王鐵森，陳政旭，2，郭雄飛，3

(1.西華師范大學 環(huán)境科學與工程學院，四川 南充 637009；2.云南省云天化中學，云南 水富 657800；3.華南農業(yè)大學 資源環(huán)境學院，廣東 廣州 510642)

1 引言

鎘作為重金屬元素，對植物具有很強的毒害作用[1]。土壤中一旦滲透過量的鎘，就很難排除。因此，當鎘在土壤中被植物根系細胞吸收進入到植物體后，會損壞葉綠體的結構，最終抑制植物光合作用強度，影響植物生理生長[2]。目前工業(yè)“三廢”的排放，不規(guī)范的化工和農業(yè)管理，鎘污染的危害已日趨嚴重。

生物炭結構穩(wěn)定，能有效吸附和固定各種重金屬元素，可以有效地改善土壤質量及降低對植物的重金屬脅迫[3]；多孔且表面積大，孔隙可以儲藏土壤水分，為土壤微生物群落提供較好的生存環(huán)境，可以有效改良群落結構[4]。AM真菌是一種能為宿主植物提供更多養(yǎng)分以及增強宿主植物對重金屬耐性的根系微生物[5]，可使重金屬在土壤-植物系統(tǒng)中遷移轉化，從而改變植物對重金屬的吸收積累[6]。本課題選擇桑苗為宿主植物，在鎘的脅迫作用下，對桑苗B、M和BM處理，研究桑苗葉綠素含量的變化，進而探究其對桑苗光合色素含量的影響。

2 材料與方法

2.1 供試材料

土壤取自西華師范大學(N 30°81′99″, E 106°07′71″)所在的周山0～20 cm耕層，質地屬于粘壤土；將土壤濾清過2 mm篩后進行風干。土壤pH值為7.5，有機質13.24 g/kg，N、P、K、Cd含量分別0.27 g/kg、0.26 g/kg、14.92 g/kg、0.069 mg/kg，堿解氮含量50.23 mg/kg，有效磷含量15.69 mg/kg。

供試桑苗品種為“川桑98-1號”。

菌劑由中科院南京土壤所提供的AM真菌(Glomus intraradices BEG 168)。

2.2 試驗設計

供試土壤先經(jīng)滅菌處理，再根據(jù)表1進行處理(添加量均為20 g/kg)，充分混合后移入栽培盆中(盆口直徑32 cm，高44 cm)，每盆凈重7 kg。平均8次重復，共64 盆。

表1 試驗土壤處理結果

將CdSO4溶液與土壤混合均勻，沉淀2個月，平均每盆移栽2株長勢相近的桑苗(株高10 cm)，待桑苗生長出新芽后，每盆只定苗1株，保持各組桑苗水分均勻，期間不進行肥料投入。移栽后3個月后，測定桑苗葉片的葉綠素含量(4個重復)。

2.3 測定項目和方法

桑苗葉片中光合色素含量的測定[9]。

3 結果與分析

桑苗葉片中光合色素含量如圖1所示，在4 mg/kg Cd脅迫下，桑苗葉片中光合色素含量均下降，在未進行B、M、BM處理下，桑苗葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素分別降低25.68%、40.28%和20.41%，說明在Cd的脅迫下，桑苗葉片葉綠素含量的確會大幅度下降。

在0 mg/kg Cd脅迫下，B、M、BM處理下，桑苗葉綠素a含量分別高于對照組3.38%、7.43%和9.46%(圖1a)，葉綠素b含量分別高于對照組16.36%、21.82%和25.45%(圖1b)，類胡蘿卜素含量分別高于對照組8.33%、12.50%和20.83%(圖1c)。因此，在未進行Cd的脅迫下，B、M、BM處理均能提高桑苗葉片葉綠素a、葉綠素 b和類胡蘿卜素含量。在4 mg/kg Cd脅迫下，B、M、BM處理下，桑苗葉綠素a含量分別高于對照組16.28%、25.58%和41.86%(圖1a)，葉綠素b含量分別高于對照組8.16%、4.08%和6.12%(圖1b)，類胡蘿卜素含量分別高于對照組7.69%、7.69%和12.82%(圖1c)。因此，在進行Cd的脅迫下，B、M、BM處理能有效提高桑苗葉片中各光合色素含量。

在4 mg/kg Cd脅迫下，M處理對增加葉綠素a和葉綠素b含量的效果優(yōu)于B處理；M處理和B處理對胡蘿卜素含量的影響無顯著差異(P>0.05)； BM處理對桑苗葉片葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量的增加均具有顯著性差異(P<0.05)。因此，B處理、M處理均能不同程度促進Cd脅迫下桑苗葉片光合色素的合成， BM處理對Cd脅迫下桑苗葉片光合色素的合成效果最佳。

圖1 B、M和BM處理對桑苗光合色素含量的影響

4 結果與討論

生物炭有助于提供桑苗良好的土壤環(huán)境、利于AM 真菌的繁殖，可抑制植物光合色素的分解[7]。在鎘脅迫下，桑苗光合色素含量下降明顯，表明鎘可干擾桑苗的光合作用。施用生物炭和AM真菌均能有益于桑苗的光合色素含量的增加，進而促進桑苗光合作用，并且生物炭與AM真菌的復合施用比單獨施用的效果更好。這一結果與課題組研究望江南植物結果相一致[8]，同時與劉先良[9]，Hu[10]，李繼偉[11]的研究結果一致。因此，復合施用生物炭和AM真菌對桑苗鎘脅迫下的葉綠素含量的提高效應最佳。在實際生產應用中具有一定的指導意義，但對于其機理與生產修復效應，還需進一步的探究。