鑭、硒對(duì)鎘脅迫下番茄、黃瓜產(chǎn)量品質(zhì)及Cd含量的調(diào)控作用.pdf

1、鎘(Cadmium，Cd)在自然界廣泛存在，是一種重金屬微量元素，也是土壤重金屬主要污染物。在Cd、Hg、 As、Cr、Pb這五種重金屬污染物中，Cd被列為首位，在聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署提出的12種最具全球性意義的危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)中Cd被列首位。據(jù)統(tǒng)計(jì)全球由工業(yè)廢棄物、肥料施用及汽車尾氣等釋放到環(huán)境中的鎘高達(dá)30000 t/年，其中進(jìn)入到土壤中的鎘占82％～94％。在中國，由工業(yè)廢棄物排放到環(huán)境中的鎘總量可達(dá)680 t/年，鎘含量超過國家土壤環(huán)境

2、質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的菜園土壤約占24.1％。鎘已成為土壤和蔬菜重金屬污染的主要種類之一。土壤Cd污染的治理包括工程法、植物修復(fù)法和農(nóng)藝調(diào)控法等。近年來，利用競(jìng)爭(zhēng)性陽離子與Cd2+的拮抗效應(yīng)來抑制鎘吸收或轉(zhuǎn)移到作物可食部位中的農(nóng)藝調(diào)控方法，已逐漸成為鎘污染治理研究的焦點(diǎn)。鑭(La)屬于鑭系元素，為稀土金屬中最活潑的金屬之一。硒(Se)是人體不可缺少的微量元素，硒缺乏或過量均會(huì)使人體產(chǎn)生多種病癥，適量硒對(duì)人體有抗癌作用。目前，國內(nèi)外對(duì)鑭、硒與鎘的

3、交互作用研究較多，一般認(rèn)為鑭、硒對(duì)鎘、鉛、汞等重金屬元素有拮抗作用。適宜濃度的鑭、硒能緩解重金屬對(duì)植物的毒害，提高植物抗逆境能力。但硒與鎘之間的交互作用因報(bào)道不一，仍無定論。
　　番茄（Lycopersicon esculintum Mill.）和黃瓜（Cucumis sativus L.）是人們最常食用也是最喜愛的兩種蔬菜，它們富含豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，但同時(shí)我們前期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)番茄、黃瓜果實(shí)中均能富集較高的重金屬Cd，其含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國家

4、對(duì)蔬菜中鎘的限量標(biāo)準(zhǔn)(0.05 mg·L-1)。番茄和黃瓜Cd超標(biāo)不僅嚴(yán)重影響口感和營養(yǎng)品質(zhì)，還會(huì)通過食物鏈影響人體健康。在前期試驗(yàn)基礎(chǔ)上，本文作者研究比較了2個(gè)番茄品種(4641和渝粉109)和2個(gè)黃瓜品種（燕白和津優(yōu)1號(hào)）在土壤Cd污染(20mg·kg-1)環(huán)境下，葉面噴施LaCl3（0、10和20 mg·L-1）和Na2SeO3（0、0.5和1.0 mg·L-1)，對(duì)它們的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)以及果實(shí)Cd形態(tài)和Cd積累量的影響，旨在

5、為鎘污染土壤上蔬菜生產(chǎn)的合理布局提供了理論依據(jù)。主要結(jié)果如下:
　　1.噴施La增加了2個(gè)番茄品種的植株、果實(shí)、根、莖及葉的干重。隨La濃度增加，2個(gè)品種番茄根CAT活性、4641的根和葉SOD和POD活性先下降，在10 mg·L-1 La時(shí)達(dá)到最低值;隨La濃度增加，4641葉CAT活性呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，渝粉109葉CAT和SOD活性則呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。番茄果實(shí)中的Cd以氯化鈉提取態(tài)(FNaCl)＞乙醇提取態(tài)Cd(FE)＞醋酸提取態(tài)Cd

6、(FHAC)＞鹽酸提取態(tài)Cd(FHCl)＞殘?jiān)鼞B(tài)Cd(FR)＞水提取態(tài)Cd(FW)。適量的La減少了番茄果實(shí)中Cd總提取量和各形態(tài)Cd含量。番茄Cd積累量以葉＞莖＞果實(shí)＞根。葉面噴施La使番茄葉、莖、根和果實(shí)中的Cd含量分別降低了13.7％～31.9％、9.5％～30.6％、10.8％～44.5％和19.4％～37.0％。無論噴La與否，果實(shí)的Cd含量及積累量以4641＞渝粉109，植株Cd總積累量以4641＜渝粉109。噴施外援La對(duì)

