大豆品种间镉铅低积累性与品质差异性的评估与相关性

发布时间：2020-07-16 00:33

【摘要】：随着工农业的快速发展,大面积的农田受到重金属特别是Cd、Pb的中、轻度污染,为了保证农产品的安全生产,筛选和培育具有Cd、Pb低积累性的农作物品种,是当前最为合理和有效的处理Cd、Pb污染土壤的途径之一。本研究以东北地区普遍种植的25种大豆为研究对象,通过盆栽梯度实验研究了大豆对Cd和Pb的吸收、积累以及转运等品种差异,并从中筛选出Cd低积累品种和Pb低积累品种。同时,进一步对筛选到的Cd、Pb低积累大豆品种的品质差异,其对Cd、Pb胁迫的响应以及Cd-Pb复合污染下生长及积累特性进行研究。盆栽实验中,25种大豆品种对Cd的吸收存在显著差异(P0.05)。在2种Cd处理下(1.0和2.5 mg kg-1),其平均值分别为0.44和0.81 mgkg-1干重。筛选Cd低积累作物标准包括：(1)该作物的可食用部位的Cd含量低于有关标准；(2)富集系数(EF)小于1.0；(3)转运系数(TF)小于1.0；(4)该作物具有较高的Cd耐性,在较高的Cd污染下能够正常生长且生物量无显著下降。采用此标准,沈农10号,铁丰31号,铁豆36号,铁丰37号和辽豆21号可鉴定为Cd低积累大豆。土壤中Cd的浓度会影响大豆对微量矿物营养元素的吸收,表现为降低+5种低积累大豆对Ca,Cu和Mn的吸收,同时增加其对Zn和Fe的吸收和积累。大豆对Pb具有较强的耐性。在3种Pb处理下(500、1000和2000 mg kg-1),23种大豆对Pb的吸收存在显著差异(P0.05),其平均值分别为0.20,0.25和0.33 mg kg-1干重。筛选Pb低积累植物标准包括：(1)该作物的可食用部位的Pb含量低于有关标准；(2)富集系数(EE)1.0；(3)转运系数(TF)1.0；(4)该作物具有较高的Pb耐性。采用这4个标准,可鉴定沈农6号,沈农8号,铁丰29号,铁丰37号,集1005,辽豆15号和苏科1号,这7个品种为Pb低积累大豆品种,可满足低浓度Pb污染土壤的安全生产。土壤中Pb的浓度会影响大豆对微量矿物营养元素的吸收,表现为降低7种低积累大豆对Ca,Cu, Zn和Fe的吸收,同时增加其对Mn的吸收和积累。在不同梯度的Cd和Pb胁迫下,大豆的生物量表现为低浓度处理下生物量增加,而高浓度处理下生物量则降低,但其变化差异不明显(P0.05)。随着Cd处理浓度的增加,铁丰31号和合丰40号,其SOD的活性呈现先下降后上升接着下降的趋势；合丰40号叶片中的SP含量逐渐增加,而铁丰31号叶片中的SP含量则是先增加后下降。随着Pb处理浓度的增加,沈农6号和开育13号SOD活性均是呈现先升高后下降的趋势；沈农6号叶片中的SP含量呈现下降趋势,而开育13号叶片中的SP含量在Pb浓度为100和500 mg kg-1时下降,在Pb浓度为300 mg kg-1时上升。4种大豆对Cd-Pb复合污染均表现出较强的耐性,其大小顺序为：铁丰31号开育13号合丰40号～沈农6号。同时,Cd低积累大豆品种铁丰31号,也成为Cd-Pb低级累大豆品种。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X53;S565.1
【图文】：

大豆品种,株高

植物在重余属浓度较高的±壤上生长时，当止壤中重金属浓度没有达到抑制植物生逡逑长的临界浓度条件下，植物的形态及巧地上部生物量通常不会下降，一旦超过这一临界逡逑浓度，植物的生长就会受到抑制，其叶色、株高等形态特性就会发生不同程度的变化，逡逑但最终会集中反映在植物地上部生物量会显著降低ｆＷｌ。因而，可Ｗ根据参试大豆品种逡逑墜子的生物量（Ｗ干重表示）相比对照的变化（图２．２），来判定参试大豆品种对Ｃｄ的耐性。逡逑据此，可Ｗ将参试大豆品种分为４类：（１）随着Ｃｄ浓度的增加，豆子的生物量明显下降，逡逑分别为沈化８号，台湾２９２，铁丰３３号，铁丰３５号，开交８１５７，开育１１号和集１００５，逡逑表现出对Ｃｄ的耐性技弱；口）随着Ｃｄ浓度的增加，豆子的生物量呈现先降低后升高的逡逑趋势，分别为沈农６号，铁丰３０号和开育１３号；（３）随着Ｃｄ浓度的增加，豆子的生物逡逑量呈现先升高后降低的趋势，分别为开育１２号，W'豆１５号，江鲜一号，新丰一号，苏逡逑科一号，北疆一号，合丰４０号和黑农４８号；（４）豆子的生物量随着Ｃｄ浓度的升高明显逡逑增加的，分别为沈农１０号，星创［：豆４号，铁丰２９号，铁丰３１号，铁豆％号，铁丰逡逑３７号和迂豆２１号，表现出较强的Ｃｄ耐性。逡逑

