典型黑土环境下的高、低镉积累白菜品种筛选及耐性比较
发布时间：2021-12-30 13:28
为探究不同白菜（Brassica pekinensis L.）品种在典型黑土环境中的镉敏感程度和镉积累特性,筛选出具备高镉、低镉积累特征的耐镉品种。试验以东北地区20种主栽白菜品种为材料进行盆栽模拟试验,研究基于不同白菜品种镉胁迫下的剂量-效应、镉积累特征,对得到的高、低镉积累品种的浓度积累效应及氧化损伤程度进行评估。结果显示:供试品种间剂量-效应差异明显,JF和BCCRQJ为镉耐性最强两个品种,耐受阈值分别为1.204 mg·kg-1和1.036 mg·kg-1。高镉浓度下(≥0.6 mg·kg-1)JF叶镉含量最低,根向叶迁移系数（TF）、叶富集系数（BCF）均小于1;BCCRQJ净化率最高。土壤镉含量与两者根、叶积累量、过氧化氢（H2O2）、超氧阴离子（O2-）、丙二醛（MDA）、游离脯氨酸（FPRO）均呈正相关,与净化率呈负相关（P<0.05）,此外高浓度下BCCRQJ氧化损伤程度较JF更高。综合试验结果表明,JF是镉耐...
【文章来源】：农业环境科学学报. 2020,39(03)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
不同品种白菜Cd胁迫-剂量效应曲线
不同白菜品种基于半数抑制浓度的物种敏感性分布曲线
白菜品种间各部位Cd积累能力也存在差异，而不同部位Cd积累量差异决定了品种独特的积累特征和植物-土壤效应[28]，供试白菜各部分Cd积累量如图4，当土壤外源Cd含量为1.2 mg·kg-1时（图4A），叶Cd积累最高品种为DHF65（品种15），积累量达1.348mg·kg-1FW；最低为JF（品种18），积累量仅0.106 mg·kg-1FW，也是试验中唯一一种在1.2 mg·kg-1筛选浓度下Cd积累量低于0.2 mg·kg-1FW国家食品安全标准限值的供试品种。根Cd积累最高品种为BCCRQJ（品种13），积累量达3.128 mg·kg-1FW；最低品种为JF（品种18），积累量为0.614 mg·kg-1FW。大部分叶菜类蔬菜叶Cd积累均保持较高水平，这与张泽锦等[29]的研究相似。而当土壤外源Cd含量为0.6 mg·kg-1时（图4B），叶Cd积累从高到低依次为品种1、5、15、7、3、10、2、9、14、6、4、13、12、8、19、16、17、20、11、18，其中30%超出了国家食品安全标准限值。根Cd积累由高到低依次为品种10、5、1、15、7、9、13、8、3、2、14、20、19、6、4、12、18、16、11、17。由于筛选浓度已经接近或降至品种的耐受浓度，同高浓度组相比，一些品种（如FGC80F1）的Cd积累量有了较大变化，相关研究认为[30]这是由于植物根系在Cd积累中起着主控作用。植物Cd积累特征可通过富集系数（BCFs）、迁移系数（TFs）来描述，而根际土壤Cd含量和植物净化率可反映植物-土壤体系中的相互作用，有助于选取适当植物控制土壤污染[31]。供试品种根际土壤Cd含量、富集系数、迁移系数、净化率如表4,1.2 mg·kg-1筛选浓度下，品种间根际土壤Cd含量差异明显（P<0.05),CRDW3（品种1）具有最强的叶Cd富集能力，是最弱品种QT（品种20）的10.8倍，FGC80F1（品种17）根叶间Cd迁移最强，为最弱品种JF（品种18）和QT（品种20）的5.0倍，BCCRQJ（品种13）单株净化能力最佳，是最低品种XFQB（品种19）的11.7倍；0.6mg·kg-1筛选浓度下的品种间根际土壤Cd含量差异也十分明显（P<0.05），但品种积累特征并不同于高浓度（1.2 mg·kg-1),BCCRQJ（品种13）叶Cd富集能力最高，是最低品种JF（品种18）的5.7倍，JYKC（品种6）根叶间Cd迁移能力最高，为最低品种JF（品种18）的4.2倍，BCCRQJ（品种13）在0.6 mg·kg-1筛选浓度下也具有最高Cd净化率，为14.28%，最低的QT（品种20）与之相差5.6倍。相关研究认为[32]低积累植物可食用部分迁移系数和富集系数应小于1，且系数越小越说明污染物难向可食用部分积累，而高积累植物迁移系数和富集系数则越大越好，也有学者[33]发现青葙（Celosia argentea Linn.）等Cd超积累植物叶积累能力高于根系。不仅如此高积累植物更看重对污染物的净化率，净化率越高，单株净化能力越强，吴志超[34]也据此完成对高、低Cd积累油菜的筛选。
