高鋅脅迫對不同品種大白菜產(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，嚴重地影響了當?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，作物生物化學或者分子機

2、制上會發(fā)生一系列的變化，以適應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重金屬的適應能力和抗性具有明顯的差異。本論文采用6個品種大白菜水培試驗和4個品種大白菜土培根袋試驗，系統(tǒng)地研究了高Zn脅迫對不同品種大白菜生長，生理代謝指標，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，不同品種對重金屬Zn的抗性、耐性差異，吸收積累Zn的特點，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)。本試驗的主要研究結(jié)果如下：1.不同品種大白菜對高Zn脅迫生長反應不同。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個品種大白菜地上部鮮重和根系鮮重與Zn濃度呈負相關(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2個品種在各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時促進了大白菜的生長，最大生物量增量地上部為4.75﹪～18.92﹪，根系為6.62﹪～24.07﹪。當Zn2+≥1.0mmol·kg-1時，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，且不同品種各種生理指標差異顯著。水培6個品種大白菜葉片SOD、POD的活性變化大體呈現(xiàn)出2種趨勢：品種

6、豐抗78、豐抗80、豐園高抗1號葉片SOD、POD活性隨Zn濃度的升高而升高，其余3個品種隨Zn濃度的升高葉片SOD、POD活性先增加然后下降。6個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時達到最高，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Zn的吸收、富集也不相同。水培6個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號隨Zn濃度的增加外，其余4個品種隨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號和豐抗78地上部Zn的含量、積累量和轉(zhuǎn)運率明顯高于其他4個品種。 土培4個品種大白菜地上部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，變化比較復雜。各個Zn濃度下，以生物量較大的豐抗78和豐園高抗1號2個品

9、種的地上部N、P、K含量均居于4個品種最高和次高。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、豐抗78兩個品種地上部Zn含量、Zn轉(zhuǎn)運系數(shù)明顯高于其它2個品種。 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時達到最低。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、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、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含量的變化趨勢相呼應。4個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、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個品種大白菜水培試驗、4個品種大白菜土培試驗的結(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，可得出，在不使用Zn的地區(qū)以豐抗78和豐園高抗1號2個品種為富Zn蔬菜栽培品種，同時可以獲得高產(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