水體鉛污染對狐尾藻的生長指標和葉綠素的影響

江西財經大學藝術學院 白院生 葛海香 劉森

水體鉛污染對狐尾藻的生長指標和葉綠素的影響

江西財經大學藝術學院 白院生 葛海香 劉森

以小二仙草科狐尾藻（Myriophyllum verticillatum）為實驗材料，研究不同濃度鉛（Pb)尾礦液脅迫對狐尾藻幼苗生長及生理的影響。結果表明，狐尾藻幼苗各項生長指標以及葉綠素a、b質量分數與Pb液處理濃度成反比，在純Pb尾礦液處理下，葉綠素a、b質量分數較對照分別降了94%、95%，其中類胡蘿卜素質量分數無明顯變化；在1/2濃度Pb尾礦液中，地下和地上部分干質量與對照相比較差異顯著(P＜0.05)。實驗數據表明，狐尾藻對Pb脅迫有一定的抗性，可以用于被Pb污染環境的修復。

狐尾藻；Pb；耐性；生理反應；修復

重金屬Pb是重要的水污染因素之一。同時，Pb污染物很難治理，它們在水中有較高的穩定性和難降解性，最終會通過各種途徑影響人的健康乃至生命。因此，水體Pb污染受到人們的普遍關注。而植物修復作為一項新興的綠色污染治理技術,具有投資成本低、維護成本低、操作簡便和兼具美化環境、為社會大眾所接受等優點。但目前已發現的可被利用的鉛富集植物數量極少，且國內外尚未有投入生產應用的實際案例。

沉水植物狐尾藻具有很高的觀賞和研究價值，由于其具有多分枝且根莖發達的特性，因而適應性較強，分布范圍十分廣泛，本文通過對狐尾藻去除水體中的重金屬效果進行研究，提供一個可供參考的植物選擇指標。

1 材料和方法

1.1 材料

實驗所需的狐尾藻幼苗來自于南昌市艾溪湖森林濕地公園，Pb尾礦液取自江西省德興鉛尾礦壩。

1.2 實驗方法

實驗前將實驗所需的幼苗用自來水清洗干凈，并選用大小基本勻稱的幼苗6～8株作為試驗用材分植于1L的各個的容器中，并用直徑2～3mm的鐵絲做一圓環用于固定幼苗枝干，分別加入1L的25%濃度的Hoagland營養液培養10天左右，共分為5個處理，其中，對照(CK)為HN，其余的處理為鉛液和營養液按一定比例的混合，每個處理3次重復，從處理后，每天可根據植物的蒸騰情況加入等量的蒸餾水。處理28天后取樣，將實驗苗取出后用自來水和蒸餾水清洗干凈，并把葉片上殘留的水分用干凈的毛巾或紙張吸干，并放入冰箱的保鮮層以備測定其生長和生理等指標。

表1 Pb尾礦滲出液脅迫對狐尾藻植物生長指標的影響

1.3 測定方法

用直尺法測量幼苗的地上和地下兩部分的長度，且每個處理選3株測量。在105℃下殺青2h后，65℃下烘干至恒定質量，再分別測定其干質量。在測定狐尾藻葉片中葉綠素含量時，采用丙酮提取法[1]。

1.4 數據統計處理

應用Excel和SPSS進行實驗數據的統計和分析。

2 結果與分析

2.1 Pb尾礦液對狐尾藻植物生物量的影響

2.1.1 Pb尾礦液脅迫對狐尾藻植物葉長和根長的影響

由表1可知，狐尾藻在不同濃度的Pb尾礦滲出液處理下，其地上和地下各部分與對照相比都有不同程度的下降。當在100%Pb尾礦液下，株高和根長分別比對照下降了82%和76%；在1/4～3/4Pb處理下，地上部干質量較對照差異顯著（P＜0.05），分別增加了4.1%，16.3%，11.3%。這說明狐尾藻在一定濃度范圍的Pb尾礦下具有較強的耐性；而在純Pb尾礦液處理下，地上和地下部干質量分別比對照下降了99.6%和70%；但隨著Pb尾礦液濃度的升高，耐性指數出現先下降后趨于穩定的趨勢，特別在1/2Pb尾液處理下,下降得尤為顯著（P＜0.05），是對照的76%。這說明在50%Pb尾礦處理下，植株受到影響最大，可能達到了植物自身耐性閥值。

2.2 Pb尾礦液脅迫對狐尾藻植物生理指標的影響

2.2.1 Pb尾礦液脅迫對狐尾藻植物葉綠素含量的影響

由圖2可知，在1/4Pb脅迫條件下,葉綠素a(Chla)和類胡蘿卜素 (Car)的含量較對照分別提高了4.5%和 3.6%，而葉綠素b(Chlb)較于對照下降了93%，差異顯著(P＜0.05)。但狐尾藻葉片中Chla、Chlb含量大體呈逐漸下降的趨勢，在純Pb尾礦滲出液處理中，Chla、Chlb的光合色素質量分數分別比對照下降了94%、70%，Car含量變化不明顯。

表2 Pb尾礦滲出液脅迫對狐尾藻植物光合色素的影響

3 小結

Pb是造成環境重金屬污染的重要原素之一，其含量的多少會影響植物的正常生長和代謝，嚴重時會致植物死亡。并且已有的研究結果證實了這一點［2,3］。干質量含量高低是反映植物生長狀況所受脅迫程度的重要指標。此次研究表明：狐尾藻地下和地上部分的各項生長指標以及地上部分和地下部分的干質量與對照處理相比都有一定程度的降低，且與Pb質量分數的提高成反比。這說明在不同濃度的Pb脅迫下，幼苗的生長受到的傷害程度不同。

植物的光合作用是其生長重要的物質來源，而葉綠素質量分數高低恰恰又決定植物光合作用能力的強弱[4]。在本次試驗中，不同濃度Pb尾礦液處理下,狐尾藻的Chla、Chlb的光合色素質量分數與對照相比呈下降趨勢，這表明狐尾藻體內葉綠體結構在受到重金屬Pb的脅迫下是無法逆轉的。其中，Pb濃度大小對Car含量的影響不明顯，這可能和植物生長速度有直接關系。最終結果表明，狐尾藻可被用于Pb污染的水體修復。

[1]李合生.植物生理生化試驗原理和技術[M].北京：高等教育出版社,2000.

[2]高文謙,陳玉福.鉛污染土壤修復技術研究進展及發展趨勢[J].有色金屬,2011,63(1)：131－136.

[3]付佳佳,韓玉林,李亞亞等.Pb、Cd單一及復合脅迫對花菖蒲幼苗生長及部分生理指標的影響[J].植物資源與環境學報,2010.19(3)：23－27.

[4]秦天才,阮捷,王臘嬌.鎘對植物光合作用的影響[J].環境科學與技術,2000.(1)：33－44．