【参考文献】：
期刊论文
[1]间作条件下超积累和非超积累植物对重金属镉的积累研究[J]. 霍文敏,邹茸,王丽,范洪黎. 中国土壤与肥料. 2019(03)
[2]不同作物对土壤中Cd的富集特征及低累积品种筛选[J]. 陈小华,沈根祥,白玉杰,郭春霞,钱晓雍,顾海蓉,胡双庆,赵庆节,王振旗,付侃. 环境科学. 2019(10)
[3]不同Cd积累能力大白菜吸收转运Cd的差异性[J]. 杜志鹏,向丹,苏德纯. 生态环境学报. 2018(11)
[4]镉低积累青菜品种筛选及硫对镉胁迫下青菜镉含量和品质影响[J]. 杜小平,康靖全,吕金印. 农业环境科学学报. 2018(08)
[5]低积累水稻品种联合腐殖酸、海泡石保障重镉污染稻田安全生产的潜力[J]. 谢晓梅,方至萍,廖敏,黄宇,黄小辉. 环境科学. 2018(09)
[6]基于典型污灌区土壤筛选耐盐、Cd低吸收小麦品种[J]. 孟楠,安平,王萌,陈莉,郑涵,陈世宝. 农业环境科学学报. 2018(03)
[7]三叶草（Trifolium repens）用于土壤镉污染的修复潜力[J]. 刘勇,刘燕,杨丹,梁清,娄杰. 农业环境科学学报. 2017(11)
[8]四川地区低镉富集蔬菜品种分析及安全性评估[J]. 张泽锦,唐丽,李跃建,刘小俊. 西南农业学报. 2016(10)
[9]镉胁迫对多花黑麦草镉积累特征、生理抗性及超微结构的影响[J]. 孙园园,关萍,何杉,石建明. 草业科学. 2016(08)
[10]三种富集植物对广西兴源铅锌矿区周边Cd污染农田土壤修复性能研究[J]. 吴惠瑾,刘杰. 工业安全与环保. 2016(02)
博士论文
[1]超积累植物东南景天根系对重金属的吸收积累及根际细菌群落特征[D]. 侯丹迪.浙江大学 2017
[2]设施农业土壤镉-硝酸盐复合污染边生产边修复过程研究[D]. 唐琳.浙江大学 2017
[3]甘蓝型油菜钼高低积累品种的筛选及其生理分子机制研究[D]. 秦世玉.华中农业大学 2016
[4]我国主要小麦产地土壤镉和铅的安全阈值研究[D]. 刘克.西北农林科技大学 2016
[5]高低镉积累油菜品种筛选及其生化机制研究[D]. 吴志超.华中农业大学 2015
本文编号：3558287
【文章来源】：农业环境科学学报. 2020,39(03)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
不同品种白菜Cd胁迫-剂量效应曲线
不同白菜品种基于半数抑制浓度的物种敏感性分布曲线
白菜品种间各部位Cd积累能力也存在差异，而不同部位Cd积累量差异决定了品种独特的积累特征和植物-土壤效应[28]，供试白菜各部分Cd积累量如图4，当土壤外源Cd含量为1.2 mg·kg-1时（图4A），叶Cd积累最高品种为DHF65（品种15），积累量达1.348mg·kg-1FW；最低为JF（品种18），积累量仅0.106 mg·kg-1FW，也是试验中唯一一种在1.2 mg·kg-1筛选浓度下Cd积累量低于0.2 mg·kg-1FW国家食品安全标准限值的供试品种。根Cd积累最高品种为BCCRQJ（品种13），积累量达3.128 mg·kg-1FW；最低品种为JF（品种18），积累量为0.614 mg·kg-1FW。大部分叶菜类蔬菜叶Cd积累均保持较高水平，这与张泽锦等[29]的研究相似。而当土壤外源Cd含量为0.6 mg·kg-1时（图4B），叶Cd积累从高到低依次为品种1、5、15、7、3、10、2、9、14、6、4、13、12、8、19、16、17、20、11、18，其中30%超出了国家食品安全标准限值。根Cd积累由高到低依次为品种10、5、1、15、7、9、13、8、3、2、14、20、19、6、4、12、18、16、11、17。