弱吸收镉大白菜品种的筛选及施肥对镉吸收累积的影响

摘要

大白菜是我国尤其是我国北方人喜爱的叶菜类蔬菜之一,在长期的自然选择和人工培育过程中,积累了丰富的品种资源。但是人为因素造成的城郊区农田、菜地镉污染日益严重,对人类的健康构成了潜在威胁。因此筛选低累积镉的大白菜品种,能为蔬菜的安全生产提供保障。研究证实,植物对镉的吸收、累积量与环境中镉的有效性相关,因此可以结合农艺措施降低镉在大白菜体内的含量。本论文利用温室水培模式,研究不同基因型大白菜对镉的耐性差异,筛选低累积镉的大白菜品种。然后采用温室盆栽试验,初步研究了不同施肥措施在降低低累积品种大白菜体内镉含量的效应。论文取得的主要结果如下:
　　 1.在含镉营养液培养条件下,筛选出了超累积镉的大白菜品种6。在0.6mg/L和1.0mg/L的镉浓度下,其地上部生物量分别为10.12g/plant和9.55g/plant,对应的耐性指数分别为115％和103％。在0.6mg/L,和1.0mg/L的镉浓度下,其地上部和地下部的总镉累积量分别为3337.16μg/plant和4285.27μg/plant。这些参数都显著高于其他品种,所以品种6可作为超累积镉品种用于修复镉污染土壤。
　　 2.筛选出了镉耐性较强且低累积镉的大白菜品种16和21,其地上部的镉含量,在0.6mg/L的镉浓度下分别为171.52mg/kg和173.53mg/kg,在1.0mg/L的镉浓度下分别为219.95mg/kg和285.73mg/kg,都显著低于其他品种。而且这两个品种的生物量相对较高,体内镉转运效率又处于较低水平,所以是比较理想的弱吸收镉大白菜品种,适合用于低中度镉污染土壤,结合合理施肥措施来保证蔬菜食品的安全。
　　 3.两个镉水平处理下,不同品种的大白菜地上部和地下部微量营养元素的含量表现出不同程度的变化。在1.0mg/kg镉浓度下,超累积镉品种6地上部对Fe、Mn、Cu和Zn四种营养元素的吸收受到了不同程度的抑制,其他品种表现不一。镉处理能降低大白菜地上部对Mn的吸收,促进所有品种地下部和大部分品种地上部对Cu的吸收,以及促进除品种6外所有品种对地上部Zn的吸收。可见镉处理对大白菜地上部Mn的吸收有拮抗作用,对地下部Cu的吸收和地上部Zn的吸收有协同作用。
　　 4.盆栽试验结果表明,单施有机肥能显著促进大白菜的生长,主要表现在提高大白菜地上部生物量上:在二级和三级镉污染土壤上,单施有机肥使品种16的鲜重分别提高了9倍和5倍,且有机肥的这种提升作用要明显优于钙镁磷肥。单施有机肥和钙镁磷肥能显著抑制土壤镉向大白菜地上部的转移,降低人白菜可食部分的镉含晕:在二级和三级镉污染土壤中,单施有机肥和钙镁磷肥可分别降低大白菜地上部镉含量的65％和42％左右。有机肥和钙镁磷肥均能有效降低土壤有效态镉,与对照相比,钙镁磷肥和有机肥最高可分别降低37％和26％的土壤有效镉含量。