韋 燕,陳筱圓,鄧 力,莫藝莛,王凌暉*
(1.廣西大學(xué) 林學(xué)院,廣西 南寧 530004;2.廣西交科集團(tuán)有限公司,廣西 南寧 530007;3.廣西國(guó)有欽廉林場(chǎng),廣西 欽州 535424)
由于工業(yè)和生活污水的亂排放、垃圾分類的不合理、農(nóng)藥的不合理使用等原因,重金屬正以各種方式進(jìn)入土壤中,導(dǎo)致土壤重金屬污染日漸嚴(yán)峻。根據(jù)相關(guān)研究,重金屬鋅、鉛的污染尤為嚴(yán)重[1-2]。全世界每年進(jìn)入土壤的鉛為79.6萬(wàn)t,據(jù)2014年國(guó)家生態(tài)環(huán)境部《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》報(bào)道,鉛點(diǎn)位超標(biāo)率為1.5%,而鉛作為人體非必要元素,在污染土壤后可通過食物鏈進(jìn)入人體,對(duì)人體造成危害[3];據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)重金屬鋅點(diǎn)位的超標(biāo)率為0.9%[4];在生活中,重金屬以單一形式污染土壤的情況較為少見,主要以多種污染物復(fù)合污染土壤,特別是Pb、Hg、Zn等多種重金屬富集于土壤中,給人體健康帶來極大的風(fēng)險(xiǎn)[5]。因此,如何修復(fù)重金屬污染土壤得到了各界廣泛的關(guān)注,成為亟須解決的熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題[6]。
植物對(duì)重金屬具有富集作用,植物的根、莖、葉可以有效吸收重金屬元素,是一種既環(huán)保又有效的土壤重金屬污染修復(fù)方式之一[7]。冼麗鏵等[8]的研究表明,植物對(duì)重金屬污染土壤的修復(fù)比使用化學(xué)物質(zhì)具有操作簡(jiǎn)單、投資和維護(hù)成本低、符合環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)、利于生態(tài)恢復(fù)以及二次利用的優(yōu)勢(shì);李翠等[9]的研究表明,低濃度的鋅能夠促進(jìn)植物的生長(zhǎng),高濃度則會(huì)抑制生長(zhǎng),當(dāng)達(dá)到一定濃度甚至?xí)?dǎo)致植株的枯萎;王瑩等[10]的研究結(jié)果表明長(zhǎng)藥景天(Hylotelephium spectabile)對(duì)鋅污染土壤具有較好的修復(fù)作用;鉛為植物的非必需元素,在鉛脅迫下,植物可通過調(diào)節(jié)滲透物質(zhì)、生物量、抗氧化物質(zhì)等來提高自身的抗鉛脅迫能力,黃忠權(quán)等[11]在探究澳洲堅(jiān)果(Macadamia integrifolia)對(duì)土壤鉛脅迫的耐受性中,發(fā)現(xiàn)澳洲堅(jiān)果對(duì)鉛具有一定的耐受性,但土壤鉛含量在1200 mg/kg以上的鉛脅迫會(huì)對(duì)澳洲堅(jiān)果產(chǎn)生毒害,使其產(chǎn)生抑制作用;鋅、鉛的復(fù)合形式比較復(fù)雜,在周洋等[12]對(duì)輪葉黑藻(Hydrilla verticillate)的研究中發(fā)現(xiàn),高濃度的鋅可促進(jìn)輪葉黑藻對(duì)鉛的吸收,而鋅的吸收受鋅濃度的影響;付佳佳等[13]對(duì)花菖蒲(Iris ensata)的研究認(rèn)為鉛鋅復(fù)合脅迫會(huì)加重對(duì)植物的傷害。
