桢楠幼树生长和营养元素吸收对镉胁迫的响应及其镉富集特性

摘要

【目的】分析镉（Cd）对桢楠（Phoebe zhennan）幼树生长和各器官中营养元素含量及分配模式的影响，探讨桢楠对Cd的耐受能力及富集性，以正确选择桢楠的适生立地。【方法】以3.5 a桢楠幼树为试验材料，采用盆栽控制试验，设置0（CK）,10,20,30,40和50 mg/kg 6个Cd（以CdCl₂形式施入）处理水平，分5次施入，每2月施1次，试验结束后测定不同处理桢楠的叶面积、株高、根系活力和各个器官（叶、枝、主干、运输根、吸收根）的生物量及其N、P、K、Mg、Fe、Cd含量，计算各器官的Cd富集系数（BCF）和不同处理的Cd转运系数（TF）,分析桢楠对镉胁迫的响应及其对镉的富集和转运特性。【结果】（1）当第4次施入CdCl₂约15 d后，除CK外，其余Cd处理植株叶缘均出现枯萎现象，且随Cd胁迫的加重其叶缘枯萎面积逐渐增大。（2）与CK相比，桢楠幼树株高净生长量在Cd处理水平≥20 mg/kg时显著（P<0.05）降低，总生物量、根系活力则是所有Cd处理均受到显著（P<0.05）抑制。（3）随施Cd量的增加，叶、枝、主干中的N含量总体呈降低趋势，吸收根中的N含量呈先降后增趋势且各处理均显著低于CK,而运输根中的N含量在各处理与CK间均无显著差异；枝和吸收根中的P含量均较CK显著降低，运输根中的P含量在施Cd量≥40 mg/kg时显著降低，而叶片和主干中的P含量在50 mg/kg Cd处理时显著高于CK;运输根中的K含量自20 mg/kg Cd处理开始显著低于CK,其余器官中的K含量在各水平Cd处理下均较CK显著降低；运输根中Mg含量在各水平Cd处理下均较CK增高，其中10,20和50 mg/kg Cd处理显著增高，而各水平Cd处理下其他器官中的Mg含量均与CK无显著差异；除10 mg/kg Cd处理外，其余Cd处理下叶中Fe含量均较CK显著增高，但枝和主干中Fe含量分别在施Cd量大于等于50和40 mg/kg时显著低于CK,而在运输根和吸收根中各Cd处理Fe含量均与CK无显著差异。（4）随施Cd量的增加，吸收根、叶和枝中的Cd含量均呈增加趋势，主干和运输根的Cd含量呈先增后减趋势，且同一施Cd水平下，各器官中的Cd含量由大到小依次为吸收根、主干、运输根、叶、枝。（5）随施Cd量的增加，桢楠幼树叶和吸收根对Cd的BCF呈增加趋势，主干对Cd的BCF与CK相比无显著变化，枝和运输根的BCF呈降低趋势，且分别在施Cd水平大于等于20和30 mg/kg时显著低于CK;各施Cd处理桢楠植株的TF均显著低于CK,且各器官BCF和植株TF均小于1。【结论】桢楠幼树耐Cd性较弱，其对Cd的BCF和TF均小于1,在施Cd量≥10 mg/kg时TF即显著下降，表明其富集Cd的能力有限，不宜在Cd污染严重地区种植及用于污染土壤修复。

关键词

桢楠 / 镉胁迫 / 幼树生长 / 营养元素吸收 / 镉富集性