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NaCl脅迫下鹽生草在不同重金屬處理下的萌發(fā)特性分析

2019-04-16 05:20:30侯靜靜李葆春汪軍成姚立蓉邊秀秀司二靜孟亞雄馬小樂王化俊
草地學(xué)報 2019年1期
關(guān)鍵詞:鹽生發(fā)芽勢貢獻率

侯靜靜, 李葆春, 汪軍成, 姚立蓉, 邊秀秀, 胡 娜, 司二靜, 楊 軻, 孟亞雄, 馬小樂, 王化俊 *

(1. 甘肅省干旱生境作物學(xué)重點實驗室/甘肅省作物遺傳改良與種質(zhì)創(chuàng)新重點實驗室, 甘肅 蘭州 730070; 2. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 甘肅 蘭州 730070;3. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院, 甘肅 蘭州 730070)

近年來土壤污染問題日益突出,據(jù)報道,我國次生鹽漬化的土壤面積為7 700 萬hm2,占到農(nóng)業(yè)土壤總面積的30%以上,并呈逐年增加的趨勢[2]。受重金屬污染的土壤大約有2 000 萬hm2,占全國農(nóng)田總面積的1/6,每年大約有1 200 萬噸糧食受不同程度的重金屬污染,合計經(jīng)濟損失至少達200 億元[3]。重金屬和次生鹽漬化復(fù)合污染的加重,除了自然因素,主要是由于盲目過度施肥與灌溉,引起土壤板結(jié)、酸化、次生鹽漬化等問題加劇了重金屬的遷移性[4-5],且重金屬具有生物累積性,不能被生物體降解,積累在土壤中的重金屬通過食物鏈在動植物以及人體內(nèi)富集[6-7]。

重金屬污染鹽漬化土地的改良問題迫在眉睫,植物修復(fù)技術(shù)是指通過植物生命活動將土壤中重金屬提取、吸收、轉(zhuǎn)化、分解或固定,從而減少土壤中有害重金屬污染,具有成本低廉、操作簡便、二次污染易控制、處理效果好且能大面積推廣應(yīng)用等優(yōu)點,其機理研究及應(yīng)用前景備受關(guān)注[8]。植物修復(fù)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵是培育篩選出重金屬富集能力較強的植物[9]。鹽生草(Halogetonglomeratus)是中央種子目(Centrospermae),藜科(Chenopodiaceae),一年生草本植物。主要分布于甘肅、青海、新疆及西藏等地[10],具有較強的抗旱耐鹽堿地特性,其鹽分葉片區(qū)隔化和根系的限制性吸收是鹽生草最主要耐鹽機制[11]。鹽生草在西北地區(qū)重金屬污染嚴重的土地上為優(yōu)勢植物種群,所以使用鹽生草作為重金屬污染鹽堿地修復(fù)的材料具有重要意義。

有研究表明,在植物生長過程中,種子萌發(fā)和早期幼苗生長階段(防御機制未健全)對金屬毒性很敏感,可以將種子的萌發(fā)和早期幼苗的生長狀況作為毒性試驗來測試植物對金屬的耐性[12]。鑒于此,本研究首次以西北地區(qū)抗旱耐鹽堿地的特色鹽生植物―鹽生草為材料,在模擬鹽環(huán)境(100 mmol·L-1NaCl)下進行重金屬Cu2+,Zn2+,Ni2+,Cd2+,Pb2+不同濃度處理的單一脅迫萌發(fā)實驗,以期為鹽生草在重金屬污染鹽漬化土地植物修復(fù)技術(shù)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

