陳良華，徐　睿，楊萬(wàn)勤，張　健，胡相偉，高　順

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 生態(tài)林業(yè)研究所 林業(yè)生態(tài)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都611130)

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Cd污染下香樟和油樟幼苗N>、P、K的積累與分配特征

陳良華，徐睿，楊萬(wàn)勤，張健，胡相偉，高順

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 生態(tài)林業(yè)研究所 林業(yè)生態(tài)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都611130)

【目的】 研究2個(gè)樟科樹(shù)種養(yǎng)分積累及利用效率對(duì)鎘(Cd)污染的響應(yīng)特征，探討2個(gè)樹(shù)種在重金屬Cd脅迫條件下維持養(yǎng)分平衡能力的差異及對(duì)鎘污染土壤的適應(yīng)能力?！痉椒ā?以長(zhǎng)江流域的典型樟科樹(shù)種香樟和油樟為試驗(yàn)材料，研究不同Cd污染處理(0.12，2.5和5 mg/kg，對(duì)應(yīng)處理編號(hào)分別為對(duì)照、T1和T2)對(duì)2個(gè)樹(shù)種各器官中N、P、K含量和積累量、分配模式、化學(xué)計(jì)量比以及養(yǎng)分利用效率的影響?！窘Y(jié)果】 與對(duì)照相比，Cd污染條件下香樟N、P、K含量與積累量等指標(biāo)大多沒(méi)有顯著變化，而油樟的這些指標(biāo)常常在脅迫條件下顯著下降。Cd污染并未影響N、P、K在香樟各器官中的分配比例，但T2條件下油樟N、P、K向葉片的分配比例均顯著增加。各種Cd處理?xiàng)l件下2個(gè)樹(shù)種的N/P均小于14，Cd污染引起2個(gè)樹(shù)種莖中的N/P和粗根中P/K變化顯著。與對(duì)照相比，T1和T2處理下香樟的N、P、K利用效率未發(fā)生顯著變化，而油樟的N、P、K利用效率提高。【結(jié)論】 在Cd污染條件下，與香樟相比，油樟在維持N、P、K吸收與分配及維系養(yǎng)分平衡等方面對(duì)重金屬Cd脅迫更為敏感，受到的負(fù)面影響較大；在Cd污染區(qū)域，更適合栽培香樟用以修復(fù)土壤環(huán)境。

鎘污染；養(yǎng)分分配；樟科；養(yǎng)分利用效率

Cd污染是目前我國(guó)最為普遍、最為嚴(yán)重的重金屬污染之一，具有很強(qiáng)的生物毒性。Cd進(jìn)入食物鏈后會(huì)嚴(yán)重影響人類健康，長(zhǎng)期積累具有致癌、致畸和致突變的潛在風(fēng)險(xiǎn)，近年來(lái)的“Cd米”事件引起了社會(huì)對(duì)這一污染的高度關(guān)注。未污染的土壤Cd主要來(lái)源于成土母質(zhì)(0.1～0.2 mg/kg)，人為污染主要來(lái)源于礦產(chǎn)冶煉、工業(yè)廢水、汽車尾氣排放、農(nóng)用物資的施用以及大氣沉降等，這些過(guò)程導(dǎo)致大量的Cd遷移進(jìn)入土壤、水體和大氣環(huán)流[1-3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)Cd污染農(nóng)田面積已達(dá)20 萬(wàn)hm2，約占耕地面積的1/6[4]，因此，有效地控制和治理Cd污染刻不容緩。Cd是植物的非必需元素，長(zhǎng)期被Cd污染的土壤會(huì)影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育，引起生物多樣性、種群結(jié)構(gòu)和分布特征的改變[5-7]，植物則通過(guò)一系列分子和生理適應(yīng)機(jī)制適應(yīng)土壤污染的加劇，目前的研究主要關(guān)注以下方面：1)重金屬的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)律與調(diào)控過(guò)程，即關(guān)注Cd在植物與土壤系統(tǒng)間的遷移、轉(zhuǎn)化和富集過(guò)程；2)重金屬離子與脫毒因子結(jié)合以實(shí)現(xiàn)區(qū)隔化等脫毒過(guò)程；3)抗氧化系統(tǒng)激活和細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)過(guò)程[8-11]。但是，目前缺乏重金屬脅迫條件下養(yǎng)分吸收和分配、養(yǎng)分積累特征和利用效率變化等方面的相關(guān)研究，開(kāi)展此類研究將為Cd污染區(qū)域的植物栽培管理和生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

