铅、铬对茶树生长的影响及其在茶树体内的吸收累积特性研究

本文以福鼎大白茶等为材料，采用水培和盆栽的方法，对茶树进行了不同浓度的铅、铬处理，研究了铅、铬对茶树的生育的影响及其在茶树体内的分布积累规律。结果表明： 1．铅对茶树生长的影响：在浓度≥120mg·kg-1铅胁迫下，水培茶树生长新梢的萌发和生长受到严重抑制，并且出现了明显的表观伤害症状，严重时茶树毒害致死。不同品种的茶树的耐铅性一定差异，其受害症状轻重顺序为：名山131<福鼎<名山213。根据铅毒理图谱可进行茶树铅污染诊断。当铅胁迫浓度≥240mg·kg-1时，茶树的叶绿素含量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率都受到显著的负面影响。而在土壤中添加外源铅25-250mg·kg-1，盆栽茶树未出现表观伤害症状；在处理浓度≤150或200mg·kg-1时，其生长量（主干、一级侧枝粗度、株高、秋梢长度和一芽二叶长度等）和光合作用指标（净光合速率、蒸腾速率及气孔导度等）均超过对照，表现出了促进生长和光合作用的效应，但处理浓度>200mg·kg-1时，铅污染对茶树生长和光合作用有明显的抑制作用。茶树的SOD、POD和CAT活性总体随铅处理浓度的升高先上升后下降，在铅处理浓度300mg·kg-1左右达到最大值。 2．茶树对铅的吸收积累特性：水培和土壤盆栽试验结果均表明，茶树各器官中的铅含量随铅处理浓度的增加总体呈大幅升高趋势，并且各器官的铅含量与营养液／土壤中的铅处理浓度呈显著正相关；铅元素在茶树体内活性较低，大部分被吸收根固定，向地上部运输的比例较低。铅在水培茶树体内由高到低的分布次序是：吸收根>主根>主茎>嫩茎>叶片>新梢。在本实验条件下，水培茶苗主根中的Pb含量达到了20．81-87．50mg·kg-1，吸收根为60．93-165．67mg·kg-1，主茎为0．98-14．03mg·kg-1，表明根系和主茎具有超积累Pb的能力，其生理生化机理以及可否利用茶树根系和主茎对Pb的超积累性来清除土壤的Pb污染有待后续研究。铅在盆栽茶树体内的分布次序是：吸收根>主根>主茎>新梢>叶片>枝条。本试验条件下，当土壤添加外源铅150 mg·kg-1时，土壤的实际铅含量为159．31mg·kg-1时，茶树新梢（一芽二叶）中的铅含量已高于国家标准(5mg·kg-1)。 3．铬对茶树生长的影响：铬胁迫(20-100mg·kg-1)不仅对水培茶树的新梢萌发和生长有显著的负面影响，而且供试茶树均出现明显的表观伤害症状；不同品种的茶树的耐铬性有一定差异。铬胁迫对水培茶树叶绿素含量和光合作用均有明显的抑制效应。土培茶树在外源铬添加浓度≤50mg·kg-1时生长受促进，≥75mg·kg-1则生长受抑制；而在铬处理浓度≥100mg·kg-1时光合作用也受到明显抑制。盆栽茶树SOD活性随铬处理程度的升高而曲折下降，但均高于对照(250mg·kg-1处理除外)。POD和CAT活性均随铬处理浓度的升高而先升高后下降，并在处理浓度150mg·kg-1左右达到最大值。 4．茶树对铬的吸收积累特性：水培和盆栽茶树各器官的铬积累量总体随铬处理浓度的增加而呈升高趋势，并且与铬处理浓度呈显著或极显著正相关。水培试验结果表明，铬在茶树体内由高到低的分布次序为：吸收根>主根>主茎>嫩茎>叶片>新梢，不同品种的茶树对铬的吸收、积累和迁移能力有一定差异，其中，福鼎吸收根对铬滞留效应最强，而向粗根和茎叶迁移的比例明显低于其它2个品种。盆栽试验结果则表明，各部位的铬积累量顺序为：吸收根>主根>叶片>主茎>枝条≈新梢。从本试验结果来看，当土壤添加250mg·kg-1的外源铬，供试土壤的铬含量达到314．88mg·kg-1时，新梢中的铬含量为5．54mg·kg-1，超过NY693-2003中的茶叶限量标准。因此，现有的土壤铬含量限量标准150mg·kg-1干土，是否科学合理，有待后续研究。