1.1.1試驗材料 鹽生草種子由甘肅省干旱生境作物學(xué)重點實驗室—麥類遺傳育種實驗室提供。

1.1.2試驗試劑 75%乙醇溶液;2%次氯酸鈉溶液;用去離子水配制濃度C=100 mmol·L-1的NaCl溶液;用CuSO4·5H2O配制含Cu2+溶液的母液;用ZnSO4·7H2O配制含Zn2+溶液的母液;用NiCl2·6H2O配制含Ni2+溶液的母液;用Cd3O12S3·8H2O配制含Cd2+溶液的母液;用PbCl2配制含Pb2+溶液的母液。以上配制母液的溶液均為100 mmol·L-1的NaCl溶液。通過預(yù)試驗結(jié)果,以母液稀釋各離子濃度梯度(表1)所示:

表1 試驗中配制的不同濃度5種重金屬溶液Table 1 Different concentrations of 5 heavy metal solutions in the test

1.2 試驗方法

1.2.1種子預(yù)處理 選取大小均一飽滿的鹽生草種子,倒入離心管中,加入75%(v/v)的乙醇,震蕩30 s,用移液槍移除上清液;加入去離子水(ddH2O),震蕩后吸除,重復(fù)3次;加入2%(v/v)次氯酸鈉溶液,震蕩1.5 min,移除上清;加入去離子水(ddH2O),震蕩后吸除,重復(fù)3次;然后用濾紙將種子上的水吸干[13]。

1.2.2萌發(fā)試驗 將消毒后的種子均勻放置于鋪有雙層濾紙的不同離子濃度培養(yǎng)皿發(fā)芽床中,培養(yǎng)皿經(jīng)高壓蒸汽滅菌。每盒均勻放入50粒種子,進行不同重金屬及濃度處理的萌發(fā)實驗。每個處理設(shè)置3次重復(fù)。以濃度C=100 mmol·L-1的NaCl溶液(0.70%含鹽量)作為對照,此濃度依據(jù)我國土壤鹽漬化分級標(biāo)準(zhǔn),屬于中度鹽漬化(0.50%~1.00%),該濃度也為鹽生草適宜生長的鹽濃度[11]。封口膜密封培養(yǎng)皿,置與溫度為20℃,光照時間為16 h(晝)/8 h(夜),光強1 000 Lx,相對濕度為50%~60%的環(huán)境下培養(yǎng)。

1.2.3指標(biāo)測定方法 發(fā)芽勢(germination energy,GE)=3 d內(nèi)發(fā)芽種子粒數(shù)/種子總粒數(shù)×100%,以露白界定為種子萌發(fā)[14];

發(fā)芽率(germination rate,GR)=7 d內(nèi)發(fā)芽種子粒數(shù)/種子總粒數(shù)×100%[15];

幼苗株高(seedling height,SH):生長7 d后,采用WinRHIZO根系掃描儀測量;

鮮重(fresh weight,F(xiàn)W):生長7 d后,去離子水(ddH2O)沖洗材料,濾紙吸干表面水分,用電子分析天平稱其質(zhì)量,以50株計算;

干重(dry weight,DW):將測完鮮重的材料放置40℃烘箱4 d,取出用電子分析天平稱其質(zhì)量,以50株計算;

離子含量(ion content,IC):將測完干重的材料研磨至粉末狀,采用原子吸收分光光度法進行檢測[16];

根系活力(root activity,RA):采用2,3,5,-三苯基四唑氯化物(TTC)還原測定法[17]。

1.2.4數(shù)據(jù)處理 試驗采用Microsoft Excel 2016進行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制,采用Genstat 19軟件進行單因素方差分析(ANOVA)和Duncan多重比較(P<0.05)。運用模糊數(shù)學(xué)(Fuzzy數(shù)學(xué))中的隸屬函數(shù)法將各項指標(biāo)測定值進行標(biāo)準(zhǔn)化,按照公式:

X(μ)=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)

分別計算每個金屬離子脅迫鹽生草生長的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、鮮重、干重、株高、活力在不同濃度下的具體隸屬函數(shù)值。式中X為該指標(biāo)內(nèi)某-測定值,Xmax和Xmin分別為該指標(biāo)內(nèi)的最大值和最小值[18]。采用SPSS25.0統(tǒng)計軟件,以不同濃度Cu2+,Zn2+,Ni2+,Cd2+,Pb2+重金屬離子脅迫鹽生草萌發(fā)生長的各項標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)進行聚類分析與主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 重金屬離子脅迫對鹽生草種子萌發(fā)指標(biāo)的影響