假蘋婆(Sterculia lanceolata)別名雞冠木、賽蘋婆,是梧桐科(Sterculiaceae)蘋婆屬(Sterculia)植物,常綠小喬木。假蘋婆是中國(guó)的鄉(xiāng)土樹種,主要分布于廣東、廣西、海南、四川等地,在中國(guó)為蘋婆屬中分布最廣的一種。目前,有關(guān)假蘋婆的研究主要是生物藥學(xué)、配比施肥、生物群落等方面[14-16]。吳嘉琳等[17]研究了干旱脅迫及復(fù)水對(duì)假蘋婆和蘋婆光合特性的影響,其研究表明,當(dāng)干旱脅迫發(fā)生時(shí),假蘋婆對(duì)水分的缺失及補(bǔ)充很敏感。假蘋婆樹冠濃密、樹形優(yōu)美、適應(yīng)性廣、耐貧瘠、易存活,是華南地區(qū)優(yōu)良的庭院樹和行道樹種。華南地區(qū)重金屬污染嚴(yán)重,對(duì)于污染區(qū)植物的選擇尤其重要,而假蘋婆作為華南地區(qū)常見樹種,受到Zn、Pb脅迫的可能性極大,而目前對(duì)于假蘋婆重金屬脅迫的研究還較少,因此研究重金屬對(duì)假蘋婆的脅迫作用具有重要的意義。當(dāng)植物受到脅迫時(shí),植物常會(huì)表現(xiàn)出植株矮小和葉片發(fā)黃,植物細(xì)胞內(nèi)的各類滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和酶活性會(huì)發(fā)生變化以應(yīng)對(duì)重金屬的脅迫。本研究分析在不同Zn、Pb單一及復(fù)合脅迫下假蘋婆的生長(zhǎng)、葉片生理指標(biāo),探究假蘋婆對(duì)Zn、Pb脅迫的生理響應(yīng),以期為假蘋婆在重金屬污染地的種植栽培提供一定的參考依據(jù)。
2019年6月在廣西大學(xué)將50株健壯假蘋婆母株上的種子播種于廣西大學(xué)林學(xué)院苗圃教學(xué)基地,于9月隨機(jī)選擇生長(zhǎng)一致(株高20.16 cm±0.74 cm,地徑4.58 mm±0.49 mm)、無(wú)病蟲害的幼苗移栽到培養(yǎng)基質(zhì)為土壤與河沙混合(土壤∶河沙的體積比3∶1)的無(wú)紡布容器內(nèi),無(wú)紡布容器規(guī)格為直徑18 cm、高22 cm,每個(gè)容器培養(yǎng)基質(zhì)為2.2 kg,每個(gè)容器種植1株假蘋婆幼苗,緩苗3個(gè)月后開始預(yù)試驗(yàn)。試驗(yàn)前土壤理化性質(zhì)為全氮0.36 g/kg,全磷0.17 g/kg,全鉀0.12 g/kg,pH值為6.13,Zn含量為33.11 mg/kg,Pb含量為15.26 mg/kg。試驗(yàn)中Zn、Pb分別來自(ZnSO4·7H2O)和Pb(NO3)2。
試驗(yàn)的濃度設(shè)置參考石慧芳等[18-19]的研究,設(shè)置了4個(gè)單一Zn濃度處理、4個(gè)單一Pb濃度、4個(gè)復(fù)合Zn+Pb濃度處理以及清水對(duì)照組(CK),共13個(gè)處理(表1),每個(gè)處理重復(fù)10次,共130盆假蘋婆幼苗。根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的濃度,計(jì)算每盆培養(yǎng)基需要的(ZnSO4·7H2O)和Pb(NO3)2的質(zhì)量,在處理前分別稱量,使用60 mL水溶解,隨后以溶液的形式緩緩地倒入對(duì)應(yīng)的處理培養(yǎng)基質(zhì)中,再以20 mL的水清洗容器2次,以免溶液殘留于容器中;CK以100 mL清水施入,使培養(yǎng)基充分濕潤(rùn),如有滲出液流到托盤,及時(shí)倒回培養(yǎng)基里。本試驗(yàn)的周期為7個(gè)月(2020年4—10月),前4個(gè)月按總濃度分8次處理,每?jī)芍芴幚?次。試驗(yàn)期其他操作按正常養(yǎng)護(hù)管理試驗(yàn)苗。
