典型黑土環(huán)境下的高、低鎘積累白菜品種篩選及耐性比較
發(fā)布時(shí)間:2021-12-30 13:28
為探究不同白菜(Brassica pekinensis L.)品種在典型黑土環(huán)境中的鎘敏感程度和鎘積累特性,篩選出具備高鎘、低鎘積累特征的耐鎘品種。試驗(yàn)以東北地區(qū)20種主栽白菜品種為材料進(jìn)行盆栽模擬試驗(yàn),研究基于不同白菜品種鎘脅迫下的劑量-效應(yīng)、鎘積累特征,對(duì)得到的高、低鎘積累品種的濃度積累效應(yīng)及氧化損傷程度進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果顯示:供試品種間劑量-效應(yīng)差異明顯,JF和BCCRQJ為鎘耐性最強(qiáng)兩個(gè)品種,耐受閾值分別為1.204 mg·kg-1和1.036 mg·kg-1。高鎘濃度下(≥0.6 mg·kg-1)JF葉鎘含量最低,根向葉遷移系數(shù)(TF)、葉富集系數(shù)(BCF)均小于1;BCCRQJ凈化率最高。土壤鎘含量與兩者根、葉積累量、過氧化氫(H2O2)、超氧陰離子(O2-)、丙二醛(MDA)、游離脯氨酸(FPRO)均呈正相關(guān),與凈化率呈負(fù)相關(guān)(P<0.05),此外高濃度下BCCRQJ氧化損傷程度較JF更高。綜合試驗(yàn)結(jié)果表明,JF是鎘耐...
【文章來(lái)源】:農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2020,39(03)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:11 頁(yè)
【部分圖文】:
不同品種白菜Cd脅迫-劑量效應(yīng)曲線
不同白菜品種基于半數(shù)抑制濃度的物種敏感性分布曲線
白菜品種間各部位Cd積累能力也存在差異,而不同部位Cd積累量差異決定了品種獨(dú)特的積累特征和植物-土壤效應(yīng)[28],供試白菜各部分Cd積累量如圖4,當(dāng)土壤外源Cd含量為1.2 mg·kg-1時(shí)(圖4A),葉Cd積累最高品種為DHF65(品種15),積累量達(dá)1.348mg·kg-1FW;最低為JF(品種18),積累量?jī)H0.106 mg·kg-1FW,也是試驗(yàn)中唯一一種在1.2 mg·kg-1篩選濃度下Cd積累量低于0.2 mg·kg-1FW國(guó)家食品安全標(biāo)準(zhǔn)限值的供試品種。根Cd積累最高品種為BCCRQJ(品種13),積累量達(dá)3.128 mg·kg-1FW;最低品種為JF(品種18),積累量為0.614 mg·kg-1FW。大部分葉菜類蔬菜葉Cd積累均保持較高水平,這與張澤錦等[29]的研究相似。而當(dāng)土壤外源Cd含量為0.6 mg·kg-1時(shí)(圖4B),葉Cd積累從高到低依次為品種1、5、15、7、3、10、2、9、14、6、4、13、12、8、19、16、17、20、11、18,其中30%超出了國(guó)家食品安全標(biāo)準(zhǔn)限值。根Cd積累由高到低依次為品種10、5、1、15、7、9、13、8、3、2、14、20、19、6、4、12、18、16、11、17。由于篩選濃度已經(jīng)接近或降至品種的耐受濃度,同高濃度組相比,一些品種(如FGC80F1)的Cd積累量有了較大變化,相關(guān)研究認(rèn)為[30]這是由于植物根系在Cd積累中起著主控作用。植物Cd積累特征可通過富集系數(shù)(BCFs)、遷移系數(shù)(TFs)來(lái)描述,而根際土壤Cd含量和植物凈化率可反映植物-土壤體系中的相互作用,有助于選取適當(dāng)植物控制土壤污染[31]。供試品種根際土壤Cd含量、富集系數(shù)、遷移系數(shù)、凈化率如表4,1.2 mg·kg-1篩選濃度下,品種間根際土壤Cd含量差異明顯(P<0.05),CRDW3(品種1)具有最強(qiáng)的葉Cd富集能力,是最弱品種QT(品種20)的10.8倍,F(xiàn)GC80F1(品種17)根葉間Cd遷移最強(qiáng),為最弱品種JF(品種18)和QT(品種20)的5.0倍,BCCRQJ(品種13)單株凈化能力最佳,是最低品種XFQB(品種19)的11.7倍;0.6mg·kg-1篩選濃度下的品種間根際土壤Cd含量差異也十分明顯(P<0.05),但品種積累特征并不同于高濃度(1.2 mg·kg-1),BCCRQJ(品種13)葉Cd富集能力最高,是最低品種JF(品種18)的5.7倍,JYKC(品種6)根葉間Cd遷移能力最高,為最低品種JF(品種18)的4.2倍,BCCRQJ(品種13)在0.6 mg·kg-1篩選濃度下也具有最高Cd凈化率,為14.28%,最低的QT(品種20)與之相差5.6倍。