由表2可知,隨著重金屬Cu2+,Zn2+,Ni2+,Cd2+,Pb2+濃度的升高,鹽生草種子的發(fā)芽勢均呈先升高后降低的趨勢,分別于0.30 mmol·L-1,0.10 mmol·L-1,0.10 mmol·L-1,0.05 mmol·L-1,0.10 mmol·L-1達到最大值,其中Cu2+處理中發(fā)芽勢最大值與對照差異顯著(P<0.05),其他4種離子與對照差異均不顯著,表明鹽脅迫下低濃度的重金屬離子對植物生長具有一定促進作用,但超過一定濃度后表現(xiàn)為抑制。Cu2+在0.30 mmol·L-1~1.00 mmol·L-1處理顯著高于對照(P<0.05),發(fā)芽勢90%以上,具有明顯促進作用,當(dāng)其濃度為100.00 mmol·L-1時,發(fā)芽勢較對照顯著降低了18個百分點(P<0.05);Zn2+和Pb2+的各處理濃度間發(fā)芽勢均不顯著;Ni2+在0.10 mmol·L-1處理較50.00 mmol·L-1處理顯著降低了13.5%(P<0.05),其他處理間差異均不顯著;Cd2+在0.05 mmol·L-1,0.10 mmol·L-1顯著高于4.00 mmol·L-1處理(P<0.05),分別提高了25.42,16.06個百分點。重金屬離子脅迫鹽生草,隨著各自濃度的升高,發(fā)芽率亦表現(xiàn)為先升高后下降的趨勢,各處理分別于0.10 mmol·L-1,0.10 mmol·L-1,0.10 mmol·L-1,0.05 mmol·L-1,0.10 mmol·L-1達到最大值,但與對照之間差異不顯著,Cu2+,Pb2+均顯著高于最大濃度處理(P<0.05),Cd2+顯著高于1.50~4.00 mmol·L-1處理(P<0.05),Zn2+和Ni2+各處理間差異均不顯著。

2.2 重金屬離子脅迫對鹽生草幼苗鮮重和干重的影響

如圖1所示,隨著重金屬濃度的增加,鹽生草幼苗鮮重均呈現(xiàn)下降趨勢,且各處理與對照差異顯著(P<0.05)。Cu2+,Zn2+,Ni2+相同濃度處理下,鮮重進行比較:Zn2+>Ni2+>Cu2+。除Zn2+外的其余Cu2+,Ni2+,Cd2+,Pb2+的處理濃度分別在3.00~100.00 mmol·L-1,3.00~50.00 mmol·L-1,0.80~4.00 mmol·L-1,1.00~10.00 mmol·L-1時鮮重變化差異不顯著,最后趨于穩(wěn)定。除對照外,隨著重金屬濃度的增加,各重金屬處理中鹽生草幼苗干重均表現(xiàn)為持續(xù)降低的趨勢,其中Cu2+,Cd2+,Pb2+處理隨濃度增加逐漸趨于平穩(wěn),各處理的干重均低于對照且差異顯著(P<0.05),處理達到最大濃度時,與對照相比干重分別降低了30.1%,65.0%,30.1%;在Zn2+的0.10~10.00 mmol·L-1處理干重均高于對照,但差異不顯著,濃度為50.00 mmol·L-1時的干重較對照降低了27.2%,差異顯著(P<0.05);Ni2+的0.10 mmol·L-1和0.30 mmol·L-1濃度處理的干重均高于對照,而0.5~50.00 mmol·L-1處理干重均低于對照,但各處理與對照比較差異均不顯著。

表2 五種重金屬處理對鹽生草種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響Table 2 Effects of five heavy metals treatments on germination energy and germination rate of Halogeton glomeratus seeds

