不同辣椒品种镉积累差异及外源物质对镉富集的调控效应
重金属微量元素镉(Cadmium，Cd)在自然界广泛存在，在Cd、Hg、As、Cr、Pb五种重金属污染物中，Cd被列为首位，在联合国环境规划署提出的12种具全球性意义的危险化学物质中Cd被列为首位。目前我国受Cd等重金属污染的耕地面积近2000万hm2，约占总耕地面积的1/5。土壤中Cd含量的增加，严重影响农作物的生产及食用安全。辣椒(CapsicumannumL.)是人们较喜欢的蔬菜和调味品，为高Cd富集的一类蔬菜，辣椒Cd超标在影响辣椒口感、降低其营养价值和品质的同时，还会影响人体健康。辣椒产品中的Cd含量超标很大程度上限制了无公害辣椒的生产和辣椒产品的出口。由于不同辣椒种类和品种对Cd耐性和富集能力的差异性，为在镉污染土壤上进行农业生产的合理布局提供了依据。目前，土壤Cd污染的治理包括工程法、植物修复法和农艺调控法等，Cd污染农艺调控方法—叶面控制技术，以不会破坏土壤结构及土壤微生物环境，不容易引发“二次污染”，操作简便，易大规模的运用等优势目前越来越受到研究者的关注。
目前，关于耐镉辣椒品种的筛选及机理的研究报道较少，通过叶面喷施Si、P、Zn对不同辣椒品种Cd吸收和富集影响更是鲜见报道。本文作者研究比较了不同Cd浓度对8个辣椒品种幼苗生长、叶绿素含量、抗氧化酶活性、植株Cd含量和积累量的影响，初步探讨不同品种辣椒对Cd抗性及富集差异及相关生理特性，以期为高抗性、低富集型品种的选育提供资料积累。并探讨了叶面喷施Si、P、Zn对不同辣椒品种Cd吸收和富集影响及叶面控制技术的机理。以期为蔬菜Cd污染防治及提高蔬菜安全性提供理论依据。主要结果如下:
1.液培试验中，Cd(≥20mg·kg-1）对辣椒的生长具有抑制作用，8种辣椒品种的株高、根长和根、茎、叶及总干重随着Cd浓度的增加，均表现出降低趋势，以PE39和PE4品种株高、根长及总干重优于其它品种，但Cd对其影响较大，对品种PE5和PE37影响最小。Cd污染导致辣椒叶片中叶绿素总量下降，随Cd浓度的增加，辣椒叶绿素总含量明显的降低，其中品种PE39叶绿素下降幅度最大，可知该品种叶绿素结构受Cd的影响最大;随着Cd浓度增加，8种辣椒幼苗的POD、CAT和SOD活性随着Cd浓度的增加基本上都表现为上升趋势。8个辣椒品种的根、茎和叶的Cd含量表现为根＞茎＞叶，Cd主要积累于辣椒幼苗的根部，其次是茎,叶积累量最低，8个辣椒品种中以PE39和PE4对Cd的富集能力最强，而PE37和PE5品种对Cd的富集能力较弱。
2.盆栽试验中，在Cd污染土壤(10mg·kg-1)上，叶面喷施有机Si和无机Si(2.5mmol·L-1)对2个辣椒品种的影响不同。喷施Si增加了世农朝天椒果实干重，较对照分别增加了28.1％、11.4％，效果以有机Si＞无机Si，但喷施Si处理反而导致其果实干质量的下降，较对照分别降低了32.3％、55.1％，效果以无机Si＞有机Si;喷施Si提高了辣椒叶片POD和CAT的活性，且效果以有机Si＞无机Si;辣椒果实中不同形态Cd的提取量以FNaCl＞FHAc＞FE＞FHCl＞FW＞Fr。叶面上喷施Si降低了世农朝天椒果实Cd总提取量，但增加了艳椒425的总的Cd提取量;辣椒中Cd积累量以茎＞根和叶＞果实，叶面上喷施Si明显减少Cd在2个辣椒品种果实中富集，艳椒425和世农朝天椒果实Cd积累量降幅分别为19.1％、23.3％和13.4％、26.1％;在相同处理条件下，辣椒果实中Cd的含量和积累量均以艳椒425＞世农朝天椒。
3.盆栽试验中，在Cd污染土壤(10mg·kg-1)上，在辣椒叶面上喷施P(0、0.3％、0.5％)能够促进世农朝天椒的生长，但叶面上喷施P反而抑制了艳椒425的生长;喷施P使2种辣椒叶CAT活性呈先增加后下降的趋势，艳椒425叶SOD及POD活性呈上升趋势，而世农朝天椒2种酶呈下降趋势;辣椒果实中不同形态Cd的提取量以FNaCl＞FHAc＞FE＞Fr＞FHCl＞FW。辣椒叶片上喷P使艳椒425品种Cd提取总量较对照降低，但世农朝天椒反而增加;Cd在辣椒体内的积累为根＞茎＞叶＞果实。在辣椒叶面上喷P（0.3％和0.5％）能降低艳椒425品种果实及其植株对Cd的积累，分别较对照降低了47.7％、58.5％和5.5％、13.1％，喷施0.5％的P使世农朝天椒果实的Cd积累量较对照降低了23.6％。
4.盆栽试验中，在Cd污染土壤（20mg·kg-1）上，辣椒叶面喷施≤400μmol·L-1的Zn时，辣椒的生物量会随着Zn浓度的增加不断升高，但高浓度的Zn(600μmol·L-1)导致辣椒生物量下降;辣椒叶片喷施低浓度Zn时（≤400μmol·L-1）时，其叶片内POD、CAT和SOD酶活性下降，而高浓度Zn(600μmol·L-1)时3种酶的活性有上升趋势;Cd在辣椒果实中的主要存在形式是氯化钠提取态，其次为醋酸提取态，最小的为乙醇和去离子水提取态。叶面上喷施Zn后，果实中的Cd总提取量、乙醇提取态及去离子提取态的Cd含量较对照均有明显的下降;辣椒叶面喷施Zn，降低了辣椒根、茎和果实中Cd含量，与对照相比分别降低了7.5％～28.1％、2.7％～5.4％和7.6％～21.8。
辣椒品种;镉积累;外源物质;镉富集;调控效应
西南大学
硕士
植物营养学
徐卫红
2013
中文
S641.3
76
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）