人工湿地污水处理对三种植物光合作用及叶绿素荧光特性的影响.docx

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1、人工湿地污水处理对三种植物光合作用与叶绿素荧光特性的影响李志刚，蒋越华，李素丽，黄海连，陈伟刚，陈竑. 广西大学农学院，广西 南宁 ；. 广西南宁市环境保护局，广西 南宁；. 广西南宁市市政局，广西 南宁 摘要：人工湿地环境下，湿地植物的光合代谢过程与陆生自然环境有较大的不同。通过对人工湿地三种中生植物即薏米( )、文殊兰( )和蜘蛛兰( )进行污水处理，研究人工湿地对植物的光合作用和叶绿素荧光特性的影响。结果表明：（）与陆地自然环境相比,在人工湿地环境下，薏米，文殊兰和蜘蛛兰的净光合速率（），蒸腾速率（），气孔导度（），叶绿素含量，最大荧光()和最大光化学效率（）均降低，而胞间浓度（）和初始

2、荧光()升高。其中叶绿素含量，和在四月份生长旺盛期差异极显著（），差异显著（文殊兰蜘蛛兰。人工湿地环境下薏米、文殊兰和蜘蛛兰在月，月与月各生长阶段的叶绿素含量均低于陆地自然环境，且差异显著（）。薏米、文殊兰和蜘蛛兰的叶绿素含量在各阶段分别比陆地对照植株降低了，；，；，。其中蜘蛛兰的降幅最小，文殊兰最大。另外，人工湿地中种植物光合色素的变化趋势相似，均为先升高后降低。 人工湿地污水处理对三种植物叶片气体交换参数的影响 陆地 湿地图 人工湿地污水处理对三种植物叶绿素含量的影响从图可知，人工湿地污水处理使种植物叶片的净光合速率（），蒸腾速率（）低于对照陆地自然环境。如薏米、文殊兰和蜘蛛兰的值在月生长

3、旺盛期分别比陆地自然环境降低了，而薏米的值在生长旺盛期略比陆地生境高外，文殊兰和蜘蛛兰则分别陆地自然环境降低了，差异极显著（）。人工湿地环境下薏米、文殊兰和蜘蛛兰的和值随季节变化具有相同的变化趋势，即呈现先高后低。在月生长盛期，蜘蛛兰的值较高，文殊兰其次，薏米最低。人工湿地环境下，气孔导度()的变化趋势与相似，整体上种植物的均低于对照的陆地自然环境，且差异显著（）。蜘蛛兰在月的生长旺盛期达到最大值。薏米在生长旺盛期其略高于陆地生境，蜘蛛兰的略高于文殊兰，比薏米高。种植物在人工湿地下的值高于陆地自然环境，且随季节的变化呈逐渐升高趋势。总体看来，在人工湿地环境下蜘蛛兰的值较薏米和文殊兰低。 人工湿

4、地污水处理对三种植物叶片叶绿素荧光参数的影响 从图可看出，人工湿地环境下，种植物的均显著低于陆地自然环境（），生境的差别大于种间差别。在月生长初期、月旺盛期和月开花期薏米、文殊兰和蜘蛛兰分别比陆地自然环境降低了，；，；，蜘蛛兰的降幅最小。此外，薏米和蜘蛛兰在人工湿地下的值随季节变化呈逐渐升高趋势，而文殊兰则先升高后降低。蜘蛛兰的在不同的生长阶段都是最大值，如在月生长旺盛期，分别比薏米和文殊兰大()和。陆地 湿地陆地 湿地陆地 湿地陆地 湿地图 人工湿地污水处理对三种植物叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间浓度的影响(m)()()(m)从图还可以看出，人工湿地下种植物的均高于陆地自然环境，在

5、月份差异达到极显著水平（）。薏米和蜘蛛兰随季节变化均呈先升高后降低趋势，文殊兰基本处于持续上升状态。在生长初期，人工湿地下种植物的值均低于陆地自然环境；而在生长旺盛期，种植物的值则高于陆地自然生境，且差异显著（文殊兰薏米。陆地 湿地陆地 湿地陆地 湿地图 人工湿地污水处理对三种植物叶片初始荧光、最大荧光和最大光化学效率的影响 讨论()人工湿地对植物而言属于极其不利的生存环境。光合作用是植物体内重要的代谢过程,其强弱对植物生长发育与抗逆性都有重要的影响。一般认为逆境条件会导致叶片气孔导度下降，导致光合速率降低。同时，逆境条件下的非气孔因素也不容忽视，甚至有时是光合速率下降的主要原因，这些非气孔因