表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.3.1 生長(zhǎng)指標(biāo)在試驗(yàn)期間,每月對(duì)假蘋婆的地上部分測(cè)定1次,分別使用卷尺(精確到0.1 cm)和電子數(shù)顯卡尺(精確到0.01 mm)測(cè)定假蘋婆幼苗的株高和地徑。在試驗(yàn)結(jié)束后,將假蘋婆幼苗拔出并洗凈,擦干后使用電子天平稱量植株的鮮重,然后放入烘箱并用105 ℃殺青30 min,在80 ℃下烘干至恒重,計(jì)算其生物量。
1.3.2 生理指標(biāo)在試驗(yàn)結(jié)束時(shí),每個(gè)處理隨機(jī)采集多片成熟完整葉片,采集后立即用封口袋裝好并放入冰盒帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定,生理指標(biāo)測(cè)定參考《植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》[20]的測(cè)定方法,每個(gè)處理3次重復(fù)。使用蒽酮比色法[21]測(cè)定葉片可溶性糖的含量;使用考馬斯亮藍(lán)染色法測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)的含量;使用酸性茚三酮法測(cè)定游離脯氨酸(Pro)含量;使用NBT(氮藍(lán)四唑)光化還原法測(cè)定超氧化物歧化酶(SOD)活性;使用愈創(chuàng)木酚比色法測(cè)定過氧化物酶(POD)活性;使用紫外分光光度法測(cè)定過氧化氫酶(CAT);使用硫代巴比妥酸法測(cè)定MDA的含量。
使用Excel 2010軟件整理數(shù)據(jù)并制作圖表,應(yīng)用SPSS 26.0軟件進(jìn)行單因素方差分析。綜合指標(biāo)的隸屬函數(shù)計(jì)算公式為:
式中,F(xiàn)(Xi)為隸屬函數(shù)值,Xi為該指標(biāo)數(shù)值,Xmax和Xmin分別為該指標(biāo)的最大值和最小值[10]。
由表2可知,單一Zn脅迫下假蘋婆幼苗的株高、地徑和生物量總體呈下降趨勢(shì);在Zn濃度為900 mg/kg時(shí),各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)最??;生物量在Zn濃度為150 mg/kg最高,Zn濃度為900 mg/kg時(shí)的生物量最低,兩者間呈極顯著差異。
表2 假蘋婆生長(zhǎng)對(duì)Zn脅迫的響應(yīng)
由表3可知,單一Pb處理下假蘋婆幼苗的株高和地徑總體呈下降趨勢(shì),生物量表現(xiàn)為先升后降的趨勢(shì);株高和地徑在Pb濃度為1600 mg/kg最小,分別比CK降低了43.04%和50.84%,均達(dá)到了極顯著差異;假蘋婆幼苗的生物量在Pb濃度為500 mg/kg最高,比CK升高了48.17%。
表3 假蘋婆生長(zhǎng)對(duì)Pb脅迫的響應(yīng)
由表4可知,在Zn+Pb復(fù)合處理下,假蘋婆幼苗的株高、地徑和生物量總體呈下降趨勢(shì);幼苗的株高和地徑以Zn900+Pb1600處理最小,比CK分別降低45.40%、47.80%;各處理的株高與CK均達(dá)到了顯著性差異,各處理的地徑與CK均達(dá)到極顯著差異。
表4 假蘋婆生長(zhǎng)對(duì)Zn+Pb復(fù)合脅迫的響應(yīng)
