酸雨胁迫对银杏雌、雄幼苗生长及生理特性的影响.doc

酸雨胁迫对银杏雌、雄幼苗生长及生理特性的影响 　　近年来, 我国酸雨问题日益严重, 已成为继欧洲和北美之后的全球第三大酸雨重灾区, 受酸雨影响的地区占国土面积的40% (麦博儒等2010)。 　　研究表明, 酸雨会严重影响生态系统的物质循环和能量流动, 酸雨危害所引起的经济损失和对生态平衡及植物本身影响的严重性已越来越引起人们的关注(谢小赞等2009; 金清等2009)。从已有文献看, 针对酸雨对植物影响的研究大多集中于雌雄同株植物, 极少涉及雌雄异株植物。据报道, 雌雄异株植物在全世界约有14 620种, 隶属于被子植物的959个属, 是陆地生态系统的重要组成部分(Renner和Ricklefs 1995)。由于繁殖成本的不同,该类植物的雌、雄个体在形态特征、生理生化特征、资源配置和环境适应性等方面已表现出明显的性别差异(胥晓等2007)。 　　众多学者对雌雄异株植物的研究表明, 在养分贫瘠、生境恶劣或未受人为因素干扰的情况下,某些物种雄株个体数量较多, 生长良好; 但在土壤肥沃、生境良好或受到人为因素干扰的环境中,雌株生长良好, 具有性比优势(胥晓等2007; 尹春英和李春阳2007; Xu等2010)。我们通过总结前人的研究成果发现, 逆境下大多数物种雄株的净光合速率比雌株偏高, 而这些研究对象主要涉及到被子植物, 有关裸子植物的研究甚少。金静等(2008)对20种裸子植物和102种被子植物的光合能力进行比较发现, 裸子植物的光合能力普遍弱于被子植物, 且成年和幼年银杏雌性个体的光合能力强于雄性个体(蒋雪梅等2013)。这是否表明裸子植物与被子植物在抗逆性方面可能存在差异, 且裸子植物银杏雌株的抗逆能力可能强于雄株, 这些问题都有待进一步探究。 　　银杏, 裸子植物, 雌雄异株, 是现存种子植物中最古老的刁遗植物, 有“金色活化石”之称。银杏集食用、药用、保健、化妆、用材、绿化、观赏于一体, 具有较高的经济价值和生态效益(曹福亮2002)。研究还表明, 银杏的抗酸性较强, 是最近筛选出的新抗酸树种(胡晓梅2010)。为了抵抗酸雨胁迫, 重庆范围内大量种植银杏, 效果显著。因此本文以人工种植的银杏雌、雄幼苗作为试验材料,模拟酸雨胁迫对银杏雌、雄幼苗生长及生理特性的影响, 试图了解银杏雌、雄幼苗生长参数、抗氧化酶活性、光合色素和生化物质含量在酸雨胁迫下的响应差异, 从而揭示银杏雌、雄幼苗在抗酸性方面是否存在差异及耐酸阈值, 这也有助于为更好地研究银杏生存历史和如何保护银杏、改善生态环境提供理论参考。 　　材料与方法 　　1、 研究区概况 　　试验地位于四川省南充市郊的西华师范大学生命科学学院试验基地内。南充市地处北纬30°35’~31°51’, 东经105°27’~106°28’, 整个区域属亚热带湿润型季风气候, 年均温15.8~17.8 , 年平均降雨量约980~1 150 mm, 年均相对湿度76%~86%。 　　2、 材料与试验设计 　　2.1 试验材料 　　试验材料由2008年初当地园林公司提供的二年生银杏(Ginkgo biloba L.)实生苗, 植株的雌雄性别采用溴麝香草酚蓝法进行鉴定(龙程和潘瑞炽1991)。鉴定方法具体为: 取大约0.1 g洁净叶片, 加入3 mL蒸馏水研磨成匀浆, 后吸取一定量的上清液, 加入其4倍的0.1%溴麝香草酚蓝溶液混匀观察,若混合液呈黄褐色为雌株提取液, 混合液仍呈绿色则为雄株提取液。鉴定完后从幼苗中各选取40株高度、长势基本一致的植株, 分雌、雄移栽至内径30 cm、深25 cm的花盆中, 每盆土壤重量控制为8 kg并施加缓效肥12 g (13% N、10% P、14%K), 做好各种管理措施, 让其自然生长。 　　2.2 模拟的酸雨配置 　　模拟酸雨为硫酸型(VSO42-: VNO3-=8:1), pH=3.8~4.0, 依据南充酸雨环境监测数据, 利用H2SO4(98%)与HNO3(75%)按8:1 (V/V)配置成酸雨母液, 用PHS-3TC精密数显酸度计(上海天达仪器公司)进行准确校正, 用自来水稀释配置成pH=3.0、4.0、5.0和5.6的4种酸雨溶液, 分别代表不同程度的酸雨胁迫和对照处理。 　　2.3 试验设计 　　试验采用完全随机设计, 2性别(雌、雄)×4酸梯度(5.6、5.0、4.0、3.0)。待2008年初移栽后的银杏幼苗长势完全稳定后, 于2009年6月10日将所有待处理幼苗全部移入4周通风顶部遮雨的大棚内培养, 次日分别对其进行不同浓度的模拟酸雨胁迫处理试验。每种性别的银杏幼苗随机分成4组, 每组10株。用小型喷雾器在对应植株叶片的正反面分别喷洒pH为5.6、5.0、4.0和3.0的等量模拟酸雨溶液, 每次均喷至叶片滴液为止。喷洒实验每隔5 d进行