植物修復(fù)技術(shù)是最為經(jīng)濟(jì)、實(shí)用和環(huán)保的技術(shù)，這一技術(shù)首先要求植物能夠耐受較高濃度的重金屬污染并能在污染土壤中正常生存與繁衍。樟科(Lauraceae)的香樟與油樟是我國(guó)重要的鄉(xiāng)土樹(shù)種，同時(shí)也是樟科中生長(zhǎng)較為迅速的代表，生物量大的特征使其具有修復(fù)重金屬污染土壤的潛質(zhì)。這類樹(shù)種廣泛分布于長(zhǎng)江以南及西南地區(qū)，在城市綠化和生態(tài)建設(shè)中起著重要作用。這一區(qū)域的沖積土中Cd含量普遍偏高[12]，迄今為止并沒(méi)有相關(guān)研究關(guān)注這類樹(shù)種在Cd污染條件下的養(yǎng)分獲取、積累與分配模式變化和利用效率特性，因而限制了其在污染區(qū)域的推廣應(yīng)用和栽培管理。因此，本研究以香樟和油樟為對(duì)象，研究Cd污染土壤對(duì)這2種植物大量養(yǎng)分元素(N、P、K)的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)、積累與分配的影響，分析養(yǎng)分化學(xué)計(jì)量特征以及利用效率的變化，評(píng)估樹(shù)種間維持營(yíng)養(yǎng)平衡的能力、養(yǎng)分循環(huán)特征和脅迫耐受性等方面的差異，旨在為重金屬污染地區(qū)的樹(shù)種篩選、資源開(kāi)發(fā)和栽培管理提供參考。

1　材料與方法

1.1盆栽處理

2013年5月初選擇健康的香樟和油樟幼苗，剪去主根，將剩余根系于ABT生根粉溶液(50 mg/kg)中浸泡6 h。將浸泡后的苗木預(yù)栽培在含有混合培養(yǎng)基質(zhì)(V(沖積土)∶V(細(xì)沙)=3∶1)的苗床。待苗木新芽長(zhǎng)出約5 cm時(shí)，移栽長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗用于試驗(yàn)。試驗(yàn)共設(shè)置3個(gè)處理，使土壤中Cd含量分別為0.12(對(duì)照,CK)，2.5(T1)和5 mg/kg(T2)，其中對(duì)照中的Cd含量為土壤本底值。以上處理均是將Cd(NO3)2溶液(10 μmol/L)施入土壤充分混勻并平衡1個(gè)月后用于盆栽試驗(yàn)。每盆移栽1株幼苗，所用花盆為圓臺(tái)型(口徑30 cm、深25 cm)，每盆裝10 kg沖積土(含水量23%，最大田間持水量52%)，供試土壤采自四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)附近，為農(nóng)田中0～20 cm的表層土。同時(shí)收獲5株處理初期的幼苗，測(cè)算此時(shí)的生物量、養(yǎng)分含量及初始N、P、K積累量。試驗(yàn)于2013年6月初開(kāi)始，每處理9次重復(fù)，試驗(yàn)在半受控(只遮蔽雨水)的大棚中進(jìn)行，每次澆水均避免水分滲漏，以防止Cd流失。為避免施肥對(duì)重金屬脅迫的干擾效應(yīng)[10]，本研究在3個(gè)月的試驗(yàn)處理過(guò)程中不施肥。處理期間苗木生長(zhǎng)良好，未受到缺素的影響。