由于筛选浓度已经接近或降至品种的耐受浓度，同高浓度组相比，一些品种（如FGC80F1）的Cd积累量有了较大变化，相关研究认为[30]这是由于植物根系在Cd积累中起着主控作用。植物Cd积累特征可通过富集系数（BCFs）、迁移系数（TFs）来描述，而根际土壤Cd含量和植物净化率可反映植物-土壤体系中的相互作用，有助于选取适当植物控制土壤污染[31]。供试品种根际土壤Cd含量、富集系数、迁移系数、净化率如表4,1.2 mg·kg-1筛选浓度下，品种间根际土壤Cd含量差异明显（P<0.05),CRDW3（品种1）具有最强的叶Cd富集能力，是最弱品种QT（品种20）的10.8倍，FGC80F1（品种17）根叶间Cd迁移最强，为最弱品种JF（品种18）和QT（品种20）的5.0倍，BCCRQJ（品种13）单株净化能力最佳，是最低品种XFQB（品种19）的11.7倍；0.6mg·kg-1筛选浓度下的品种间根际土壤Cd含量差异也十分明显（P<0.05），但品种积累特征并不同于高浓度（1.2 mg·kg-1),BCCRQJ（品种13）叶Cd富集能力最高，是最低品种JF（品种18）的5.7倍，JYKC（品种6）根叶间Cd迁移能力最高，为最低品种JF（品种18）的4.2倍，BCCRQJ（品种13）在0.6 mg·kg-1筛选浓度下也具有最高Cd净化率，为14.28%，最低的QT（品种20）与之相差5.6倍。相关研究认为[32]低积累植物可食用部分迁移系数和富集系数应小于1，且系数越小越说明污染物难向可食用部分积累，而高积累植物迁移系数和富集系数则越大越好，也有学者[33]发现青葙（Celosia argentea Linn.）等Cd超积累植物叶积累能力高于根系。不仅如此高积累植物更看重对污染物的净化率，净化率越高，单株净化能力越强，吴志超[34]也据此完成对高、低Cd积累油菜的筛选。
【参考文献】：
期刊论文
[1]间作条件下超积累和非超积累植物对重金属镉的积累研究[J]. 霍文敏,邹茸,王丽,范洪黎. 中国土壤与肥料. 2019(03)
[2]不同作物对土壤中Cd的富集特征及低累积品种筛选[J]. 陈小华,沈根祥,白玉杰,郭春霞,钱晓雍,顾海蓉,胡双庆,赵庆节,王振旗,付侃. 环境科学. 2019(10)
[3]不同Cd积累能力大白菜吸收转运Cd的差异性[J]. 杜志鹏,向丹,苏德纯. 生态环境学报. 2018(11)
[4]镉低积累青菜品种筛选及硫对镉胁迫下青菜镉含量和品质影响[J]. 杜小平,康靖全,吕金印. 农业环境科学学报. 2018(08)
[5]低积累水稻品种联合腐殖酸、海泡石保障重镉污染稻田安全生产的潜力[J]. 谢晓梅,方至萍,廖敏,黄宇,黄小辉. 环境科学. 2018(09)
[6]基于典型污灌区土壤筛选耐盐、Cd低吸收小麦品种[J]. 孟楠,安平,王萌,陈莉,郑涵,陈世宝. 农业环境科学学报. 2018(03)
[7]三叶草（Trifolium repens）用于土壤镉污染的修复潜力[J]. 刘勇,刘燕,杨丹,梁清,娄杰. 农业环境科学学报. 2017(11)
[8]四川地区低镉富集蔬菜品种分析及安全性评估[J]. 张泽锦,唐丽,李跃建,刘小俊. 西南农业学报. 2016(10)
[9]镉胁迫对多花黑麦草镉积累特征、生理抗性及超微结构的影响[J]. 孙园园,关萍,何杉,石建明. 草业科学. 2016(08)
[10]三种富集植物对广西兴源铅锌矿区周边Cd污染农田土壤修复性能研究[J]. 吴惠瑾,刘杰. 工业安全与环保. 2016(02)
博士论文
[1]超积累植物东南景天根系对重金属的吸收积累及根际细菌群落特征[D]. 侯丹迪.浙江大学 2017
[2]设施农业土壤镉-硝酸盐复合污染边生产边修复过程研究[D]. 唐琳.浙江大学 2017
[3]甘蓝型油菜钼高低积累品种的筛选及其生理分子机制研究[D]. 秦世玉.华中农业大学 2016
[4]我国主要小麦产地土壤镉和铅的安全阈值研究[D]. 刘克.西北农林科技大学 2016
[5]高低镉积累油菜品种筛选及其生化机制研究[D]. 吴志超.华中农业大学 2015
本文编号：3558287
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