不同摻量的電解錳渣對香根草葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

王杰　李夢婷　曾佳琪

摘 要 為了揭示香根草對電解錳渣的耐受范圍，本文采用盆栽試驗(yàn)，用不同摻量的錳渣種植香根草，并測量葉綠素?zé)晒鈪?shù)指標(biāo)。結(jié)果顯示，25%錳渣處理組的Fv/Fm、ETR和NPQ（高光強(qiáng)下）下降的幅度較小;而50%錳渣處理組的葉綠素?zé)晒鈪?shù)下降較大;75%和100%錳渣處理下香根草無法存活。表明香根草能夠在25%以下的錳渣中長期存活。

關(guān)鍵詞 電解錳渣 香根草 葉綠素?zé)晒鈪?shù) 植物修復(fù)

中圖分類號：Q945.78文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

隨著錳礦的開采和冶煉，產(chǎn)生了大量的電解錳渣，其對周邊地區(qū)產(chǎn)生了重金屬污染。如楊勝香等通過對湘西錳礦區(qū)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其土壤、蔬菜受到了嚴(yán)重的重金屬污染，對人們的健康產(chǎn)生了威脅，亟待修復(fù)。植物重金屬修復(fù)技術(shù)受到了越來越多的關(guān)注和實(shí)踐。香根草能夠積累多種金屬，具有治理錳渣污染的潛力。本文通過盆栽試驗(yàn)，測量了不同摻量的錳渣對香根草葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響，揭示了香根草對錳渣的耐受范圍。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將錳渣與細(xì)沙按照不同干重比例進(jìn)行混合，設(shè)置含錳渣100%、75%、50%、25%的處理組，以細(xì)沙處理作為對照組。將香根草種植在以上試驗(yàn)組中，于試驗(yàn)的第0、3、6天測量有關(guān)指標(biāo)。

1.2葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fv/Fm、ETR和NPQ的測量

采用葉綠素?zé)晒鈨x PAM-2500進(jìn)行快速光響應(yīng)曲線測定，PSⅡ的最大光化學(xué)效率（ Fv/Fm）、 表觀電子傳遞速率（ ETR） 和非光化學(xué)淬滅系數(shù)（ NPQ）由儀器直接讀取。

2結(jié)果與分析

2.1不同摻量的錳礦渣對香根草Fv/Fm的影響

由圖1可知，在不同比例的錳渣處理下，香根草的Fv/Fm有一定的下降。其中，25%的錳渣處理組的Fv/Fm變化較小，僅在第6天有小幅下降;而50%、75%和100%錳渣處理組Fv/Fm在第3天即有明顯的下降。并隨著處理時間的延長而持續(xù)下降，在第6天，50%錳渣處理組Fv/Fm僅為對照的62.1%，而75%和100%錳渣處理組Fv/Fm已經(jīng)為趨近于0。

2.2不同摻量的錳礦渣對香根草ETR的影響

在第6天，75%和100%錳渣處理組已經(jīng)死亡，不再測量有關(guān)指標(biāo)。圖2顯示，當(dāng)光照強(qiáng)度小于290mol·m-2·s-1時，ETR增加的速度較快;當(dāng)光照強(qiáng)度進(jìn)一步增加時，ETR增加的速度減緩。其中，25%錳渣處理組ETR略低于對照組，為對照組的70%以上;而50%錳渣處理組ETR大幅低于CK和75%錳渣處理組，僅為對照組的50%以下。

2.3不同摻量錳渣對香根草NPQ的影響

圖3顯示，在光強(qiáng)小于500 mol·m-2·s-1時，對照組的NPQ低于25%錳渣處理組，當(dāng)光強(qiáng)大于500 mol·m-2·s-1時，其值高于25%錳渣處理組。50%錳渣處理組的NPQ變化不大，始終低于對照組和25%錳渣處理組。

3討論與結(jié)論

Fv/Fm表示光系統(tǒng) II 的最大光能轉(zhuǎn)換效率，其常作為植物受到傷害程度的指標(biāo)。結(jié)果表明，75%和100%錳渣處理對香根草的傷害極大，種植6天后植株已經(jīng)死亡;50%錳渣處理對香根草有一定的傷害，而25%錳渣處理對香根草的傷害較小。ETR表示經(jīng)過光系統(tǒng) II 的相對線性電子流速率，是光合能力的重要參數(shù)，在一定程度上可指示光合作用的大小。結(jié)果顯示，在25%錳渣處理對香根草的光合能力影響有限，但50%錳渣處理則大幅度降低了香根草的光合能力。NPQ是光系統(tǒng) II 吸收的能量用于耗散為熱量的比例，是植物光保護(hù)的重要機(jī)制。試驗(yàn)顯示，50%錳渣處理下的香根草的光保護(hù)能力有限;而25%錳渣處理下，在低光照下，有較強(qiáng)的保護(hù)作用。

綜上所述，香根草無法在高于75%錳渣的環(huán)境中存活;在50%錳渣的環(huán)境中，光合系統(tǒng)也受到嚴(yán)重傷害;在25%錳渣的環(huán)境中光合系統(tǒng)受害較小，能夠長期生存。在使用香根草治理電解錳渣時，應(yīng)注意其比例不能高于25%。

基金項(xiàng)目：湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目（香根草對礦渣重金屬治理以及植物殘?jiān)Y源化利用研究）;錳鋅釩產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心研究課題。

參考文獻(xiàn)

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