相關(guān)研究認(rèn)為[32]低積累植物可食用部分遷移系數(shù)和富集系數(shù)應(yīng)小于1,且系數(shù)越小越說(shuō)明污染物難向可食用部分積累,而高積累植物遷移系數(shù)和富集系數(shù)則越大越好,也有學(xué)者[33]發(fā)現(xiàn)青葙(Celosia argentea Linn.)等Cd超積累植物葉積累能力高于根系。不僅如此高積累植物更看重對(duì)污染物的凈化率,凈化率越高,單株凈化能力越強(qiáng),吳志超[34]也據(jù)此完成對(duì)高、低Cd積累油菜的篩選。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]間作條件下超積累和非超積累植物對(duì)重金屬鎘的積累研究[J]. 霍文敏,鄒茸,王麗,范洪黎. 中國(guó)土壤與肥料. 2019(03)
[2]不同作物對(duì)土壤中Cd的富集特征及低累積品種篩選[J]. 陳小華,沈根祥,白玉杰,郭春霞,錢曉雍,顧海蓉,胡雙慶,趙慶節(jié),王振旗,付侃. 環(huán)境科學(xué). 2019(10)
[3]不同Cd積累能力大白菜吸收轉(zhuǎn)運(yùn)Cd的差異性[J]. 杜志鵬,向丹,蘇德純. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2018(11)
[4]鎘低積累青菜品種篩選及硫?qū)︽k脅迫下青菜鎘含量和品質(zhì)影響[J]. 杜小平,康靖全,呂金印. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(08)
[5]低積累水稻品種聯(lián)合腐殖酸、海泡石保障重鎘污染稻田安全生產(chǎn)的潛力[J]. 謝曉梅,方至萍,廖敏,黃宇,黃小輝. 環(huán)境科學(xué). 2018(09)
[6]基于典型污灌區(qū)土壤篩選耐鹽、Cd低吸收小麥品種[J]. 孟楠,安平,王萌,陳莉,鄭涵,陳世寶. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[7]三葉草(Trifolium repens)用于土壤鎘污染的修復(fù)潛力[J]. 劉勇,劉燕,楊丹,梁清,婁杰. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(11)
[8]四川地區(qū)低鎘富集蔬菜品種分析及安全性評(píng)估[J]. 張澤錦,唐麗,李躍建,劉小俊. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2016(10)
[9]鎘脅迫對(duì)多花黑麥草鎘積累特征、生理抗性及超微結(jié)構(gòu)的影響[J]. 孫園園,關(guān)萍,何杉,石建明. 草業(yè)科學(xué). 2016(08)
[10]三種富集植物對(duì)廣西興源鉛鋅礦區(qū)周邊Cd污染農(nóng)田土壤修復(fù)性能研究[J]. 吳惠瑾,劉杰. 工業(yè)安全與環(huán)保. 2016(02)
博士論文
[1]超積累植物東南景天根系對(duì)重金屬的吸收積累及根際細(xì)菌群落特征[D]. 侯丹迪.浙江大學(xué) 2017
[2]設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤鎘-硝酸鹽復(fù)合污染邊生產(chǎn)邊修復(fù)過程研究[D]. 唐琳.浙江大學(xué) 2017
[3]甘藍(lán)型油菜鉬高低積累品種的篩選及其生理分子機(jī)制研究[D]. 秦世玉.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[4]我國(guó)主要小麥產(chǎn)地土壤鎘和鉛的安全閾值研究[D]. 劉克.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[5]高低鎘積累油菜品種篩選及其生化機(jī)制研究[D]. 吳志超.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
本文編號(hào):3558287
【文章來(lái)源】:農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2020,39(03)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:11 頁(yè)
【部分圖文】:
不同品種白菜Cd脅迫-劑量效應(yīng)曲線
不同白菜品種基于半數(shù)抑制濃度的物種敏感性分布曲線
