水体铅污染对狐尾藻的生长指标和叶绿素的影响

江西财经大学艺术学院 白院生 葛海香 刘森

水体铅污染对狐尾藻的生长指标和叶绿素的影响

江西财经大学艺术学院 白院生 葛海香 刘森

以小二仙草科狐尾藻（Myriophyllum verticillatum）为实验材料，研究不同浓度铅（Pb)尾矿液胁迫对狐尾藻幼苗生长及生理的影响。结果表明，狐尾藻幼苗各项生长指标以及叶绿素a、b质量分数与Pb液处理浓度成反比，在纯Pb尾矿液处理下，叶绿素a、b质量分数较对照分别降了94%、95%，其中类胡萝卜素质量分数无明显变化；在1/2浓度Pb尾矿液中，地下和地上部分干质量与对照相比较差异显著(P＜0.05)。实验数据表明，狐尾藻对Pb胁迫有一定的抗性，可以用于被Pb污染环境的修复。

狐尾藻；Pb；耐性；生理反应；修复

重金属Pb是重要的水污染因素之一。同时，Pb污染物很难治理，它们在水中有较高的稳定性和难降解性，最终会通过各种途径影响人的健康乃至生命。因此，水体Pb污染受到人们的普遍关注。而植物修复作为一项新兴的绿色污染治理技术,具有投资成本低、维护成本低、操作简便和兼具美化环境、为社会大众所接受等优点。但目前已发现的可被利用的铅富集植物数量极少，且国内外尚未有投入生产应用的实际案例。

沉水植物狐尾藻具有很高的观赏和研究价值，由于其具有多分枝且根茎发达的特性，因而适应性较强，分布范围十分广泛，本文通过对狐尾藻去除水体中的重金属效果进行研究，提供一个可供参考的植物选择指标。

1 材料和方法

1.1 材料

实验所需的狐尾藻幼苗来自于南昌市艾溪湖森林湿地公园，Pb尾矿液取自江西省德兴铅尾矿坝。

1.2 实验方法

实验前将实验所需的幼苗用自来水清洗干净，并选用大小基本匀称的幼苗6～8株作为试验用材分植于1L的各个的容器中，并用直径2～3mm的铁丝做一圆环用于固定幼苗枝干，分别加入1L的25%浓度的Hoagland营养液培养10天左右，共分为5个处理，其中，对照(CK)为HN，其余的处理为铅液和营养液按一定比例的混合，每个处理3次重复，从处理后，每天可根据植物的蒸腾情况加入等量的蒸馏水。处理28天后取样，将实验苗取出后用自来水和蒸馏水清洗干净，并把叶片上残留的水分用干净的毛巾或纸张吸干，并放入冰箱的保鲜层以备测定其生长和生理等指标。

表1 Pb尾矿渗出液胁迫对狐尾藻植物生长指标的影响

1.3 测定方法

用直尺法测量幼苗的地上和地下两部分的长度，且每个处理选3株测量。在105℃下杀青2h后，65℃下烘干至恒定质量，再分别测定其干质量。在测定狐尾藻叶片中叶绿素含量时，采用丙酮提取法[1]。

1.4 数据统计处理

应用Excel和SPSS进行实验数据的统计和分析。

2 结果与分析

2.1 Pb尾矿液对狐尾藻植物生物量的影响

2.1.1 Pb尾矿液胁迫对狐尾藻植物叶长和根长的影响

由表1可知，狐尾藻在不同浓度的Pb尾矿渗出液处理下，其地上和地下各部分与对照相比都有不同程度的下降。当在100%Pb尾矿液下，株高和根长分别比对照下降了82%和76%；在1/4～3/4Pb处理下，地上部干质量较对照差异显著（P＜0.05），分别增加了4.1%，16.3%，11.3%。这说明狐尾藻在一定浓度范围的Pb尾矿下具有较强的耐性；而在纯Pb尾矿液处理下，地上和地下部干质量分别比对照下降了99.6%和70%；但随着Pb尾矿液浓度的升高，耐性指数出现先下降后趋于稳定的趋势，特别在1/2Pb尾液处理下,下降得尤为显著（P＜0.05），是对照的76%。这说明在50%Pb尾矿处理下，植株受到影响最大，可能达到了植物自身耐性阀值。

2.2 Pb尾矿液胁迫对狐尾藻植物生理指标的影响

2.2.1 Pb尾矿液胁迫对狐尾藻植物叶绿素含量的影响

由图2可知，在1/4Pb胁迫条件下,叶绿素a(Chla)和类胡萝卜素 (Car)的含量较对照分别提高了4.5%和 3.6%，而叶绿素b(Chlb)较于对照下降了93%，差异显著(P＜0.05)。但狐尾藻叶片中Chla、Chlb含量大体呈逐渐下降的趋势，在纯Pb尾矿渗出液处理中，Chla、Chlb的光合色素质量分数分别比对照下降了94%、70%，Car含量变化不明显。

表2 Pb尾矿渗出液胁迫对狐尾藻植物光合色素的影响

3 小结

Pb是造成环境重金属污染的重要原素之一，其含量的多少会影响植物的正常生长和代谢，严重时会致植物死亡。并且已有的研究结果证实了这一点［2,3］。干质量含量高低是反映植物生长状况所受胁迫程度的重要指标。此次研究表明：狐尾藻地下和地上部分的各项生长指标以及地上部分和地下部分的干质量与对照处理相比都有一定程度的降低，且与Pb质量分数的提高成反比。这说明在不同浓度的Pb胁迫下，幼苗的生长受到的伤害程度不同。

植物的光合作用是其生长重要的物质来源，而叶绿素质量分数高低恰恰又决定植物光合作用能力的强弱[4]。在本次试验中，不同浓度Pb尾矿液处理下,狐尾藻的Chla、Chlb的光合色素质量分数与对照相比呈下降趋势，这表明狐尾藻体内叶绿体结构在受到重金属Pb的胁迫下是无法逆转的。其中，Pb浓度大小对Car含量的影响不明显，这可能和植物生长速度有直接关系。最终结果表明，狐尾藻可被用于Pb污染的水体修复。

[1]李合生.植物生理生化试验原理和技术[M].北京：高等教育出版社,2000.

[2]高文谦,陈玉福.铅污染土壤修复技术研究进展及发展趋势[J].有色金属,2011,63(1)：131－136.

[3]付佳佳,韩玉林,李亚亚等.Pb、Cd单一及复合胁迫对花菖蒲幼苗生长及部分生理指标的影响[J].植物资源与环境学报,2010.19(3)：23－27.

[4]秦天才,阮捷,王腊娇.镉对植物光合作用的影响[J].环境科学与技术,2000.(1)：33－44．