 298-307.
[17]	BRADFORD M M.A rapid and sensitive method for the quant-itation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding[J]. Analyst Biochemistry, 1976, 72(1): 248-254.
[18]	徐小逊, 董袁媛, 邓玉兰, 等. 镉胁迫对豨莶生长及光合作用相关参数的影响[J]. 农业环境科学学报, 2016, 35(9): 1672-1679.
[19]	杨远祥, 朱雪梅, 邵继荣, 等. 不同混种比例对白三叶和香根草锌镉富集的影响[J]. 水土保持学报, 2014, 28(1): 266-269.
[20]	兰兴平, 王峰. 禾本科牧草与豆科牧草混播的四大优点[J]. 四川畜牧兽医, 2004, 31(12):45.
[21]	王旭, 曾昭海, 胡跃高, 等. 豆科与禾本科牧草混播效应研究进展[J]. 中国草地学报, 2007, 29(4): 92-98.
[22]	刘登义. 铜污染对三叶草幼苗生长及活性氧代谢影响的研究[J]. 安徽师范大学学报, 2004, 15(1): 119-122.
[23]	黄永杰, 严密, 等. 铜污染对高羊茅生长及活性氧代谢影响的研究[J]. 水土保持学报, 2006, 20(6): 167-170.
[24]	艾萍, 张小磊, 符燕, 等. 芝麻苗期生长和生理特性对铜胁迫的响应[J]. 西北农业学报, 2011, 20(2): 90-94.
[25]	李娟, 全占军, 张春晖, 等. 植物铜耐性机理的研究进展[J]. 生态毒理学报, 2016, 11(3): 53-60.
[26]	段瑞军, 吴朝波, 王蕾, 等. 镉胁迫对海雀稗脯氨酸、可溶性糖和叶绿素含量及氮、磷、钾吸收的影响[J]. 江苏农业学报,2016, 32(2): 357-361.
[27]	王琰, 陈建文, 狄晓艳. 水分胁迫下不同油松种源SOD、POD、MDA及可溶性蛋白比较研究[J]. 生态环境学报, 2011, 20(10): 1449-1453.
[28]	崔爽, 周启星, 晁雷. 某冶炼厂周围8种植物对重金属的吸收与富集作用[J]. 应用生态学报, 2006, 17(3): 512-515.
[29]	林立金, 罗丽, 杨代宇, 等. 混种富集植物对牛膝菊镉积累的影响[J]. 水土保持学报, 2014, 28(6): 319-324.
[30]	MATTINA M I, LANNUCCI-BERGER W, MUSANTE C, et al.Concurrent plant uptake of heavy metals and persistent organic pollutants from soil[J]. Environmental Pollution, 2003, 124(3):375-378.