由表5可知,隨著Zn濃度的增加,假蘋婆葉片的可溶性糖、可溶性蛋白含量整體呈下降趨勢(shì),而Pro含量則表現(xiàn)為升高趨勢(shì);假蘋婆葉片的可溶性糖含量在Zn濃度為600 mg/kg時(shí)最低,比CK降低了84.85%,達(dá)極顯著差異;當(dāng)Zn濃度為900 mg/kg時(shí),假蘋婆葉片的可溶性蛋白含量最低,比CK降低了81.07%,除Zn濃度為150 mg/kg外,CK與其他濃度的處理都達(dá)極顯著差異;當(dāng)Zn濃度為150 mg/kg時(shí)的Pro含量最低,比CK下降了30.95%,當(dāng)Zn濃度達(dá)到900 mg/kg時(shí)的Pro含量最高,比CK升高了129.29%,達(dá)極顯著差異。這說明隨著Zn濃度的增加,假蘋婆生長(zhǎng)受到了抑制。
表5 假蘋婆滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量對(duì)Zn脅迫的響應(yīng)
由表6可知,Pb單一脅迫對(duì)假蘋婆幼苗葉片可溶性糖、可溶性蛋白含量表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì),Pro含量則表現(xiàn)為升高趨勢(shì);CK的可溶性糖、可溶性蛋白含量最高,分別為6.93、4.86 mg/g;當(dāng)Pb濃度為1600 mg/kg時(shí),葉片的可溶性糖、可溶性蛋白的含量最低,分別比CK降低了70.13%、16.05%;各處理的可溶性糖含量與CK均達(dá)極顯著差異,但各處理的可溶性蛋白含量與CK差異不顯著;當(dāng)Pb濃度為250 mg/kg時(shí),Pro的含量最低,比CK低了11.07%;當(dāng)Pb濃度為1600 mg/kg時(shí),Pro的含量最高,比CK提高了149.87%,達(dá)顯著差異。這說明低濃度Pb對(duì)假蘋婆葉片的生長(zhǎng)有利,而高濃度Pb會(huì)產(chǎn)生抑制作用。
表6 假蘋婆滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量對(duì)Pb脅迫的響應(yīng)
由表7可知,隨著Pb+Zn復(fù)合濃度的增高,假蘋婆葉片內(nèi)可溶性糖、可溶性蛋白的含量總體表現(xiàn)為下降趨勢(shì),而Pro的含量表現(xiàn)為升高趨勢(shì);Zn900+Pb1600處理的可溶性糖、可溶性蛋白的含量最低,分別比CK降低了80.23%、93.42%,各處理的可溶性糖、可溶性蛋白含量與CK都表現(xiàn)為極顯著差異;Zn150+Pb250、Zn300+Pb500處理的Pro含量分別為81.57、109.14 μg/g,均與CK達(dá)極顯著差異,Zn300+Pb500處理與高濃度處理間的差異不顯著,Zn900+Pb1600處理的假蘋婆葉片的Pro含量達(dá)到最高,與CK相比上升了166.54%且達(dá)極顯著差異。綜上,Pb+Zn的復(fù)合處理抑制了假蘋婆幼苗的生長(zhǎng)。
表7 假蘋婆滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量對(duì)Pb+Zn復(fù)合脅迫的響應(yīng)
由表8可知,Zn單一脅迫對(duì)假蘋婆葉片SOD、POD、CAT活性的影響極顯著。隨著Zn濃度的增加,假蘋婆葉片SOD活性表現(xiàn)為先升高再降低,POD、CAT活性整體表現(xiàn)為升高趨勢(shì);各處理與CK在SOD活性上均達(dá)極顯著差異;在Zn濃度為300 mg/kg時(shí),SOD活性達(dá)到最高,相比CK提高了43.70%;POD活性在Zn濃度為900 mg/kg時(shí)最高,比CK提高了120.14%,達(dá)極顯著差異;CAT活性在Zn脅迫濃度為900 mg/kg時(shí)最高,比CK提高了12.38%;各處理的CAT活性與CK均達(dá)到了極顯著差異。因此,低濃度的Zn可促進(jìn)SOD、POD、CAT的活性,而高濃度的Zn會(huì)破壞假蘋婆的葉片組織,使其SOD活性逐漸降低。
