重金屬鎘、鉛脅迫對(duì)茭白生長(zhǎng)發(fā)育的影響.pdf

1、茭白(Zizania latifolia Turcz.)作為中國原產(chǎn)的特色水生蔬菜，以前主要在我國長(zhǎng)江流域及其以南地區(qū)種植。20世紀(jì)80年代以來，隨著我國種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和蔬菜流通體制的改革，各地紛紛引種茭自，目前茭自產(chǎn)品已在全國大部分地區(qū)種植并消費(fèi)，成為消費(fèi)量最大的22種蔬菜之一。部分加工產(chǎn)品已出口到日韓、北美、歐盟和澳洲等多個(gè)國家和地區(qū)。鎘(Cd)、鉛(Pb)是重要的污染物質(zhì)，隨著工業(yè)的快速發(fā)展及三廢的大量排放，水體中重金屬Cd2+

2、、Pb2+的含量越來越高，而水生蔬菜栽培需要大量的灌溉用水，且大都在主要水系周邊區(qū)域種植，因此受隨水系擴(kuò)散的重金屬污染的可能性要高于其他種類的農(nóng)作物。本文以江蘇省特色水生蔬菜茭白的代表性品種蔣墅茭(單季茭)和葑紅早(雙季茭)為試驗(yàn)材料，研究了Cd2+、Pb2+在不同栽培介質(zhì)處理下，以及Cd2+、Pb2+的單一、復(fù)合脅迫在不同肥料處理下對(duì)茭白生長(zhǎng)發(fā)育的影響，同時(shí)測(cè)定了茭白各器官中Cd2+、Pb2+的積累量。期望為重金屬脅迫對(duì)茭白傷害機(jī)理的

3、研究提供一些科學(xué)依據(jù)，同時(shí)也為水生蔬菜的安全生產(chǎn)提供部分理論依據(jù)。取得如下結(jié)果： 1、低濃度Cd2+、P b2+脅迫能促進(jìn)兩茭白品種株高、葉面積的增加，但隨處理濃度的進(jìn)一步增加而顯著下降；茭白的分蘗數(shù)則隨Cd2+、P62+處理濃度的增加而呈持續(xù)下降的變化趨勢(shì)。不同栽培介質(zhì)處理間以葦末基質(zhì)栽培下茭白的株高、葉面積、分蘗數(shù)同比高于土壤栽培。品種間以葑紅早的株高、葉面積同比高于蔣墅茭，而分蘗數(shù)則低于蔣墅茭。 2、不同栽培介質(zhì)處

4、理時(shí)，低濃度Cd2+批、Pb2+脅迫均能促進(jìn)兩茭白品種的可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、葉綠素含量和凈光合速率總體的增加，但隨Cd2+、Pb2+處理濃度的進(jìn)一步增加而顯著下降；根系活力則隨Cd2+、Pb2+處理濃度的增加而呈持續(xù)下降的變化趨勢(shì)；細(xì)胞膜透性隨Cd2、Pb2+處理濃度的增加而持續(xù)上升；不同栽培介質(zhì)處理間以葦末基質(zhì)栽培下茭白的可溶性蛋白含量、葉綠素含量、凈光合速率等指標(biāo)同比高于土壤栽培，而脯氨酸含量、根系活力、細(xì)胞膜透性則低于土壤

5、栽培。不同肥料處理間相比則以有機(jī)肥處理下茭白植株受Cd2+、Pb2+脅迫傷害的程度小于無機(jī)肥處理。單一、復(fù)合脅迫處理間以復(fù)合脅迫處理時(shí)茭自受Cd2+、pb2+的脅追傷害大于單一脅追。ca2+、pb2+脅迫能顯著降低茭白的產(chǎn)量。品種間各指標(biāo)存在差異。 3、低濃度Cd2+、Pb2+脅迫能促進(jìn)兩茭自品種倒三片功能葉中保護(hù)酶活性的增加，但均隨ca2+、pb2+脅迫濃度的進(jìn)一步增加而下降；葦末基質(zhì)栽培和有機(jī)肥處理時(shí)，茭白葉片中的保護(hù)酶活性