1.2取樣和試驗(yàn)分析

2013年9月初，每種苗木每處理隨機(jī)選擇5株，將苗木分為葉、莖、細(xì)根和粗根4部分，葉片和莖用自來(lái)水沖洗干凈后用去離子水潤(rùn)洗，而細(xì)根和粗根沖洗后用20 mmol/L Na-EDTA浸泡20 min，將清潔后的植物器官放入烘箱，于105 ℃殺青30 min后再于70 ℃烘至恒質(zhì)量，稱量各器官的干物質(zhì)量，取各器官樣品用不銹鋼粉碎機(jī)研磨后過(guò)篩(孔徑 0.246 mm)，以備N、P、K含量的測(cè)定。

植物樣品經(jīng)H2SO4-H2O2消煮后測(cè)定其中的N、P、K含量，N含量采用半微量凱氏定氮法[13]測(cè)定，P含量用鉬銻抗比色法[13]測(cè)定，K含量用原子吸收分光光度計(jì)(島津AA-7000火焰原子吸收光譜儀)法[14]測(cè)定，每次測(cè)定重復(fù)5次，結(jié)果取均值。

1.3數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)試驗(yàn)初期和結(jié)束時(shí)香樟、油樟幼苗各器官N、P、K積累量的差異，計(jì)算2個(gè)物種N、P、K的積累和分配特征。養(yǎng)分(N、P、K)利用效率指單位養(yǎng)分所產(chǎn)生的生物量，根據(jù)生物量增加量和N、P、K積累量計(jì)算，其公式如下：

養(yǎng)分(N、P、K)利用效率=生物量總量增加量/養(yǎng)分(N、P、K)的總積累量。

數(shù)據(jù)用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)2個(gè)樹(shù)種3個(gè)Cd處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA),并用Tukey法進(jìn)行處理間差異顯著性檢驗(yàn)(α=0.05)。利用二元方差分析(Two-way univariate analysis)檢驗(yàn)器官、Cd及其交互作用對(duì)N、P、K含量，N/P和P/K的顯著性效應(yīng)；分析樹(shù)種、Cd及其交互作用對(duì)N、P、K在各器官中的積累量及積累總量，總N/P，總P/K，養(yǎng)分(N、P、K)利用效率的顯著性效應(yīng)。

2　結(jié)果與分析

2.1Cd污染對(duì)香樟和油樟各器官中N、P、K含量的影響

Cd污染條件下，香樟和油樟幼苗各器官中N、P、K含量及二元方差分析結(jié)果見(jiàn)圖1和表1。

圖 1　Cd污染條件下香樟和油樟幼苗各器官的N、P、K含量(n=5)圖柱上標(biāo)不同小寫字母指同一器官不同處理間差異顯著(P<0.05)，標(biāo)不同大寫字母指同一處理不同器官間差異顯著(P<0.05)。下圖同F(xiàn)ig.1　N,P and K contents in different organs of C.camphora and C.longepaniculatum seedlings under Cd pollution (n=5) Different small letters indicate significant difference in each organ among different treatments (P<0.05),and different capital letters indicate significant difference in each treatment among different organs (P<0.05).The same below表 1　器官、Cd及其交互作用對(duì)香樟和油樟N、P、K含量及其比值影響的二元方差分析Table 1　Effect of organ,Cd and the interaction on N,P,K and their ratios of C.camphora and C.longepaniculatum

注：ns、*、**、***分別表示P>0.05,0.01

Note:ns,*,**,*** represent difference atP>0.05,0.01

由圖1和表1可見(jiàn)，在所有處理?xiàng)l件下，香樟和油樟葉片及細(xì)根N含量均顯著高于其他器官，2個(gè)樹(shù)種的N含量均受到了器官(作為獨(dú)立因子)的極顯著影響；與對(duì)照相比，T1和T2均沒(méi)有顯著影響2個(gè)樹(shù)種各器官的N含量，但二元方差分析表明Cd顯著影響了油樟的N含量。與其他器官相比，各處理香樟和油樟細(xì)根的P含量最高，T2處理顯著增加了香樟葉、莖和粗根中的P含量，但T1、T2處理總體顯著降低了油樟各器官的P含量，并且隨著Cd污染程度的增加P含量進(jìn)一步下降；二元方差分析表明，器官、Cd及其交互作用均極顯著影響了2個(gè)樹(shù)種的P含量。T2處理顯著增加了香樟葉片、莖和粗根中的K含量，但T1和T2處理均顯著降低了其細(xì)根中K含量；對(duì)于油樟而言，T1和T2處理明顯降低了莖、粗根和細(xì)根中的K含量，其中細(xì)根的K含量隨著Cd污染程度的增加進(jìn)一步下降，但T1和T2處理對(duì)其葉片的K含量影響不顯著；二元方差分析表明，器官、Cd及其交互作用均極顯著影響了2個(gè)樹(shù)種的K含量。

