高鋅脅迫對(duì)不同品種大白菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響.pdf

1、鋅是植物必需的營養(yǎng)元素，同時(shí)也是一種常見的環(huán)境有毒重金屬元素。近年來，一方面我國不少地區(qū)發(fā)現(xiàn)作物微量元素鋅缺乏，嚴(yán)重地影響了當(dāng)?shù)鼐用裼绕涫巧倌陜和纳眢w健康；另一方面我國菜園土由于施肥、污泥灌溉、農(nóng)藥、生活垃圾、工業(yè)“三廢”排放等，存在不同程度的重金屬Zn、Cd、Cu等污染，已造成了蔬菜減產(chǎn)和品質(zhì)降低。大白菜是我國重要的蔬菜作物，為我國南北冬春兩季日常食用的主要菜類，其品質(zhì)直接關(guān)系到人體健康。通常，在重金屬脅迫下，作物生物化學(xué)或者分子機(jī)

2、制上會(huì)發(fā)生一系列的變化，以適應(yīng)或者忍受重金屬毒害，但不同種類作物或同一種類不同品種的作物對(duì)重金屬的適應(yīng)能力和抗性具有明顯的差異。本論文采用6個(gè)品種大白菜水培試驗(yàn)和4個(gè)品種大白菜土培根袋試驗(yàn)，系統(tǒng)地研究了高Zn脅迫對(duì)不同品種大白菜生長，生理代謝指標(biāo)，養(yǎng)分吸收的影響；高Zn脅迫下大白菜根際土與非根際土中堿解N、有效P、速效K、有效Zn含量的變化規(guī)律，不同品種對(duì)重金屬Zn的抗性、耐性差異，吸收積累Zn的特點(diǎn)，以期為重金屬鋅污染地區(qū)菜園土壤的合

3、理利用以及篩選高抗性、低富集重金屬Zn的大白菜品種提供理論依據(jù)。本試驗(yàn)的主要研究結(jié)果如下：1.不同品種大白菜對(duì)高Zn脅迫生長反應(yīng)不同。高Zn脅迫顯著抑制了水培大白菜的生長(生物量最大降低率地上部為38.33﹪～75.91﹪，根系為50.32﹪78.08﹪)，隨Zn脅迫的增加，大白菜株高、根長、葉片數(shù)、地上部及根系鮮重均明顯降低。6個(gè)品種大白菜地上部鮮重和根系鮮重與Zn濃度呈負(fù)相關(guān)。根系耐性指數(shù)在各Zn濃度下均小于1.0，而大于0.5。豐

4、抗78和豐園高抗1號(hào)2個(gè)品種在各Zn濃度下均具有較長的株高、根長，較大的地上部鮮重、根系鮮重，較多的葉片數(shù)，較大的耐性指數(shù)，其次是品種豐抗90和豐抗80。 土培下，Zn2+在0～0.5mmol·kg-1時(shí)促進(jìn)了大白菜的生長，最大生物量增量地上部為4.75﹪～18.92﹪，根系為6.62﹪～24.07﹪。當(dāng)Zn2+≥1.0mmol·kg-1時(shí)，白菜的生長受到抑制，最大生物量降低量地上部為36.6﹪～58.82﹪，根系為26.68﹪

5、～54.87﹪。4品種大白菜根系耐性指數(shù)在Zn2+≤1.0mmol·kg-1時(shí)都大于1.0；Zn2+＞1.0mol·kg-1，根系耐性指數(shù)小于1.0，且隨Zn濃度增加而降低。在各Zn濃度下，品種豐抗78和豐園高抗1號(hào)具有較長的株高、根長，較大的地上部鮮重、根系鮮重、根系耐性指數(shù)。 2.高Zn脅迫明顯影響了植物體內(nèi)的生理代謝活動(dòng)，且不同品種各種生理指標(biāo)差異顯著。水培6個(gè)品種大白菜葉片SOD、POD的活性變化大體呈現(xiàn)出2種趨勢(shì)：品種

6、豐抗78、豐抗80、豐園高抗1號(hào)葉片SOD、POD活性隨Zn濃度的升高而升高，其余3個(gè)品種隨Zn濃度的升高葉片SOD、POD活性先增加然后下降。6個(gè)品種的葉片脯氨酸含量隨Zn濃度的增加，均先緩慢增加，后急劇升高；根系活力隨Zn濃度增加均先急劇下降，后趨于平緩下降。土培4個(gè)品種大白菜葉內(nèi)SOD、POD活性，根系活力、脯氨酸含量和葉綠素a含量均隨Zn濃度的升高先升高，在Zn濃度0.5mmol·kg-1時(shí)達(dá)到最高，后下降。葉綠素b受Zn濃度的