注:表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差;不同字母代表差異顯著(P<0. 05),下同;GI:發(fā)芽指標(biāo);GE:發(fā)芽勢;GR:發(fā)芽率;C:濃度

Note:The data in the
Table are mean±standard deviation;Different letters indicate significant differences at the 0.05 level,the same as below;GI:Germination index;GE:Germination energy;GR:Germination rate;C:Concentration

圖1 五種重金屬處理對鹽生草幼苗鮮重和干重的影響Fig.1 Effects of five heavy metals treatments on fresh weight and dry weight of Halogeton glomeratus seedlings

2.3 重金屬離子脅迫對鹽生草幼苗株高的影響

圖2看出,株高的變化趨勢與干重相接近,除對照外,隨著重金屬濃度的增加,各重金屬處理中鹽生草幼苗株高均表現(xiàn)為持續(xù)降低的趨勢,其中Cu2+,Cd2+,Pb2+的各濃度處理的鹽生草幼苗株高均低于對照,Cu2+各濃度處理均與對照差異顯著(P<0.05),且于3.00 mmol·L-1和10.00 mmol·L-1之間基本穩(wěn)定,Cd2+和Pb2+分別在0.05~0.20 mmol·L-1,0.10~0.30 mmol·L-1之間與對照差異不顯著,其他處理與對照差異均達顯著水平(P<0.05);Zn2+的0.10 mmol·L-1處理和Ni2+0.10 mmol·L-1及0.30 mmol·L-1處理高于對照。Cu2+,Zn2+,Ni2+,Cd2+,Pb2+脅迫鹽生草幼苗高度降為對照50%以下的濃度分別為0.50 mmol·L-1,10.00 mmol·L-1,3.00 mmol·L-1,2.00 mmol·L-1,1.00 mmol·L-1。

圖2 五種重金屬處理對鹽生草幼苗株高的影響Fig. 2 Effects of five heavy metals treatments on the seedling height of Halogeton glomeratus

2.4 重金屬離子脅迫對鹽生草幼苗離子含量的影響

圖3可得,隨著重金屬濃度的增加,Cu2+,Zn2+,Ni2+的含量逐漸上升,其中Cu2+的脅迫濃度在3.00 mmol·L-1時離子含量增長迅速,較1.00 mmol·L-1增加了4.34倍,Zn2+脅迫濃度達到20.00 mmol·L-1時的離子含量是濃度10.00 mmol·L-1的3.29倍,Ni2+呈現(xiàn)階梯式逐漸上升;Cd2+,Pb2+的含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,分別于2.50mmol·L-1和5.00mmol·L-1時達到最大值。Cu2+,Zn2+,Ni2+,Cd2+,Pb2+在0.10~1.00 mmol·L-1,0.10~0.30 mmol·L-1,0.10~1.00 mmol·L-1,0.05~0.20 mmol·L-1,0.10~0.50 mmol·L-1濃度處理鹽生草幼苗離子含量與對照差異均不顯著。

圖3 五種重金屬處理對鹽生草幼苗離子含量的影響Fig.3 Effects of five heavy metals treatments on the ion content of Halogeton glomeratus seedlings

2.5 重金屬離子脅迫對鹽生草幼苗根系活力的影響

將對照(CK)根系活力的OD值定為100%,其余各濃度指標(biāo)與之相比可以看出(表3),隨著處理濃度的增加,Cu2+,Zn2+脅迫鹽生草幼苗生長的根系活力呈先上升后下降趨勢,Cu2+的處理濃度在0.10 mmol·L-1鹽生草幼苗根系活力顯著高于對照和0.30 mmol·L-1處理,后二者之間差異不顯著,其他各處理均顯著低于對照(P<0.05),Zn2+濃度在0.10~5.00 mmol·L-1之間的幼苗根系活力雖略高于對照但差異不顯著;Ni2+,Cd2+,Pb2+根系活力呈現(xiàn)下降的趨勢,Ni2+,Pb2+各濃度處理的幼苗根系活力均顯著低于對照(P<0.05),Cd2+在0.05 mmol·L-1處理幼苗根系活力略低于對照但差異不顯著,其他處理均顯著低于對照(P<0.05)。Cu2+,Zn2+,Ni2+,Cd2+,Pb2+不足對照50%的濃度分別為3.00 mmol·L-1,30.00 mmol·L-1,1.00 mmol·L-1,2.50 mmol·L-1,10.00 mmol·L-1。

