离子液体对小麦幼苗生长、生理及光合特性的影响

离子液体对小麦幼苗生长、生理及光合特性的影响

论文摘要

离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子组合而成的低熔点盐类,在室温或者较低温时通常呈液态,通常被称为室温离子液体(RILs)。离子液体以其优异的理化性质在诸多领域得到应用,但在其使用过程中不可避免地会有一部分流失到环境中,因此探究它们的毒性效应,尤其是对作物的影响尤为迫切。本试验以小麦为研究对象,采用水培和土培方法,用不同浓度离子液体(100、200、300、400、500 mg·L-1)在种子萌发期直接胁迫的方法处理小麦种子,以此研究离子液体1-甲基-3-乙基咪唑溴盐([C2mim][Br])、1-甲基-3-乙基咪唑缬氨酸盐([C2mim][Val])和1-甲基-3-丁基咪唑溴盐([C4mim][Br])在小麦的生长过程中对其生长、生理及光合特性的影响。研究结果表明:(1)3种离子液体都抑制了小麦种子的萌发,且浓度越大其抑制程度越大。(2)从株高和地上部分生物量数据来看,离子液体[C2mim][Br]和[C4mim][Br]对小麦叶的生长有抑制作用,且浓度越大其抑制程度越大;低浓度(100、200 mg·L-1)的[C2mim][Val]会促进小麦叶的生长,高浓度(300~500 mg·L-1)的[C2mim][Val]会抑制小麦生长,且浓度越大抑制程度越大。从根长和地下部分生物量来看,离子液体[C2mim][Br]和[C4mim][Br]对小麦根的生长有抑制作用,且浓度越大其抑制程度越大;100 mg·L-1的[C2mim][Val]会促进小麦根的生长,其余浓度抑制小麦根的生长,且浓度越大抑制程度越大。(3)随试验时间的延长,离子液体抑制了小麦的酶活性,且浓度越大抑制程度越大,超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性都显著降低,从而膜脂发生过氧化作用,导致丙二醛含量(MDA)含量增高。(4)各处理组小麦叶片中的叶绿素含量都小于对照组,这说明3种离子液体对小麦光合色素的累积产生了抑制作用,且浓度越大其抑制作用越强。(5)3种离子液体对小麦的光合作用都产生了抑制作用,且浓度越大时抑制程度越大。综合以上结论得出,离子液体浓度越大,其对小麦生长的影响越强,总体来看,试验中浓度为400、500 mg·L-1时其影响较大;从叶和根的统计数据来看,离子液体对根的影响程度大于对叶的影响;3种离子液体比较发现,离子液体碳侧链链长越长,其对植物的毒害作用越强;以卤素为阴离子的离子液体对植物的毒性比以氨基酸为阴离子的离子液体毒性要大。另外,将水培与土培处理相比发现,离子液体在土培环境下对小麦生长的影响较小。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 引言
  • 1.1 离子液体概述
  • 1.2 离子液体毒性研究背景及现状
  • 1.2.1 离子液体毒性研究背景
  • 1.2.2 离子液体毒性研究现状
  • 1.3 研究内容及意义
  • 第2章 试验材料与方法
  • 2.1 试验材料及准备
  • 2.1.1 小麦育苗
  • 2.1.2 离子液体
  • 2.1.3 试验试剂
  • 2.1.4 试验仪器
  • 2.2 试验设计
  • 2.2.1 试验分组
  • 2.2.2 选定试验浓度
  • 2.2.3 小麦栽培
  • 2.3 指标的测定和方法
  • 2.3.1 测定时间
  • 2.3.2 测定指标
  • 2.3.3 测定方法
  • 2.4 数据分析与处理
  • 第3章 离子液体对小麦幼苗生长指标的影响
  • 3.1 离子液体对小麦种子发芽率的影响
  • 3.2 离子液体对小麦幼苗生长指标的影响
  • 3.2.1 离子液体对小麦幼苗株高的影响
  • 3.2.2 离子液体对小麦幼苗根长的影响
  • 3.2.3 离子液体对小麦幼苗地上生物量的影响
  • 3.2.4 离子液体对小麦幼苗地下生物量的影响
  • 3.3 本章小结
  • 3.3.1 离子液体对小麦种子发芽率的影响
  • 3.3.2 离子液体对小麦幼苗株高的影响
  • 3.3.3 离子液体对小麦幼苗根长的影响
  • 3.3.4 离子液体对小麦幼苗地上部分生物量的影响
  • 3.3.5 离子液体对小麦幼苗地下部分生物量的影响
  • 第4章 离子液体对小麦幼苗生理指标的影响
  • 4.1 离子液体对小麦幼苗SOD 活性的影响
  • 4.2 离子液体对小麦幼苗POD 活性的影响
  • 4.3 离子液体对小麦幼苗MDA 含量的影响
  • 4.4 离子液体对小麦幼苗光合色素的影响
  • 4.4.1 离子液体对小麦幼苗叶绿素a 含量的影响
  • 4.4.2 离子液体对小麦幼苗叶绿素b 含量的影响
  • 4.4.3 离子液体对小麦幼苗叶绿素a+b 含量的影响
  • 4.5 本章小结
  • 4.5.1 离子液体对小麦叶片SOD 活性的影响
  • 4.5.2 离子液体对小麦叶片POD 活性的影响
  • 4.5.3 离子液体对小麦叶片MDA 含量的影响
  • 4.5.4 离子液体对小麦叶绿素含量的影响
  • 第5章 离子液体对小麦幼苗光合特性的影响
  • 5.1 离子液体对小麦叶片净光合速率(Pn)的影响
  • 5.2 离子液体对小麦叶片气孔导度(Cond)的影响
  • 5.3 离子液体对小麦叶片蒸腾速率(Tr)的影响
  • 5.4 本章小结
  • 第6章 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况
  • 相关论文文献

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