7、影響不大。以品種豐抗78、豐園高抗1號(hào)SOD、POD活性，根系活力、脯氨酸含量和葉綠素a、葉綠素b居于4品種最高或次高。土培與水培的結(jié)果基本一致。 3.高Zn脅迫下不同品種大白菜體內(nèi)養(yǎng)分含量不同，對(duì)Zn的吸收、富集也不相同。水培6個(gè)品種大白菜地上部和根系Zn含量隨Zn濃度的增加而升高；地上部Zn積累量(pot)均隨Zn濃度的增加先增加后降低；而根系Zn積累量，除了品種豐抗78和豐園高抗1號(hào)隨Zn濃度的增加外，其余4個(gè)品種隨Zn濃

8、度的增加先增加后降低；S/R值隨Zn濃度的增加而降低，品種豐園高抗1號(hào)和豐抗78地上部Zn的含量、積累量和轉(zhuǎn)運(yùn)率明顯高于其他4個(gè)品種。 土培4個(gè)品種大白菜地上部N、K含量均隨Zn濃度的升高而升高，第二次的N、K含量明顯低于第一次的。4個(gè)品種大白菜地上部、根系P含量隨Zn脅迫的增加先增加后下降，且第二次的P含量明顯高于第一次的。根系N、K含量隨Zn濃度的增加，變化比較復(fù)雜。各個(gè)Zn濃度下，以生物量較大的豐抗78和豐園高抗1號(hào)2個(gè)品

9、種的地上部N、P、K含量均居于4個(gè)品種最高和次高。大白菜地上部和根系Zn含量均隨Zn脅迫的增加而增加，各Zn濃度下，豐園高抗1號(hào)、豐抗78兩個(gè)品種地上部Zn含量、Zn轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)明顯高于其它2個(gè)品種。 4.高Zn脅迫下根際與非根際土壤有效N、P、K、Zn表現(xiàn)出不同的變化規(guī)律。隨Zn濃度的升高，4個(gè)品種大白菜的根際土與非根際土堿解N、速效K含量先降低后升高，在Zn濃度0.5mmol·kg-1時(shí)達(dá)到最低。不同品種大白菜根際土與非根際土有

10、效P含量則隨Zn濃度的增加而增加或先增加后降低。4個(gè)品種大白菜根際與非根際土的有效Zn含量均隨Zn脅迫的增加而增加。以抗性較好的豐園高抗1號(hào)、豐抗78的根際、非根際土有效P含量在各Zn濃度下處于較高或最高水平；地上部N、K、Zn含量較高的豐園高抗1號(hào)、豐抗78的根際土與非根際土堿解N、速效K、有效Zn含量在各Zn濃度下則處于較低或最低水平，此結(jié)果與植株體內(nèi)N、K、Zn含量的變化趨勢(shì)相呼應(yīng)。4個(gè)品種大白菜的非根際土堿解N、有效P、速效K、

11、有效Zn含量隨Zn脅迫增加的變化趨勢(shì)跟根際土是一致的。第二次的非根際土養(yǎng)分含量明顯低于第一次的，是非根際土養(yǎng)分向根際土遷移的結(jié)果。 5.高Zn脅迫均不同程度降低了大白菜營養(yǎng)品質(zhì)。4個(gè)品種大白菜葉的還原性糖含量隨Zn脅迫的增加而降低或先增加后降低；Vc、游離氨基酸含量和水分系數(shù)隨Zn脅迫的增大，先升高后降低。豐園高抗1號(hào)和豐抗78的葉還原性糖含量、含水量在各Zn濃度下均高于其他2個(gè)品種的。豐抗90的葉Vc、氨基酸含量在各Zn濃度下

12、均處于最高，其次是豐園高抗1號(hào)、豐抗78，豐抗80的Vc、游離氨基酸含量在各Zn濃度下為最低。 6.根據(jù)6個(gè)品種大白菜水培試驗(yàn)、4個(gè)品種大白菜土培試驗(yàn)的結(jié)果，綜合大白菜的抗性、耐性、產(chǎn)量、品質(zhì)及Zn的積累等指標(biāo)，可得出，在不使用Zn的地區(qū)以豐抗78和豐園高抗1號(hào)2個(gè)品種為富Zn蔬菜栽培品種，同時(shí)可以獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。在重金屬Zn污染地區(qū)建議選擇Zn轉(zhuǎn)運(yùn)率、積累量均低的豐抗90為大白菜栽培品種，可獲得較高產(chǎn)量、品質(zhì)及低富集重金屬Zn大