6、分別高于土壤栽培和無機(jī)肥處理。復(fù)合脅迫處理時(shí)，茭白葉片保護(hù)酶活性下降的幅度顯著大于單一脅迫處理。品種間以葑紅早葉片中保護(hù)酶的活性高于蔣墅茭，說明葑紅早對(duì)Ca2+、Pb2+脅迫的忍耐性要強(qiáng)于蔣墅茭。 4、ca2+、Pb2+脅迫能顯著降低兩茭白品種葉片中DNA提取的量以及DNA增色效應(yīng)的程度。單一、復(fù)合脅迫處理間則以復(fù)合脅迫處理下茭白葉片中DNA提取的量顯著低于單一脅迫處理，而復(fù)合脅迫處理下茭白葉片DNA的增色效應(yīng)下降的幅度顯著大于

7、單一脅迫處理。不同肥料處理間則以無機(jī)肥處理下茭白葉片DNA提取的量顯著低于有機(jī)肥處理；而無機(jī)肥處理下葉片DNA增色效應(yīng)下降的幅度顯著大于有機(jī)肥處理。品種間以蔣墅茭同比高于葑紅早。 5、Cd2+、Vb2+的單一以及復(fù)合脅迫均能促進(jìn)兩茭白品種根系和葉片中NPT、GSH、PCs含量的顯著增加，Cd2+脅迫時(shí)其增加的幅度大于pb2+脅迫處理，復(fù)合脅迫處理時(shí)兩茭白品種根系和葉片中NPT、GSH、PCs的含量均高于單一脅迫。無機(jī)肥處理時(shí)，其

8、含量顯著高于有機(jī)肥處理。根系中NPT、GSH、PCs的含量顯著高于葉片。品種間以蔣墅茭同比高于葑紅早。 6、Cd2+、Pb2+在茭白各亞細(xì)胞組分中的分布表現(xiàn)為：細(xì)胞壁>可溶性部分>細(xì)胞器，細(xì)胞壁>原生質(zhì)體。有機(jī)肥處理時(shí)，茭白各亞細(xì)胞組分中Cd2+、pb2+的積累量明顯低于無機(jī)肥處理。復(fù)合脅迫處理時(shí)，茭白葉、根亞細(xì)胞組分中Cd2+、pb2+的積累量同比均高于單一脅迫。品種間存在差異。 7、隨Cd2+、Pb2+脅迫處理時(shí)間的

9、增加，其在茭白各營養(yǎng)器官中積累量呈顯著增加的變化趨勢(shì)；ca2+、pb2+在茭白不同營養(yǎng)器官間的積累量表現(xiàn)為：根>短縮莖>葉>產(chǎn)品器官；雙季茭白品種葑紅早在第2年采收的夏茭產(chǎn)品器官中ca2+、Vb2+的殘留量均顯著高于當(dāng)年的秋茭。葦末基質(zhì)栽培和有機(jī)肥處理時(shí)茭白各器官中的殘留量分別顯著低于土壤栽培和無機(jī)肥處理。品種間以蔣墅茭對(duì)pb2+的積累能力強(qiáng)于葑紅早，而對(duì)Cd2+的積累能力則低于葑紅早。 8、隨硫處理濃度的增加，茭白植株受Cd2

10、+脅迫傷害的程度呈逐漸下降的變化趨勢(shì)。當(dāng)硫處理濃度達(dá)2mmol·L-1時(shí)茭自的產(chǎn)量達(dá)最大，其后隨硫處理濃度的增加而持續(xù)下降，但均高于不施硫的處理；非蛋白巰基、植物絡(luò)合素則在12 mmol·L-1的硫處理時(shí)達(dá)最大，而6 mmol·L-1處理時(shí)達(dá)最小；隨硫處理濃度的增加，兩茭白品種根中Cd2+的積累量呈明顯下降的變化趨勢(shì)，而短縮莖、葉、肉質(zhì)莖中Cd2+的積累量則有所增加。有機(jī)肥處理能降低Cd2+對(duì)茭白的脅迫傷害，且能降低其在茭白各器官中的積