大豆品种,不同部位,大豆,新丰

逦第２章锅低积累大互的筛选义偏对其大豆品质的影响逡逑差异（Ｐ邋＞０．０５）（图２．３）。在Ｔｉ处理下，除了新丰一号和合丰４０号外，少于２０％的Ｃｄ分逡逑布到豆子中，即大豆吸收的Ｃｄ主要分布在非食用部分。然而，在Ｔ２处理下，与Ｔｉ处逡逑理相比，较多地Ｃｄ分布到豆子中，这可能与大豆根部的Ｃｄ随着浓度的增加会向茎、逡逑叶、英和豆等部位转移有关，但是，在Ｔ２处理下，除了合丰４０号Ｗ外，低于３０％的逡逑Ｃｄ分布到豆子中，也就是说，大豆吸收的绝大部分Ｃｄ仍然分布在根、茎、叶和芙中，逡逑只有非常少的Ｃｄ转移到豆子中。逡逑Ｉ逦逡逑ｊ邋■邋ｒｏｏｔ＋ｓｔｅｍ＋ｌｅａｆ＋ｐｏｄ邋□邋ｓｅｅｄ逡逑棚邋ｉｉｌｉｌ逡逑。00０寸＾0＼邋Ｏ邋—逦价邋＇Ｏｒ－＇ｒＮｒｏｔ邋—邋ＪＱ邋—逦—逦—逦—逦—邋000逡逑—逦—逦—逦—逦—邋３八一邋口邋ａｎ。邋ｅ0邋守，逡逑Ｉｆ岂■｜ｌ普§＞昔言■普言普己乏Ｓ乏二Ｉ邋§＇ｉ＿｜亏Ｉ普晋逡逑Ｉ邋Ｉ醒言Ｉ邋Ｉ邋Ｉ害Ｉ蓄置蓄呈呈ｉ呈、Ｉ邋Ｉ量是…夏害Ｉ逡逑１WWWＩ逡逑ａｓｃ邋岩逦—邋—？己一ｇＭ邋二自。Ｕ邋背寸々逡逑000＿ｅ逦凶过巧邋ｊｊｊ３Ｍ：３３ａ0３—５＝．５２ｓ－＾Ｓａ000逡逑田邋0ｓ00ｃ0ｒａ—邋５邋ｃ邋ｅ邋ｅ邋ｃ邋ｃ邋ｏ邋ｅ邋＞＞＞？？0逦＞？．—逦°？逦＾邋边邋＝－２邋ａ邋ｃ逡逑Ｉ邋Ｉ邋Ｊ—ｆ邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋１邋Ｉ邋置呈邋Ｉ邋呈一Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋…吾邋Ｉ邋Ｉ逡逑图２．３邋Ｔ

大豆品种,元素,浓度,富集系数

置篇吕置ｇ更二亏屸Ｉ逦§曼§１普穿含｜．含穿乏ｇ晋逡逑吉Ｉ＇吉苦＂邋置１１量Ｉ＂邋ＩＳ置吉Ｉ？ｉ邋ｄ吉岩逡逑图２．５不同Ｃｄ处理下２５种大豆品种的转运系数逡逑ＦｉTB．２．５邋Ａｖｅｒａｇｅ邋ｔｒａｎｓｌｏｃａｔｉｏｎ邋位ｃｔｏｒ邋ｏｆ邋２５邋Ｃｈｉｎｅｓｅ邋ｓｏｙｂｅａｎ邋ｃｕＵｉｖａｒｓ邋ｕｎｄｅｒ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋Ｃｄ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ逡逑综合富集系数和转运系数可知，５种大豆品种的富集系数和转运系数均小于１．０，其逡逑分别为沈农１０号，铁丰３１号，铁豆％号，铁丰３７号和迁豆２１号。表明送５种大豆逡逑品种具有低吸收Ｃｄ和低地上转运Ｃｄ的特性。而合丰４０号则具有较强的吸收Ｃｄ和转逡逑运Ｃｄ的能力。逡逑２．邋３．邋４邋Ｃｄ对５种大立品种中旦子品质的影响逡逑在盆栽试验的Ｔ，处理下，日种大豆的Ｃｄ浓度满足国家食品卫生安全标准，其分别逡逑为化农１０号，铁丰３１号，铁互３６号，铁丰３７号和迁互２１号，具有一定的低积累特逡逑征，因此，对这５种大豆品种的豆子质量进行研究。由图２．６可ＩＵ看出，在Ｔｉ和Ｔ２处逡逑理下，５种大豆品种豆子中六种矿物营养元素（Ｃａ，Ｃｕ，邋Ｆｅ，Ｍｇ，邋ＭｎａｎｄＺｎ）的吸收存逡逑在显著差异（？＜化0巧。随着Ｃｄ浓度的增加，豆子中Ｃａ，Ｃｕ和Ｍｎ的浓度随之降低，逡逑Ｍｎ的浓度降低得最明思。然而

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