表8 假蘋婆抗氧化酶活性對(duì)Zn脅迫的響應(yīng) U/g
由表9可看出,隨著Pb濃度的增加,假蘋婆葉片SOD、POD活性表現(xiàn)為先上升后下降趨勢(shì),CAT活性整體表現(xiàn)為逐漸上升的趨勢(shì);Pb脅迫處理的SOD活性在濃度為900 mg/kg時(shí)達(dá)到最高,比CK提高了46.65%,達(dá)極顯著差異;POD活性在Pb脅迫濃度為900 mg/kg時(shí)達(dá)到最高,比CK增加了126.49%,與CK、Pb250、Pb500處理間的差異極顯著,與Pb1600處理的差異顯著;Pb脅迫處理CAT活性在濃度為1600 mg/kg時(shí)最高,比CK增加了18.81%且達(dá)極顯著差異,與Pb250和Pb500處理的差異也是極顯著,但與Pb900處理的差異不顯著。因此,Pb處理能夠提高假蘋婆葉片SOD、POD、CAT的活性,但當(dāng)Pb達(dá)到一定濃度后,假蘋婆葉片的SOD、POD活性反而會(huì)降低。
表9 假蘋婆抗氧化酶活性對(duì)Pb脅迫的響應(yīng) U/g
由表10可知,假蘋婆幼苗隨著Zn+Pb復(fù)合脅迫的增強(qiáng),SOD、POD的活性表現(xiàn)為先增高再降低,CAT活性整體表現(xiàn)為逐漸增高的趨勢(shì);Zn300+ Pb500復(fù)合脅迫處理的SOD、POD活性最高,分別比CK增加了54.81%、112.94%,兩者均與CK達(dá)極顯著差異;處理Zn300+Pb500與Zn150+Pb250、Zn600+Pb900處理的SOD活性的差異不顯著,與Zn900+Pb1600處理的差異顯著;復(fù)合脅迫各處理間的POD活性差異均為極顯著;Zn600+Pb900處理的CAT活性最高,比CK增加了17.33%且差異極顯著。因此,在Zn+Pb復(fù)合脅迫下,假蘋婆葉片的SOD、POD活性逐漸降低,這說明其對(duì)SOD、POD的活性影響較大,而CAT活性還在上升,所以其對(duì)CAT活性的破壞較小。
表10 假蘋婆抗氧化酶活性對(duì)Zn+Pb復(fù)合脅迫的響應(yīng) U/g
由表11可知,在Zn、Pb單一以及復(fù)合脅迫下,假蘋婆的MDA含量隨著處理濃度的增加總體呈上升趨勢(shì);在Zn單一脅迫下,當(dāng)Zn濃度為150 mg/kg時(shí)的MDA含量最低,比CK降低了25.00%且差異不顯著,其他3組都與CK的差異極顯著;在Pb單一脅迫下,各處理MDA含量都比CK低,在Pb濃度為250 mg/kg時(shí)的MDA含量最低,比CK低了34.00%,各處理與CK的差異都不顯著;在Zn+Pb復(fù)合脅迫下,MDA含量都比CK高,處理Zn900+Pb1600的MDA含量最高,比CK上升了67.00%且與CK差異顯著。
表11 假蘋婆MDA含量對(duì)Zn、Pb脅迫的響應(yīng) μmol/g
由表12可知,高濃度處理下的隸屬函數(shù)值總體比低濃度處理低,假蘋婆幼苗的平均隸屬函數(shù)排序?yàn)椋篢8>T10>T7>T9>T1>T3>T4>T12>T11>T6>T13>T5>T2,隸屬函數(shù)平均值在T8處理取得最大值,T10次之。
表12 鉛鋅脅迫對(duì)假蘋婆各指標(biāo)的隸屬函數(shù)分析