2.2Cd污染對(duì)香樟和油樟N、P、K積累與分配的影響

表2顯示，與對(duì)照相比，T1、T2處理均未顯著影響香樟幼苗各器官中的N積累量，也未顯著影響香樟幼苗的總N和總K積累量，但T2處理顯著增加了香樟幼苗的總P積累量。對(duì)油樟而言，T1和T2處理顯著降低了除葉片外其余器官的N、K積累量及其總積累量，T1和T2處理均顯著降低了油樟幼苗各器官的P積累量及總P積累量，并隨著Cd污染程度的增加而下降。表3表明，Cd顯著影響了2個(gè)樹(shù)種各器官中N、P、K的積累量及其總積累量。

表 2　Cd污染條件下單株香樟和油樟幼苗各器官的N、P、K積累量(n=5)Table 2　N,P and K accumulation in different organs of C.camphora andC.longepaniculatum seedlings under Cd pollution (n=5)　mg/株

注：同列數(shù)據(jù)后標(biāo)不同小寫字母表示同一指標(biāo)不同處理間差異顯著(P<0.05)，表4同。

Note:Different small letters indicate significant difference in each indexes among different treatments (P<0.05),Table 4 is same.

表 3　樹(shù)種、Cd及其交互作用對(duì)香樟和油樟幼苗各器官N、P、K積累量影響的二元方差分析Table 3　Effect of species,Cd and the interaction on N,P,and K accumulation in different organs of C.camphora and C.longepaniculatum

如圖2顯示，與對(duì)照相比，T1和T2處理未顯著改變N、P在香樟各器官中的分配比例，但T2處理顯著增加了K向香樟粗根分配的比例，K在其他器官的分配比例未受顯著影響。對(duì)油樟而言，與對(duì)照相比，T1處理并未顯著改變各器官N、P、K的分配比例，但是T2處理顯著降低了N在粗根和細(xì)根中的分配比例，顯著增加了N在葉片的分配比例；T2處理顯著降低了P在莖中和K在粗根中的分配比例，卻顯著增加了P和K在葉片中的分配比例。

圖 2Cd污染條件下香樟和油樟幼苗各器官中N、P、K的分配特征(n=5)

Fig.2Allocation characteristics of N,P and K in different organs ofC.camphoraandC.longepaniculatumseedlings under Cd pollution (n=5)

2.3Cd污染對(duì)香樟和油樟化學(xué)計(jì)量比及養(yǎng)分利用效率的影響

如圖3所示，與對(duì)照相比，T1和T2處理香樟與油樟葉片、粗根和細(xì)根N/P并未顯著變化，但T1和T2處理顯著降低了香樟莖N/P，顯著增加了油樟莖N/P。與對(duì)照相比，T1和T2處理香樟葉片、莖和細(xì)根P/K并未受到顯著影響，但T2處理顯著降低了粗根P/K；對(duì)于油樟而言，隨著Cd污染程度的增加，葉片和莖P/K逐漸下降，T2處理與對(duì)照差異達(dá)顯著水平，但T1和T2處理油樟粗根P/K卻明顯上升。二元方差分析結(jié)果(表1)表明，除器官與Cd的交互作用對(duì)油樟N/P影響不顯著外，其余的器官、Cd及其交互作用極顯著影響了2個(gè)樹(shù)種的N/P和P/K。

圖 3Cd污染條件下香樟和油樟幼苗各器官的N/P與P/K(n=5)

Fig.3N/P and P/K in different organs ofC.camphoraandC.longepaniculatumseedlings under Cd pollution (n=5)