6、素包括,如, 二磷酸核酮糖羧化氧化酶()、, 二磷酸果糖酶合成酶() 的活性,光系统反应中心电子流的状态等均影响光合能力。而判断光合速率下降是否受非气孔因素限制的依据是：和下降与变化是否呈相反趋势。本实验中，人工湿地环境下种植物的叶片的，均降低，而增加，说明降低原因是叶肉细胞同化能力的下降，而不是由气孔导度降低引起的光合速率的下降，即以非气孔因素为主,非气孔限制成了光合速率降低的主要因素。(m)与“表观性”的气体交换指标相比，叶绿素荧光参数更具有反映“内在性”的特点。常被用作表明环境胁迫程度的探针。是 最大光化学量子产量，是开放的 反应中心捕获激发能的效率，非胁迫条件下该参数的变化变化极小，胁

7、迫条件下该参数明显下降。本试验研究表明，蜘蛛兰、文殊兰和薏米这三种植物在人工湿地环境下的荧光参数低于陆地自然环境，且差异极显著()，说明人工湿地环境下生长的的中生植物叶绿体光系统活性受到抑制，其原因可能是由于人工湿地水分不受限引起的，还需进一步研究。和分别指光系统( )反应中心处于完全开放和完全关闭时的荧光产量。下降可能伴随着的上升或的下降。与陆地自然环境相比，薏米、文殊兰以与蜘蛛兰这种植物在人工湿地环境下叶片的增加，降低，且在两生境的值差异显著（）。相关研究认为升高意味着 受到了伤害或不可逆失活。通常在胁迫条件下会上升，研究结果中显示人工湿地污水处理下植物的高于陆地植物，与隆小华等关于菊芋变

8、化与变化趋势相似的结论不一致。，值在不同生长阶段，并不是简单的上升、下降过程，不同植物表现了不同的变化趋势，这可能与植物适应的方式、时间上不一致有关，因为不同植物或植物的不同发育阶段，其光合作用对逆境的敏感程度是不同的。叶片光合色素含量是反映植物光合能力的一个重要指标，环境因子的改变会引起叶绿体色素含量的变化,进而引起光合性能的改变。叶绿素作为光合色素，参与光合作用中光能的吸收、传递和转化，在植物光合作用中发挥着重要作用。人工湿地环境下种植物的叶绿素含量显著低于陆地自然环境，叶绿素含量的降低是光合作用减弱的原因之一。从本研究可以得出，人工湿地环境对植物光合生理特性产生不良影响，植物对此作出了响

9、应。经人工湿地污水处理后，综合几个参数，表明了蜘蛛兰的耐性较强于薏米和文殊兰。参考文献： 张丽, 张兴昌. 植物生长过程中水分、氮素、光照的互作效应. 干旱地区农业研究, , (): . 潘晓华, 刘水英, 李锋, 等. 低磷胁迫对不同水稻品种幼苗光合作用的影响. 作物学报, , (): . 李世玉, 毕玉芬. 云南马龙县山地草甸植物优势度与优势植物光合特征研究. 草原与草坪, ，: . , . Yunnan , , : . 靖元孝, 任延丽, 陈桂珠. 人工湿地污水处理系统 种红树植物生理生态特性. 生态学报, , (): . 靖元孝, 杨丹菁, 任延丽, 等. 水翁( ) 在人工湿地的生长

10、特性与对污染物的去除效果. 环境科学研究, , (): . 王峰. 植物净光合速率对人工湿地系统溶解氧与处理效果的影响. 南京市政, , : . . . Nanking , , : . 徐惠风, 刘兴土, 金研铭, 等. 人工湿地园沼泽植物水蓼( .) 的蒸腾特性日变化. 植物资源与环境学报, , (): . 徐惠风, 刘兴土, 金研铭, 等. 人工湿地园中泽泻沼泽植物蒸腾特性日变化的研究. 吉林农业大学学报, , (): . 李晓, 冯伟, 曾晓春. 叶绿素荧光分析技术与应用进展. 西北植物学报, , (): . 叶燕萍. 植物生理学实验指导. 南宁: 广西大学出版社, : . . . Na

11、nning: Guangxi University , : . 惠红霞, 许兴, 李前荣. 外源甜菜碱对盐胁迫下枸杞光合功能的改善. 西北植物学报, , () : . 苏培玺, 张立新, 杜明武,等. 胡杨不同叶形光合特性、水分利用效率与其对加富的响应. 植物生态学报, , (): . 张守仁. 叶绿素荧光动力学参数的意义与讨论. 植物学通报, , (): . 徐大全, 张玉忠, 张荣铣. 植物光合作用的光抑制. 植物生理通讯, , (): . 许耀照, 曾秀存, 郁继华, 等. 水杨酸对高温胁迫下黄瓜幼苗叶绿素荧光参数的影响. 西北植物学报, , (): . 隆小华, 刘兆普, 蒋云芳, 等. 海水处理对不同产地菊芋幼苗光合作用与叶绿素荧光特性的影响. 植物生态学报, , (): . 王素平, 郭世荣, 胡晓辉, 等. 盐胁迫对黄瓜幼苗叶片光合色素含量的影响. 江西农业大学学报, , (): . College Agriculture, Guangxi University, Nanning , China;. Nanning, Nanning, , China; . Nanning, Nanning, , China