植物的形態(tài)是最直觀反映植物生長(zhǎng)狀態(tài)的指標(biāo)[22],少量的重金屬能夠促進(jìn)植物的生長(zhǎng),但當(dāng)重金屬含量超過植物所能承受的范圍后則會(huì)抑制植物生長(zhǎng),表現(xiàn)為植物低矮、葉片焦黃,甚至枯死。本研究發(fā)現(xiàn):在Zn、Pb單一以及復(fù)合脅迫下,假蘋婆幼苗的株高、地徑、生物量總體呈逐漸降低趨勢(shì),在低濃度的單一處理下,生物量比CK提高;在復(fù)合脅迫下,各處理均比CK低,且比同一濃度的單一處理更低,這與吳運(yùn)東等[23]的研究結(jié)果相一致。這說明低濃度的重金屬可促進(jìn)植物的生長(zhǎng),但隨著處理濃度的提高,植物受到的脅迫增加,因而抑制其生長(zhǎng),所以復(fù)合脅迫比單一脅迫對(duì)假蘋婆幼苗的毒害更嚴(yán)重。
滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)在植物體內(nèi)具有重要作用,植物體內(nèi)通過提高細(xì)胞濃度,提高保水能力,從而提高其對(duì)環(huán)境的抗逆性[24]。可溶性糖類參與滲透調(diào)節(jié),并在維持植物蛋白質(zhì)穩(wěn)定方面起到重要作用。在本研究中,隨著Zn、Pb單一以及復(fù)合脅迫的增加,假蘋婆葉片的可溶性糖含量整體呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì),各個(gè)處理之間差異性顯著。這是因?yàn)殡S著重金屬含量的增加,濃度超出了假蘋婆可調(diào)節(jié)的范圍,所以可溶性糖含量下降,這與李珊等[19]在Zn、Pb脅迫對(duì)栝樓(Trichosanthes kirilowii)幼苗生長(zhǎng)及抗逆生理因子的影響的研究結(jié)論基本一致??扇苄缘鞍资侵参矬w內(nèi)重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),它可增加細(xì)胞的保水能力,經(jīng)常被用作篩選植物抗性的指標(biāo)之一。在本研究中,可溶性蛋白的含量隨著處理濃度的增加而減少,這可能是由于在脅迫下可溶性蛋白的分解加快,但其合成受到抑制,導(dǎo)致了可溶性蛋白含量的下降,可溶性蛋白在Pb單一脅迫下變化不顯著,但在Zn單一和Zn+Pb復(fù)合脅迫下的變化顯著,Zn+Pb復(fù)合脅迫時(shí)的變化差異比同濃度單一脅迫更大。這說明Zn+Pb復(fù)合脅迫對(duì)假蘋婆起到了協(xié)同效應(yīng),導(dǎo)致了可溶性蛋白含量的急劇減少。這與胡文俐等[25]對(duì)山蒼子(Litsea cubeba)的研究結(jié)論稍微不同,其研究的山蒼子的可溶性糖、可溶性蛋白含量在Zn、Pb單一脅迫及復(fù)合脅迫下呈先高后低的變化趨勢(shì),這可能是不同植物對(duì)Zn、Pb脅迫的不同抗性所致。Pro是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)的組成成分之一,植物在受到脅迫時(shí)會(huì)通過與單線態(tài)氧及羥基自由基發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)及與重金屬的螯合作用提高自身的抗逆性,緩解植物氧化損傷[26]。本研究中Pro含量隨著Zn、Pb單一以及復(fù)合脅迫處理的濃度的增加表現(xiàn)出逐漸升高的趨勢(shì),分別在Zn900、Pb1600和Zn900+Pb1600處理取得最大值,但Zn、Pb復(fù)合各處理間的Pro含量增加幅度比單一各處理間的更高。這說明隨著Zn、Pb濃度的增加,假蘋婆苗木的正常代謝和酶系統(tǒng)受到了破壞,致使Pro累積以適應(yīng)重金屬脅迫。