表4顯示，與對(duì)照相比，T2處理顯著降低了香樟的總N/P，但并未顯著影響總P/K;T1和T2處理雖然一定程度上增加了油樟的總N/P、降低了總P/K，但與對(duì)照差異均并未達(dá)到顯著水平。T1和T2處理并未顯著影響香樟N、P、K利用效率，但T1和T2處理顯著增加了油樟P利用效率，對(duì)N、K利用效率的增加作用不明顯。二元方差分析結(jié)果(表5)表明，Cd獨(dú)立因子顯著影響了2個(gè)樹(shù)種幼苗的總P/K及P、K利用效率。

表 4　Cd污染條件下香樟和油樟幼苗總N/P、總P/K及N、P、K利用效率(n=5)Table 4　Total N/P,total P/K,N use efficiency (NUE-N),P use efficiency (NUE-P) and K use efficiency (NUE-K) of C.camphora and C.longepaniculatum seedlings under Cd pollution (n=5)

表 5　樹(shù)種、Cd及其交互作用對(duì)香樟幼苗總N/P、總P/K及養(yǎng)分利用效率影響的二元方差分析Table 5　Effect of species,Cd and the interaction on total N/P,total P/K and nutrient use efficiency of C.camphora and C.longepaniculatum

3　討　論

土壤中過(guò)量的Cd會(huì)影響土壤生物數(shù)量及活性，進(jìn)而影響礦質(zhì)元素的礦化[15]，也影響土壤養(yǎng)分的有效性；同時(shí)，重金屬離子可能與土壤中的其他礦質(zhì)元素相互作用，從而影響植物根系對(duì)養(yǎng)分元素的吸收。朱翠娟[16]發(fā)現(xiàn)，重金屬離子與陽(yáng)離子養(yǎng)分多為拮抗作用，與陰離子因土壤理化性質(zhì)的不同有時(shí)表現(xiàn)為拮抗作用，有時(shí)表現(xiàn)為協(xié)同作用。許多研究表明，重金屬離子在根系中的過(guò)量積累還會(huì)引起膜透性增大[17]，從而造成養(yǎng)分同化代謝的紊亂，比如重金屬脅迫條件下，植物同化氮素的關(guān)鍵酶——硝酸還原酶(NR)活性下降[18]；Cu脅迫會(huì)降低酸性磷酸酶的分泌及其在根系組織中的活性，從而影響植物正常的磷生理代謝[19]，這些都會(huì)影響植物的營(yíng)養(yǎng)特征和養(yǎng)分平衡。本研究表明，Cd脅迫下，2個(gè)近緣樹(shù)種之間在維持營(yíng)養(yǎng)元素的吸收與同化等方面存在顯著差異，油樟在Cd脅迫條件下各個(gè)器官P和K含量均表現(xiàn)出了一定程度下降，其中根系中的P、K含量下降程度較大，說(shuō)明Cd污染條件下油樟根系對(duì)P、K的吸收、同化和轉(zhuǎn)運(yùn)均被顯著抑制，最終可能會(huì)導(dǎo)致根系中的離子失衡。對(duì)于香樟而言，Cd污染條件下除細(xì)根P、K含量有一定程度下降之外，其他器官P和K含量大多有一定程度上升，因此認(rèn)為Cd污染主要影響了香樟對(duì)P和K的轉(zhuǎn)移與分配。T2條件下香樟的總P積累量顯著增加，可能是因?yàn)橐欢ǔ潭鹊腃d脅迫作為環(huán)境信號(hào)，激活了相關(guān)抗性防御機(jī)制，提高了相關(guān)酶活性[20]，其他學(xué)者也觀察到類似現(xiàn)象[21]，據(jù)此推測(cè)P素富集可能有利于Cd解毒，但具體機(jī)制需要深入研究。本研究結(jié)果表明，與對(duì)照相比，T2條件下香樟地上部分(葉和莖)K含量明顯增加，而高濃度的K離子則有利于調(diào)節(jié)細(xì)胞的滲透勢(shì)，在穩(wěn)定葉片細(xì)胞膨壓、維持穩(wěn)定的光合速率等方面具有積極的作用[22]。由此可見(jiàn)，Cd污染條件下香樟比油樟具有更強(qiáng)的維持養(yǎng)分吸收和營(yíng)養(yǎng)平衡的能力。