表3 五種重金屬處理對鹽生草幼苗根系活力的影響Table 3 Effects of five heavy metals treatments on the root activity of Halogeton glomeratus seedlings

注:RA:根系活力;C:濃度

Note:RA:Root activity;C:Concentration

2.6 綜合聚類分析及主成分分析

由于測定的各項指標(biāo)單位各不相同,首先運用模糊數(shù)學(xué)(Fuzzy數(shù)學(xué))中的隸屬函數(shù)法將各項指標(biāo)測定值進行標(biāo)準(zhǔn)化[19]。然后采用組間聯(lián)接—歐式距離法進行聚類分析。將Cu2+,Zn2+,Ni2+,Cd2+,Pb2+各處理濃度分別在歐式距離約為20,15,15,15,22處繪制跳變線,據(jù)此可將5種重金屬的處理濃度分別劃分為2個等級(圖4),得出Cu2+,Zn2+,Ni2+,Cd2+,Pb2+脅迫鹽生草萌發(fā)生長的臨界耐受濃度分別為:1.00 mmol·L-1,10.00 mmol·L-1,0.30 mmol·L-1,0.20 mmol·L-1,0.50 mmol·L-1。最后將各重金屬離子臨界耐受濃度的6個性狀進行主成分分析,不同重金屬離子的2個主成分的累積貢獻率均達到了100%,第1主成分的貢獻率大于第2主成分(表4),結(jié)合各重金屬離子的2個主成分與6個性狀的相關(guān)系數(shù)(因子成分矩陣,表5)可以看出。Cu2+第1主成分的貢獻率為80.716%,除干重指標(biāo)外,其他指標(biāo)均具有較大相關(guān)系數(shù),其中發(fā)芽勢,發(fā)芽率相關(guān)系數(shù)最大,達到了0.988,這2個性狀可以歸為萌發(fā)指標(biāo),第2主成分與干重有較高的正相關(guān)關(guān)系,但貢獻率僅為19.284%;Zn2+的第1主成分的貢獻率為75.980%,干重相關(guān)系數(shù)最大為0.998,第2主成分貢獻率為24.020%;Ni2+第1主成分的特征值是3.344,貢獻率為55.741%,0.971的發(fā)芽勢相關(guān)系數(shù)最大,第2主成分的特征值為2.656;Cd2+的第1主成分的貢獻率是64.697%,干重的相關(guān)系數(shù)最大且呈正向效應(yīng),為0.999,第2主成分的貢獻率是35.303%;Pb2+第1主成分的特征值時3.696,貢獻率為61.595%,發(fā)芽勢相關(guān)系數(shù)最大是0.978,第2主成分的特征值為2.304,貢獻率為38.405%。

圖4 五種重金屬處理不同濃度聚類樹狀圖Fig. 4 Clustering dendrogram of five heavy metals treatments at different concentrations

表4 2個因子的特征值及貢獻率Table 4 Eigen values of 2 principal components and their contribution and cumulative contribution

參數(shù)Parameter特征值Eigen value貢獻率Contribution/%累計貢獻率Cumulative contribution/%Cu2+PC14.84380.71680.716PC21.15719.284100.000Zn2+PC14.55975.98075.980PC21.44124.020100.000Ni2+PC13.34455.74155.741PC22.65644.259100.000Cd2+PC13.88264.69764.697PC22.11835.303100.000Pb2+PC13.69661.59561.595PC22.30438.405100.000