張家洋等[27]在對(duì)小麥(Triticum aestivum)和稗草(Beckmannia syzigachne)的研究中得出植物在脅迫下會(huì)出現(xiàn)失水的現(xiàn)象,為了應(yīng)對(duì)失水帶來的傷害,植物會(huì)吸收一部分無(wú)機(jī)鹽和可溶性物質(zhì)來調(diào)節(jié),這就增加了植物體內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸的含量,這與本研究的結(jié)果基本相同。
當(dāng)植物受到脅迫時(shí),植物會(huì)通過調(diào)節(jié)抗氧化酶活性來緩解自身受到的傷害[28],植物中的SOD、POD、CAT能夠歧化成H2O2和O2,植物體內(nèi)的酶相互協(xié)調(diào)對(duì)抗植物細(xì)胞內(nèi)的活性氧自由基、過氧化物[29-30]。本試驗(yàn)中假蘋婆的SOD、POD活性在Zn、Pb單一以及復(fù)合脅迫下,總體表現(xiàn)為隨著處理濃度的增加,SOD、POD的活性先增加后減小的趨勢(shì)。這可能是在低濃度的脅迫下,重金屬對(duì)植物起到積極的刺激作用,植物細(xì)胞內(nèi)的活性氧增加,而在受到高濃度的重金屬脅迫時(shí),植物體內(nèi)的抗氧化酶受到破壞,從而導(dǎo)致酶活性的降低。這與李芹梅等[31]對(duì)滇水金鳳(Impatiens uliginosa Franch)以及薄偉等[32]對(duì)玉蟬花(Iris ensata)的研究結(jié)果相似。CAT是植物重要的保護(hù)酶之一,可使植物中的H2O2消解成H2O和O2,可避免H2O2過多積累對(duì)植物體造成破壞。本研究Zn、Pb單一以及復(fù)合脅迫中,假蘋婆CAT活性隨著處理濃度的增加,整體表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì),這與林龍等[33]在榕樹(Ficus microcarpa)的研究結(jié)果一致,但在朱紅霞等[34]對(duì)馬齒莧(Portulaca oleracea)研究中的現(xiàn)象相反,這可能是由于不同的植物對(duì)重金屬的脅迫抗逆性不同所致。
MDA是植物在逆境下發(fā)生膜脂過氧化作用的產(chǎn)物,其含量可以反映植物遭受傷害的程度。本研究中MDA含量整體上隨著濃度的增加而逐漸增加,除了Pb單一處理和低濃度的Zn單一處理,其他處理MDA的含量都比CK高,這說明高濃度的Zn以及Zn+Pb復(fù)合脅迫對(duì)假蘋婆的傷害更大。
綜上所述,在低濃度的重金屬Zn、Pb單一脅迫下,假蘋婆表現(xiàn)出了一定的適應(yīng)性,但隨著濃度的增加,苗木綜合表現(xiàn)逐漸變差。Zn+Pb復(fù)合脅迫下假蘋婆的綜合表現(xiàn)都比CK差,在復(fù)合濃度為Zn 900 mg/kg+Pb 1600 mg/kg時(shí),假蘋婆幼苗的綜合表現(xiàn)最差,而與相應(yīng)濃度的單一脅迫相比,復(fù)合脅迫的處理整體表現(xiàn)更差。假蘋婆對(duì)重金屬Zn、Pb具有一定的耐抗性,在Zn單一脅迫為150 mg/kg和在Pb單一脅迫為500 mg/kg時(shí),假蘋婆的生長(zhǎng)狀態(tài)較好??傮w上復(fù)合脅迫處理苗木的綜合表現(xiàn)差于相應(yīng)的單一脅迫處理,Zn、Pb的協(xié)同脅迫作用更顯著。本研究結(jié)論可為假蘋婆在重金屬Zn、Pb污染地的修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。