植物N、P、K作為植物主要的營(yíng)養(yǎng)元素，在植物的器官之間存在生物內(nèi)循環(huán)機(jī)制以適應(yīng)不同的環(huán)境條件[23]，營(yíng)養(yǎng)元素的積累總量和分配格局也是衡量植物生長(zhǎng)潛力的重要指標(biāo)，可以反映植物對(duì)環(huán)境變化的綜合響應(yīng)[12]。本研究中，與對(duì)照相比，T1和T2處理降低了油樟各器官N、P、K積累量及其總積累量，這可能會(huì)給油樟幼苗的生長(zhǎng)造成負(fù)面影響。然而，在Cd污染條件下香樟N、P、K營(yíng)養(yǎng)特征仍能保持穩(wěn)定，說(shuō)明在營(yíng)養(yǎng)富集方面香樟對(duì)Cd并不敏感，受到的負(fù)面影響較小。此外，人們通常認(rèn)為植物器官之間對(duì)養(yǎng)分相互競(jìng)爭(zhēng)，存在養(yǎng)分分配的權(quán)衡機(jī)制[24-25]，器官間有效的權(quán)衡能使得生存、防御、生長(zhǎng)和繁殖等方面的效益達(dá)到最大，從而使植物能更好地適應(yīng)環(huán)境變化[26-27]。本研究中，香樟在Cd污染條件下N、P、K元素的分配特征變化較小，但在油樟中發(fā)生了顯著變化，N、P、K向葉片的分配比例明顯增加，而在其他器官中則發(fā)生了一定程度的下降，說(shuō)明Cd污染條件下油樟將有限的養(yǎng)分優(yōu)先分配給了葉片，以保持穩(wěn)定的C固定率，減輕Cd對(duì)葉片的傷害及對(duì)樹(shù)種生長(zhǎng)的負(fù)面影響。

植物的N/P和P/K是確定植物受限元素的重要指標(biāo)，是環(huán)境和植物共同作用的結(jié)果，決定了植物的生長(zhǎng)策略和適應(yīng)特征[28]。植物葉片保持穩(wěn)定的N/P是正常生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)。Klausmeier等[29]認(rèn)為，植物葉片的最適N/P應(yīng)為14～16，大于16植物主要缺P，小于14則主要缺N。本研究中2個(gè)樹(shù)種的N/P均低于14，說(shuō)明2個(gè)樹(shù)種的生長(zhǎng)均不同程度受到N的限制。值得注意的是，Cd污染條件下，2個(gè)樹(shù)種葉片、粗根和細(xì)根的N/P比較穩(wěn)定，只有莖的N/P發(fā)生了顯著變化，可見(jiàn)是因?yàn)榍o的P含量發(fā)生了顯著變化，說(shuō)明Cd脅迫條件下莖中P儲(chǔ)存庫(kù)的源匯格局發(fā)生了變化，其中香樟莖的生長(zhǎng)轉(zhuǎn)向缺N，而油樟莖的生長(zhǎng)主要缺P；T2處理下香樟總N/P顯著下降也說(shuō)明Cd污染使得香樟生長(zhǎng)較為缺N，可以通過(guò)施加外源N來(lái)補(bǔ)充一定的N素，使香樟更好地適應(yīng)Cd脅迫條件[10]。2個(gè)樹(shù)種P/K的變化主要發(fā)生在粗根中，說(shuō)明粗根除了作為植物的物理支撐和重要的碳庫(kù)之外[30]，也是重要的養(yǎng)分庫(kù)，Cd脅迫條件下粗根P或K的再分配也顯得十分活躍。此外有大量研究表明，脅迫環(huán)境會(huì)引起植物的資源受限，植物需要提高資源利用效率以適應(yīng)逆境。本研究Cd脅迫條件下，香樟的N、P、K利用效率均未發(fā)生顯著變化，但油樟的這些參數(shù)均有一定上升，尤其是P利用效率，可以推斷在Cd污染條件下油樟受到了P素的限制，促使其采取提高P利用效率的保守策略來(lái)適應(yīng)重金屬Cd脅迫逆境。

