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狭叶香蒲(Typha angustifolia Linn)为香蒲科香蒲属多年生挺水植物,株形挺拔,叶形优美,其肉穗花序奇特可爱,具观赏价值,同时也是人工湿地优选的水生植物。其用途广泛,除我国一些特定地区将香蒲作为蔬菜食用以外,其他国家或地区都作为水生观赏植物,或净化水质或药用。香蒲属(Thlaspi)植物具有净化含Pb、Zn、Cu、Cd等重金属废水的作用及开发人工湿地的效能。本试验采用离子吸收动力学的基本方法,研究了不同时间及温度条件下狭叶香蒲吸收Cd<2+>的动力学特征,以及狭叶香蒲对不同浓度及pH值条件下Cd<2+>胁迫的生理反应。
用离子消耗曲线方法来研究狭叶香蒲根系对Cd<2+>的吸收动力学特性,拟合曲线求出吸收动力学参数,结果表明:在0~4h吸收过程中W<,max>最大,K<,m>最小,a值也最大,此时根系吸收能力最强。在开始的吸收过程中a值最大,随时间的延长(4~24h),最大吸收速率变小,但是净吸收速率V仍在增加。狭叶香蒲对Cd<2+>的吸收基本符合Michaelis-Menten动力学规律。
四种处理(24h+30℃、48h+30℃、24h+10℃、48h+10℃)的试验表明,(24h+30℃)的处理用V-C图解法和LB图解两种方法求解的V<,max>最大,而(24h+10℃)处理的V<,max>最小。在各处理中,用V-C法求解的a值(Vmax/Km)在(48h+10℃)时最大,但是用LB法求解的a值在(48h+30℃)时最大。24h处理的两个温度用两种方法求解的a值很接近,但是48h处理的两个温度的a值却相差很大。说明时间和温度同时影响离子吸收。试验用两种方法求动力学参数,分析结果有差异,但相关性较好。
用不同浓度Cd<2+>(0,0.4,1.0,1.2,1.5 mg·L<-1>)处理狭叶香蒲,研究其对Cd<2+>胁迫的生理反应,结果表明:随着Cd<2+>浓度的增大,狭叶香蒲叶绿素含量和根系活力都先升高后下降。最初诱导SOD和POD酶活性升高,但随着浓度加大酶活性下降,在1 mg·L<-1> Cd<2+>处理时,活性增加都达到最大。两种酶的变化都体现了狭叶香蒲积极保护的作用。镉胁迫使MDA含量也表现明显,随着Cd<2+>浓度的增加MDA含量呈上升趋势。
不同pH处理的试验结果表明:狭叶香蒲在酸性环境下叶绿素含量比在碱性生长条件下的高。在相同Cd<2+>浓度处理下,随pH的升高,狭叶香蒲根系活力、叶片CAT活性和POD活性都降低,而SOD酶活性则升高,狭叶香蒲在酸性条件下耐胁迫能力较强。在相同pH处理下,随Cd<2+>浓度升高,狭叶香蒲根系活力、CAT活性和POD活性都降低,这表明可能狭叶香蒲对水体的pH值反应敏感。