7、2番茄品種的果實(shí)品質(zhì)（維生素C、氨基酸、還原糖和硝酸鹽）有一定程度上的影響，除了渝粉109的果實(shí)中維生素C含量和氨基酸含量以及2個(gè)番茄品種的果實(shí)中硝酸鹽含量在20 mg·kg-1LaCl3時(shí)低于對(duì)照處理外，其余各品質(zhì)在La處理下都要高于對(duì)照處理。
　　2.外源La提高了2個(gè)黃瓜品種葉和根的抗氧化酶（CAT、SOD和POD）的活性，增加了2個(gè)品種的葉、莖、根、果實(shí)干質(zhì)量及植株總干質(zhì)量。La對(duì)津優(yōu)1號(hào)植株干物質(zhì)量的影響大于燕白。外源L

8、a使黃瓜葉和根抗氧化酶活性升高可能是植株對(duì)鎘的抗性增強(qiáng)、干質(zhì)量增加的生理機(jī)制之一。La減少了2個(gè)品種果實(shí)中總Cd含量和不同形態(tài)Cd含量，但隨著La濃度的增加，2個(gè)品種果實(shí)總Cd含量和殘?jiān)鼞B(tài)Cd(FR)含量表現(xiàn)為先降后升的趨勢(shì)。外源La使黃瓜葉、莖、根和果實(shí)中的Cd含量分別降低了6.0％～10.2％、8.9％～23.5％、4.0％～29.2％和32.0％～49.8％。噴La后，單株果實(shí)的Cd含量和Cd積累量、植株Cd全量均以津優(yōu)1號(hào)＞燕白

9、。隨著La濃度的增加，2黃瓜品種的維生素C含量和燕白的果實(shí)中氨基酸含量也增加;燕白的果實(shí)中硝酸鹽含量和津優(yōu)1號(hào)的果實(shí)中氨基酸含量先上升后下降;2個(gè)黃瓜品種的果實(shí)中還原糖百分含量和津優(yōu)1號(hào)的硝酸鹽含量呈先下降后上升的趨勢(shì)。
　　3.葉面噴施Se后，番茄植株總干重及根、莖、葉、果實(shí)均表現(xiàn)出先增后降趨勢(shì)，在10 mg·L-1時(shí)到達(dá)最高值。2個(gè)番茄品種葉和根的CAT、SOD和POD活性呈現(xiàn)不同變化趨勢(shì)。果實(shí)中的不同形態(tài)Cd的平均含量以氯化

10、鈉提取態(tài)（FNaCl）＞乙醇提取態(tài)Cd(FE)＞殘?jiān)鼞B(tài)Cd(FR)＞醋酸提取態(tài)Cd(FHAC)＞鹽酸提取態(tài)Cd(FHCl)＞水提取態(tài)Cd(FW)。Se可以減少2個(gè)番茄品種果實(shí)中的Cd總提取量和不同形態(tài)Cd含量，隨著Se濃度的提高，2個(gè)番茄品種果實(shí)Cd總提取量呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，在10mg·kg-1濃度時(shí)到達(dá)最低值，降幅達(dá)到8.8％和16.6％。無論噴Se與否，番茄果實(shí)中的Cd總提取量均以渝粉109＞4641。Se可以降低番茄葉、莖、

11、根和果實(shí)中的Cd含量，降幅分別為7.3％～41.9％、9.8％～30.9％、24.5％～48.5％和14.4％～37.1％。但隨Se濃度增加，番茄葉、莖、根和果實(shí)Cd含量表現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)。本試驗(yàn)條件下，在有或無Se的處理中果實(shí)的Cd含量及Cd積累量以4641＞渝粉109。噴施Se對(duì)2個(gè)番茄品種的果實(shí)中維生素C含量和氨基酸含量的影響大致相同，均隨著Se濃度的增加呈先增后減的規(guī)律，對(duì)番茄的果實(shí)中還原糖百分含量有促進(jìn)作用，低濃度的Se降低

12、了果實(shí)中硝酸鹽含量。
　　4.葉面噴施Se后，黃瓜葉、莖、根、果實(shí)、植株干重，以及Cd含量和積累量在2個(gè)品種之間的差異達(dá)到了顯著性水平。Se顯著增加了兩個(gè)品種黃瓜的葉、莖、根、果實(shí)、植株干重。隨著Se濃度的增加，燕白葉的丙二醛(MDA)含量逐漸增加，津優(yōu)1號(hào)葉的丙二醛(MDA)含量逐漸減少;燕白根的丙二醛含量先增后降，津優(yōu)1號(hào)根的丙二醛含量先降后增。噴施Se后，黃瓜葉和根的CAT、SOD和POD活性呈現(xiàn)不同變化趨勢(shì)。噴施Se降低了