重金属Cu胁迫对油松苗木生长的影响

任贵军(凌源市林业设计队,辽宁 朝阳 122000)

油松(Pinustabuliformis)为我国北方常用造林和园林绿化树种，尤其是辽宁地区，在该地区城市绿化和生态建设方面发挥着重要的作用。随着城市林业的发展，树木面临着各种新形势的生长逆境，其中城市化加剧，汽车尾气的过量排放致使土壤重金属含量超标已经严重影响着树木的生长，大大限制了林木的生产力[1，2]。因此，有必要对重金属胁迫下，油松对重金属离子的耐受性开展研究。本研究采用盆栽的方法，对1年生油松苗木施加常见的重金属Cu离子，模拟重金属胁迫条件来观测油松幼苗的生长发育规律，以进一步研究植物抗重金属机制，为北方城市绿化景观树种的选择提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

采用本地培育的1年生油松实生苗木，在大棚中正常管理，备用。

1.2 试验设计

试验采用盆栽的方法，选用18 cm×13 cm规格的营养钵，每个盆装2 kg草炭土。选择生长健壮、长势一致的1年生的油松幼苗，每盆栽3棵。于2017年4月在当地林场大棚进行处理。将幼苗栽入后，用常规管理，缓苗1个月后进行重金属(CuSO4)胁迫处理。设定Cu2+浓度为0、5、10、20和50 mmolL-15个浓度梯度处理。每个处理5盆，重复3次。处理5 d后取样，对油松幼苗进行相关指标测定。

1.3 指标测定

1.3.1 苗木针叶含水率测定 采用烘干称质量法，用天平称量针叶鲜质量，然后将苗木放入80 ℃的烘箱中，杀青0.5 h，然后转入60 ℃，烘干至恒质量，计算针叶含水率。

1.3.2 苗木光合色素含量测定 光合色素含量测定采用丙酮研磨法[3]。准确称取针叶0.5 g，加入10 mL丙酮，冰浴研磨，吸取上清液，10 000 rpmmin-1离心5 min，留上清。在分光光度计上分别测定各处理在663和645 nm处的光吸收值OD663和OD645。以上指标均3次重复。

2 结果与分析

2.1 Cu胁迫对油松苗木针叶含水量的影响

研究结果如图1所示，随着重金属胁迫程度的加深，苗木含水量随着Cu离子浓度的增加而下降，施加外源铜离子可以造成对油松苗木的水分亏缺，形成生理性干旱。重金属Cu胁迫下，浓度越高，含水量的下降幅度越显著。到50 mmolL-1时，苗木针叶含水量下降至最低，为45%，表现出萎蔫症状，苗木濒临死亡，生长及生理活动受到严重抑制。根据观察，成活中的任何树种的苗木含水量一般都超过50%，否则就会死亡，本研究符合上述生长规律。

图1 Cu胁迫对油松苗木针叶含水量的影响

2.2 Cu胁迫对油松苗木光合色素含量的影响

苗木光合色素含量是苗木生长质量的直接体现。通过研究发现，施加Cu离子可以对油松苗木光合作用产生较大的抑制作用，最直观的体现就是苗木光合色素含量随着胁迫程度的加深而呈现出降低的趋势。

图2 Cu胁迫对油松苗木叶绿素a含量的影响

由图2-图4可以看出，Cu离子胁迫下，苗木的生长受到抑制，光合作用减弱。到50 mmolL-1时，苗木针叶叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均下降至最低，分别为3.8 mgg-1、4.7 mgg-1和0.6 mgg-1，苗木濒临死亡。这一点和前面苗木针叶含水量的研究结果相一致，苗木在重金属胁迫下光合作用受到抑制，进而影响其正常的生长及生理代谢[4，5]。

图3 Cu胁迫对油松苗木叶绿素b含量的影响

图4 Cu胁迫对油松苗木类胡萝卜素含量的影响

3 结论

本文通过盆栽试验，模拟铜离子胁迫对1年生油松苗木生长的影响，并对苗木针叶含水量和光合色素含量进行分析，可以得出以下结论：施加外援铜离子对油松生长影响显著，随着铜离子胁迫程度的加深，苗木针叶含水量和光合色素呈现下降趋势，生长和光合作用受到严重抑制，当铜离子含量增加到50 mmolL-1时，苗木濒临死亡。该结果表明，油松这个树种对于重金属胁迫的耐受能力比较有限，在城市行道树树种选择上，应当慎重考虑。

参考文献：

[1] 孙洪祥．干旱区造林[M]．北京：中国林业出版社，1989

[2] 李发东，李隆海，张秋英，等．我国农业水资源可持续利用面临的问题与对策[J]．节水灌溉，2001(4):1-3