不同品种白菜对黄壤镉的富集特征及其安全生产阈值研究

发布时间：2020-04-25 01:12

【摘要】：近年来土壤和农产品重金属污染问题较为突出,对人体健康构成严重威胁。蔬菜是人们日常饮食不可缺少的食物之一,目前全国蔬菜播种面积约占农作物总面积10%以上。我国不同地区的蔬菜均受到重金属镉的污染,且不同蔬菜种类受污染程度不一,其中以叶菜类蔬菜污染相对较严重。本研究选取贵州20个常见白菜(Brassica rapa pekinensis)品种,通过盆栽试验深入研究不同镉污染水平下不同白菜品种对黄壤镉的富集特性及生理生化特性的变化,探讨白菜品种安全生产的土壤全镉、有效镉含量临界值,为镉污染黄壤上白菜的安全生产提供一条经济、有效的途径,为指导无公害蔬菜生产提供理论依据。结果如下:(1)本次盆栽试验土壤的pH为5.07。镉对白菜农艺性状的影响体现在株高、地上部生物量和地下部生物量,对地上部生物量的影响大于株高和地下部生物量,对65%(13个)品种株高产生显著影响,对90%(18个)品种地上部生物量和75%(15个)品种地下部生物量产生显著影响。随着镉浓度的升高,镉处理对白菜生长的影响程度因品种不同而不同,一定浓度的镉促进该品种的生长,但当超过其适宜吸收的镉浓度时,表现为抑制作用。(2)不同品种白菜的SOD、POD和CAT酶活性随镉浓度的升高有不同的变化趋势。当镉的添加浓度为4.8 mg/kg时,几乎所有品种的SOD活性均接近或小于对照值,华煜乌塌菜、麻叶火锅菜、山东19号、高抗100、鲁白3号、趴地火锅菜、晋菜三号、抗病大麻叶、小杂56、华煜精品黄心菜、鲁白六号、鸡窝趴地白、厚叶早熟五号、中青麻叶和四季春秋王等15个品种的POD活性低于对照值,这说明该胁迫浓度产生的活性氧速度已超出大部分白菜体内抗氧化酶清除能力,酶系统或遭破坏,导致SOD和POD活性下降。地上部富集系数高于1的品种其SOD和POD酶活性普遍高于其它品种。(3)华煜乌塌菜、新太原二青、高抗100、趴地火锅菜、晋菜三号、抗病大麻叶、小杂56、华煜精品黄心菜、口口香甜、厚叶早熟五号、中青麻叶、新山东四号和四季春秋王等13个白菜品种地上部富集系数大于1,表现出对镉具有较强的富集能力,麻叶火锅菜、丰研小将、山东19号、鲁白3号、鲁白六号、鸡窝趴地白和优早黄等7个品种地上部富集系数小于1。晋菜三号的地上部富集系数和地下部转运系数最大,分别为1.71和1.38,山东19号的地上部富集系数和地下部转运系数最小,分别为0.44和0.33。本次试验得出晋菜三号、抗病大麻叶、小杂56、口口香甜和中青麻叶5个品种为高富集型品种。山东19号、鸡窝趴地白和优早黄3个品种为低富集型品种。(4)基于盆栽试验的不同品种白菜土壤有效态镉安全生产临界值顺序为:山东19号㧐鸡窝趴地白㧐鲁白六号㧐优早黄㧐鲁白3号㧐高抗100㧐丰研小将㧐口口香甜㧐新山东四号㧐小杂56㧐麻叶火锅菜㧐华煜精品黄心菜㧐四季春秋王㧐抗病大麻叶㧐趴地火锅菜㧐厚叶早熟五号㧐华煜乌塌菜㧐新太原二青㧐中青麻叶㧐晋菜三号。高富集品种晋菜三号、抗病大麻叶、小杂56、口口香甜和中青麻叶的土壤有效态镉含量临界值分别为0.04、0.05、0.06、0.06和0.04 mg/kg,土壤总镉含量临界值分别为0.22、0.24、0.27、0.27和0.22 mg/kg;低富集品种山东19号、鸡窝趴地白和优早黄的土壤有效态镉含量临界值分别为0.16、0.11和0.11 mg/kg,土壤总镉含量临界值分别为0.48、0.37和0.37 mg/kg。不同品种的土壤有效态镉安全生产临界值存在很大差异,最大值是0.16 mg/kg,最小值是0.04 mg/kg,最大值是最小值的4倍。
【图文】：

株高,镉处理,白菜,土壤镉

注：不同小写字母代表同一品种不同处理之间的差异达到 5%显著水平。下同。图 4-1 镉处理对不同品种白菜株高的影响Fig. 4-1 Effect of Cd addition on plant heights of different cabbage cultivars株高随镉浓度的升高表现为四种变化趋势：鲁白 3 号（7）的株高随土壤镉浓度增加而增加；鲁白六号（14）的株高随土壤镉浓度增加而减少；华煜乌塌菜（1）、麻叶火锅菜（2）、丰研小将（3）、山东 19 号（4）、新太原二青（5）、高抗 100（6）、趴地火锅菜（8）、晋菜三号（9）、抗病大麻叶（10）、小杂 56（11）、口口香甜（13）、鸡窝趴地白（15）、优早黄（17）、中青麻叶（18）、新山东四号（19）15 个品种的株高随土壤镉浓度增加呈现先增加后减少的趋势；其余 3 个品种的株高随土壤镉浓度增加无明显趋势变化。对 20 个白菜品种的株高与 Cd 进行相关性分析（表 4-1），由表可知：华煜乌塌菜（1）和鲁白3 号（7）的株高与 Cd 之间存在显著正相关关系（P㩳0.05）；鸡窝趴地白（15）和优早黄（17）与Cd 存在极显著负相关（P㩳0.01）；山东 19 号（4）、高抗 100（6）、晋菜三号（9）和鲁白六号（14）的株高与 Cd 之间存在显著负相关关系（P㩳0.05）；其余无相关性。

白菜,火锅,生物量,品种

贵州大学 2019 届研究生毕业论文根据不同品种白菜地上部的对照生物量和处理生物量计算该品种对镉的耐性指数，正值且镉对其生长的促进作用越大，负值且越小表明对其生长的抑制作用越大。不同品种白菜的异如图 4-3 所示，从整体上看，镉对白菜的生长有一直促进、一直抑制和先促进后抑制三作用，影响程度依品种而定。综合各品种的生物量和耐性指数，山东 19 号（4）、新太原）、高抗 100（6）、趴地火锅菜（8）、小杂 56（11）和优早黄（17）的耐性指数为正值，的耐性指数越来越大且生物量普遍高于其它品种，可能为耐镉性强的白菜品种，，山东 19 号（ 100（6）、趴地火锅菜（8）和优早黄（17）的耐性指数逐渐降低，表明土壤镉浓度逐渐长适宜浓度；麻叶火锅菜（2）、丰研小将（3）和华煜精品黄心菜（12）的耐性指数都较量逐渐减少，说明其生长明显受到镉的抑制。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S634;X503.231

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