注:PC:主成分,下同

Note:PC:Principal component,the same as below

表5 各因子成分矩陣Table 5 Factor matrix of each component

3 討論與結(jié)論

種子萌發(fā)是指種子吸水膨脹,胚重新恢復(fù)生長,胚根突破胚乳和種皮后完成萌發(fā),是植株生長的第一個關(guān)鍵時期[20]。5種重金屬離子脅迫鹽生草的萌發(fā),發(fā)芽勢均呈現(xiàn)先升高后下降。尤其Cu2+在0.30~1.00 mmol·L-1處理發(fā)芽勢均達到90%以上,具有明顯促進作用。與相關(guān)研究重金屬脅迫的結(jié)果相似,Deng等用重金屬Cu2+,Cd2+,Pb2+脅迫玉米種子,濃度為0.10 mmol·L-1時,發(fā)芽率明顯上升,1.00 mmol·L-1,10.00 mmol·L-1逐漸下降[21],表明低濃度的重金屬離子可促進植物的萌發(fā)。本試驗中,隨著處理濃度的增加,Zn2+,Ni2+,Cd2+,Pb2+各處理的發(fā)芽勢與對照比較差異均不顯著,說明這4種重金屬離子對鹽生草發(fā)芽勢影響較小。5種重金屬離子的發(fā)芽率均表現(xiàn)緩慢下降的趨勢且與對照比較差異不顯著。綜上說明鹽生草種子的萌發(fā)對Cu2+,Zn2+,Ni2+,Cd2+,Pb2+重金屬離子具有較強耐性。

觀察鮮重、干重、株高發(fā)現(xiàn),隨著5種重金屬離子處理濃度的增加均呈現(xiàn)下降的趨勢。李新博等研究的鎘脅迫印度芥菜與苜蓿,能夠顯著降低它們的生物量(P<0.05)[22]。Bae等研究的重金屬Cu2+,Zn2+,Ni2+,Cd2+,Pb2+脅迫禾本科雜草(A.artemisiifolia)和3種地被植物(Coronillavaria,Lotuscorniculatus和Trifoliumarvense)的地上和地下生物量積累量隨著濃度的升高逐漸下降,4種植物的IC50(半抑制濃度)各不相同[23]。有研究表明,一定量的低濃度重金屬對植物生長產(chǎn)生的促進作用,可能是由于刺激某些酶的活性,產(chǎn)生了某種自我保護作用,從而促進植物的生長。當(dāng)重金屬濃度含量增加到某一定值,這種自我保護反應(yīng)就會消失,從而導(dǎo)致植物生長量下降[24]。本研究中,隨著重金屬濃度的增加,除對照外,各重金屬處理中鹽生草幼苗株高均表現(xiàn)為持續(xù)降低的趨勢,除去Zn2+的0.10~0.30 mmol·L-1,Ni2+的0.30~0.50 mmol·L-1,Cd2+的0.05~0.20 mmol·L-1和Pb2+的0.10~0.30 mmol·L-1處理,其余濃度處理的株高與對照比較差異均顯著(P<0.05),說明高濃度的處理對鹽生草幼苗生長有明顯抑制作用。王寶媛等研究10 μmol·L-1Cd2+脅迫20個高羊茅品種的試驗中,株高和根系長度均受到了顯著抑制(P<0.05)[25]。

