来源:《农业环境科学学报》年10期
作者:姚丽华1,3,查建军2,李亚丽3,潘小翠3,于红梅1*,束良佐3*
单位:1.浙江师范大学地理与环境科学学院;2.南方科技大学台州研究院;3.台州学院生命科学学院
摘要
为探究pH对锑胁迫下水稻生长的影响,本研究通过水培试验,研究了不同pH条件下水稻中锑的吸收量以及锑对水稻的生长、叶绿素荧光特性、光响应曲线参数和抗氧化酶活性的影响。
结果表明:锑胁迫抑制了水稻的生长以及地上部和根部生物量的积累,其中株高较无锑处理减少了4.30%~11.72%;叶片PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、实际光化学效率Y(Ⅱ)、光合电子传递效率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)以及荧光快速光响应曲线参数曲线的初始斜率(α)、最大相对电子传递速率(ETRm)和半饱和光强(IK)在锑胁迫下均显著下降,而过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量显著增加,分别增加了11.66%、16.86%、17.85%和22.04%。此外,pH4、pH5处理促进了水稻对锑的吸收,增大了锑胁迫对水稻幼苗各参数影响的幅度,而pH6、pH7处理有效缓解锑胁迫导致的水稻幼苗各指标的变化。
因此,锑胁迫下水稻植株吸收大量的锑,破坏叶绿素荧光特性及保护酶活性等生理过程,进而对植株造成毒害,而pH6和pH7条件下通过减少锑吸收、维持细胞膜稳定性、调控热耗散机制以及抗氧化酶系统来缓解锑胁迫对水稻幼苗生长的影响。
结论:(1)锑处理后,水稻幼苗地上部和根部均大量吸收锑造成锑胁迫,其虽然能够诱导水稻体内的过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性增加,但仍然使丙二醛含量升高,抑制水稻地上部生长,降低干物质质量。
(2)锑处理显著降低水稻叶片叶绿素相对含量,降低PSⅡ原初光能转化效率、最大相对电子传递效率和半饱和光强等叶绿素荧光参数,同时叶片非荧光猝灭系数显著提高。锑胁迫通过破坏水稻的细胞膜系统和光合中心来降低水稻光合能力。
(3)营养液在pH=4、pH=5条件下会促进水稻地上部和根部吸收锑,同时加剧锑对水稻的生长、光合性能以及细胞膜的破坏,而在pH=6、pH=7条件下减轻了锑胁迫对水稻的毒害作用。综上,对存在锑污染风险地区可通过适当改变土壤pH值来缓解锑的毒害作用。
责任编辑:郑庆祥
校对
审核:潘淑君王农
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