重金属汚染と樹木の生長 II : 過剰Cu処理された当年生クロマツ苗の植物体内Cu濃度変化

Abstract

過剰Cu処理された当年生クロマツ苗の植物体各部のCu濃度経時変化, ならびに, 使用ポット内 0.1N HCl 可溶の可給態土壌Cu濃度経時変化を調べた。土壌に処理されたCuCl_2溶液の濃度は0, 40, 120, 260, 430ppmであった。その結果の概要は, 1) 土壌Cu濃度の経時変化は, 片対数グラフで直線となる指数関係であらわされ, 高濃度処理の土壌程, 濃度低下の傾きが急である。2) Cu処理を施していない植物体 (処理1) 各部位のCu濃度は, 季節によってかなりの変動を示すが, 一般的には, 生育初期あるいは形成期に高く, 生育の盛んな時期に低下し, 生育後期に再びいくらか高くなる傾向がみられる。各部位別の濃度は, それぞれが生育期間を通じて一定の濃度変動幅をもっているが, 冬芽＞根＞胚軸＞上胚軸・葉の順の濃度傾向がみられる。枯葉は上胚軸及び葉より明らかに高い値を示すが, 濃度変動が激しい。3) 過剰Cuの添加により, 高濃度処理区では, 根＞冬芽＞上胚軸＞胚軸＞枯葉＞葉の順に濃度が高くなる。すなわち, 植物体にとってCuの取り入れ口である根, それに地上部では非同化部分の新生部位である冬芽, 上胚軸は低濃度処理でも処理差は歴然としている。それに対し, 胚軸, 枯葉, 葉は根のCu濃度が300ppmを越えた高濃度処理でCu処理の影響が顕在化する。4) 葉のCu濃度に対し枯葉のCu濃度がいくらか高いが, これは生育初期のCu濃度の高い子葉および初生葉が枯れた結果と思われる。また, Cuの添加による葉のCu濃度の上昇は少なく, せいぜい30ppm程度であるが, 枯葉は100ppmを越えることもある。葉の過剰Cuに対する反応として高濃度Cuを含む葉を落葉という形で体内から離脱させ, Cuを排泄させる作用が考えられる。5) 冬芽, 上胚軸では, 低濃度処理から, 濃度の上昇がみられたが, このような部位における濃度上昇は次年度の生長低下を予測させる。

The copper concentrations of plant parts of one-year-old Japanese black pine (Pinus Thunbergii p.) seedlings treated with excessively applied copper (CuCl2) solution and the copper concentrations of soils (0.1 N HCl extractable) in pots used were investigated. The concentrations of copper solution applied to the soils were 0, 40, 120, 260, 430 ppm. The results are summarized as follows: 1) The copper concentrations of soils treated with excessively applied copper decrease with the course of time and these decreasing curves are expressed by exponential functions. The higher the treatment concentration, the greater the gradient of decrease becomes. 2) The copper concentrations of plant parts of control group change with the advance of the seasons. It seems that they are high in the early growing season or the formative season and show a tendency to decrease and become slightly high in the late growing season again. The order of concentrations of plant parts is winter bud>root>hypocotyl>epicotyl･leaf in all seasons though thay have respectively the width of fluctuation. ("epicotyl" refers to the stem part above the cotyledon.) Dead leaf is higher than epicotyl and leaf, but the fluctuation is sharp. 3) The order of concentration of plant parts is root>winter bud>epicotyl>hypocotyl>dead leaf>leaf (High concentration treatments). The concentrations of root, winter bud and epicotyl increase from low concentration treatments but that of hipocotyl, dead leaf and leaf begine to increase in high concentration treatments. (over 300 ppm-root concentration) 4) The concentration of dead leaf is higher than that of leaf because dead leaf is made of cotyledon and juvenile leaf in the early growing season whose concentrations are high. The concentration of leaf scarcely increase and is 30 ppm at the utmost in high concentration treaments but that of dead leaf increases over 100 ppm. It seems that plant drifts leaves whose copper concetrations are high and it excretes copper. 5) It is prospected that increase of copper concentration in winter bud and epicotyl from low concentration treatments prevents plant from growing in next year.