重金屬脅迫7 d后,檢測鹽生草各處理幼苗對應(yīng)的離子含量,得出Cu2+,Zn2+,Ni2+離子的含量隨濃度的增加逐漸上升,說明隨著處理濃度的增加,重金屬在植物體內(nèi)逐漸積累。汪軍成研究NaCl脅迫鹽生草,隨處理濃度升高,檢測鹽生草根、莖、葉片中含鹽量富集狀態(tài)增多,呈現(xiàn)同樣趨勢現(xiàn)象[11]。Deng等研究Cu2+,Cd2+,Pb2+重金屬離子脅迫玉米種子,處理濃度的升高可以顯著提高這些重金屬的積累水平(P<0.05)[21]。本試驗Cd2+和Pb2+處理濃度分別到2.50 mmol·L-1和5.00 mmol·L-1時離子含量呈現(xiàn)下降趨勢,可能由于較高濃度重金屬脅迫已經(jīng)使幼苗死亡,不再吸收重金屬離子。測定鹽生草脅迫7 d后的幼苗根系活力,得出Cu2+的5.00~100.00 mmol·L-1處理的活力與對照相比均達不到10%,嚴重影響鹽生草后期成苗生長;Ni2+,Cd2+,Pb2+活力呈現(xiàn)緩慢階梯式下降,處理濃度愈高根系活力愈低;Zn2+在0.10~5.00 mmol·L-1處理的幼苗根系活力與對照比較差異不顯著,與其他重金屬離子相比,鹽生草生長對其脅迫更具有耐性。

主成分分析是將原來各項指標(biāo)重新組合成一組新的彼此獨立的幾個綜合指標(biāo),用少數(shù)的綜合指標(biāo)來反映原來多指標(biāo)的信息[26]。孫東雷等運用此方法研究表明,在5 g·L-1NaCl鹽脅迫下,相對含水量和相對鮮重這2個指標(biāo)可作為評價花生品種耐鹽性的主要鑒定指標(biāo)[27]。于潔等發(fā)現(xiàn),發(fā)芽率及幼苗干重可以快速鑒定苜蓿及扁蓿豆材料的耐鹽性強弱[28]。本試驗通過綜合聚類分析得出:鹽生草耐Cu2+,Zn2+,Ni2+,Cd2+,Pb2+的臨界濃度分別為:1.00 mmol·L-1,10.00 mmol·L-1,0.30 mmol·L-1,0.20 mmol·L-1和0.50 mmol·L-1。以5種重金屬離子臨界濃度的各項測定指標(biāo)進行主成分分析得出,Zn2+和Cd2+的干重指標(biāo)貢獻率較大,可能是由于Zn2+,Cd2+的脅迫對鹽生草萌發(fā)生長過程中葉綠素的形成或酶活性等方面影響較大,進而影響幼苗生物量的積累[29];Cu2+,Ni2+,Pb2+的發(fā)芽指標(biāo)貢獻率較大,可能是由于以上3種金屬離子更多的抑制鹽生草種子內(nèi)儲藏淀粉和蛋白質(zhì)的分解,從而影響種子萌發(fā)所需的物質(zhì)和能量,導(dǎo)致發(fā)芽指標(biāo)對其更敏感[30]。

綜上所述,在1.00 mmol·L-1Cu2+脅迫下的萌發(fā)指標(biāo)可作為評價鹽生草萌發(fā)期耐銅脅迫的主要鑒定指標(biāo);10.00 mmol·L-1Zn2+脅迫的主要鑒定指標(biāo)為干重;0.30 mmol·L-1Ni2+脅迫的主要鑒定指標(biāo)為發(fā)芽勢;0.20 mmol·L-1Cd2+脅迫的主要鑒定指標(biāo)為干重;0.50 mmol·L-1Pb2+脅迫的主要指標(biāo)為發(fā)芽勢。當(dāng)鹽漬化土壤受重金屬Cu2+,Zn2+,Ni2+,Cd2+,Pb2+的污染,且濃度分別在1.00 mmol·L-1,10.00 mmol·L-1,0.30 mmol·L-1,0.20 mmol·L-1和0.50 mmol·L-1以下時,鹽生草均正常萌發(fā)生長。因此,可以確定,當(dāng)重金屬Cu2+,Zn2+,Ni2+,Cd2+或Pb2+含量不超過以上數(shù)值時,鹽生草可以用于植物修復(fù)重金屬污染鹽漬化土壤。

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