4　結(jié)　論

Cd污染條件下，香樟和油樟在N、P、K養(yǎng)分的吸收與同化、積累與分配以及養(yǎng)分利用效率等方面表現(xiàn)出了不同的敏感性和適應(yīng)性。與香樟相比，油樟N、P、K積累量及其在器官之間的分配更容易受到Cd污染的影響，尤其是P和K；Cd污染條件下，油樟將更多N、P、K養(yǎng)分向葉片分配以維持其光合速率與生長(zhǎng)，并通過(guò)提高N、P、K利用效率的策略來(lái)適應(yīng)逆境；香樟的N、P、K積累與分配受Cd影響較小，在各器官的分配比例并沒(méi)有受到Cd污染的顯著影響。2個(gè)樹(shù)種的養(yǎng)分響應(yīng)和適應(yīng)特征說(shuō)明，Cd污染對(duì)油樟的營(yíng)養(yǎng)平衡造成了負(fù)面影響，物種之間的這些差異主要是遺傳和生態(tài)適應(yīng)性差異造成的。由此可見(jiàn)，在Cd污染區(qū)域，更適合栽培香樟用以修復(fù)受Cd污染的土壤環(huán)境。

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N,P and K accumulation and allocation pattern ofCinnamomumcamphoraandC.longepaniculatumseedlings under Cd pollution

CHEN Lianghua,XU Rui,YANG Wanqin,ZHANG Jian,HU Xiangwei,GAO Shun

(KeyLaboratoryofEcologicalForestryEngineering,InstituteofEcology&Forestry,SichuanAgriculturalUniversity,Chengdu,Sichuan611130，China)

【Objective】 The nutrient accumulation and nutrient use efficiency in two Lauraceae species was detected to discuss the differences in maintaining nutrient balance between them and to estimate their adaptation capacity in soils polluted by heavy metals.【Method】 Two typical species in Yangtze River basin, i.e.,CinnamomumcamphoraandC.longepaniculatum,were used to detect effects of different cadmium (Cd) pollution levels (0.12 mg/kg,CK;2.5 mg/kg,T1;and 5 mg/kg,T2) on content,accumulation,allocation pattern,stoichiometric ratio,and nutrient use efficiency of N,P,and K.【Result】 Compared to control,there was no significant change in most parameters in contents and accumulations of N,P,and K inC.camphorawhen exposed to Cd pollution.In contrast,most of these parameters significantly decreased inC.longepaniculatum.Cd pollution did not significantly affect the nutrient allocation pattern of N,P and K inC.camphora,whereas the allocated N,P and K to leaves increased inC.longepaniculatumunder T2.In all conditions,the ratios of N to P in all organs of both species were lower than 14.N/P changed greatly in stems,while P/K varied greatly in coarse roots in both species.Compared to control,there was no significant change in use efficiencies of N,P or K inC.camphora,whereasC.longepaniculatumexhibited higher N,P and K use efficiencies.【Conclusion】C.longepaniculatumwas more sensitive to heavy metal stress,and had more negative effects thanC.camphorain terms of nutrient uptake,allocation,and maintenance of nutrient balance under Cd pollution.Therefore,C.camphorais more suitable for remediation of Cd polluted soils thanC.longepaniculatum.

Cd pollution;nutrient allocation;Lauraceae;nutrient use efficiency

時(shí)間:2016-09-0709:02DOI：10.13207/j.cnki.jnwafu.2016.10.013

2015-03-19

四川省科技廳應(yīng)用基礎(chǔ)項(xiàng)目(2013JY0083)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31300513)；“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2011BAC09B05)；四川省教育廳基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(13ZB0280)

陳良華(1982-)，男，四川瀘州人，博士，主要從事植物生理研究。E-mail:chenlh@sicau.edu.cn

高順 (1977-)，男，河南西平人，副研究員，主要從事植物抗逆性和環(huán)境修復(fù)研究。E-mail:shun1220@yahoo.com

S792.230.1；Q945.79

A

1671-9387(2016)10-0091-09

網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20160907.0902.026.html