白菜品種間各部位Cd積累能力也存在差異,而不同部位Cd積累量差異決定了品種獨(dú)特的積累特征和植物-土壤效應(yīng)[28],供試白菜各部分Cd積累量如圖4,當(dāng)土壤外源Cd含量為1.2 mg·kg-1時(shí)(圖4A),葉Cd積累最高品種為DHF65(品種15),積累量達(dá)1.348mg·kg-1FW;最低為JF(品種18),積累量?jī)H0.106 mg·kg-1FW,也是試驗(yàn)中唯一一種在1.2 mg·kg-1篩選濃度下Cd積累量低于0.2 mg·kg-1FW國(guó)家食品安全標(biāo)準(zhǔn)限值的供試品種。根Cd積累最高品種為BCCRQJ(品種13),積累量達(dá)3.128 mg·kg-1FW;最低品種為JF(品種18),積累量為0.614 mg·kg-1FW。大部分葉菜類蔬菜葉Cd積累均保持較高水平,這與張澤錦等[29]的研究相似。而當(dāng)土壤外源Cd含量為0.6 mg·kg-1時(shí)(圖4B),葉Cd積累從高到低依次為品種1、5、15、7、3、10、2、9、14、6、4、13、12、8、19、16、17、20、11、18,其中30%超出了國(guó)家食品安全標(biāo)準(zhǔn)限值。根Cd積累由高到低依次為品種10、5、1、15、7、9、13、8、3、2、14、20、19、6、4、12、18、16、11、17。由于篩選濃度已經(jīng)接近或降至品種的耐受濃度,同高濃度組相比,一些品種(如FGC80F1)的Cd積累量有了較大變化,相關(guān)研究認(rèn)為[30]這是由于植物根系在Cd積累中起著主控作用。植物Cd積累特征可通過富集系數(shù)(BCFs)、遷移系數(shù)(TFs)來(lái)描述,而根際土壤Cd含量和植物凈化率可反映植物-土壤體系中的相互作用,有助于選取適當(dāng)植物控制土壤污染[31]。供試品種根際土壤Cd含量、富集系數(shù)、遷移系數(shù)、凈化率如表4,1.2 mg·kg-1篩選濃度下,品種間根際土壤Cd含量差異明顯(P<0.05),CRDW3(品種1)具有最強(qiáng)的葉Cd富集能力,是最弱品種QT(品種20)的10.8倍,F(xiàn)GC80F1(品種17)根葉間Cd遷移最強(qiáng),為最弱品種JF(品種18)和QT(品種20)的5.0倍,BCCRQJ(品種13)單株凈化能力最佳,是最低品種XFQB(品種19)的11.7倍;0.6mg·kg-1篩選濃度下的品種間根際土壤Cd含量差異也十分明顯(P<0.05),但品種積累特征并不同于高濃度(1.2 mg·kg-1),BCCRQJ(品種13)葉Cd富集能力最高,是最低品種JF(品種18)的5.7倍,JYKC(品種6)根葉間Cd遷移能力最高,為最低品種JF(品種18)的4.2倍,BCCRQJ(品種13)在0.6 mg·kg-1篩選濃度下也具有最高Cd凈化率,為14.28%,最低的QT(品種20)與之相差5.6倍。相關(guān)研究認(rèn)為[32]低積累植物可食用部分遷移系數(shù)和富集系數(shù)應(yīng)小于1,且系數(shù)越小越說(shuō)明污染物難向可食用部分積累,而高積累植物遷移系數(shù)和富集系數(shù)則越大越好,也有學(xué)者[33]發(fā)現(xiàn)青葙(Celosia argentea Linn.)等Cd超積累植物葉積累能力高于根系。不僅如此高積累植物更看重對(duì)污染物的凈化率,凈化率越高,單株凈化能力越強(qiáng),吳志超[34]也據(jù)此完成對(duì)高、低Cd積累油菜的篩選。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]間作條件下超積累和非超積累植物對(duì)重金屬鎘的積累研究[J]. 霍文敏,鄒茸,王麗,范洪黎. 中國(guó)土壤與肥料. 2019(03)
[2]不同作物對(duì)土壤中Cd的富集特征及低累積品種篩選[J]. 陳小華,沈根祥,白玉杰,郭春霞,錢曉雍,顧海蓉,胡雙慶,趙慶節(jié),王振旗,付侃. 環(huán)境科學(xué). 2019(10)
[3]不同Cd積累能力大白菜吸收轉(zhuǎn)運(yùn)Cd的差異性[J]. 杜志鵬,向丹,蘇德純. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2018(11)
[4]鎘低積累青菜品種篩選及硫?qū)︽k脅迫下青菜鎘含量和品質(zhì)影響[J]. 杜小平,康靖全,呂金印. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(08)
[5]低積累水稻品種聯(lián)合腐殖酸、海泡石保障重鎘污染稻田安全生產(chǎn)的潛力[J]. 謝曉梅,方至萍,廖敏,黃宇,黃小輝. 環(huán)境科學(xué). 2018(09)
[6]基于典型污灌區(qū)土壤篩選耐鹽、Cd低吸收小麥品種[J]. 孟楠,安平,王萌,陳莉,鄭涵,陳世寶. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[7]三葉草(Trifolium repens)用于土壤鎘污染的修復(fù)潛力[J]. 劉勇,劉燕,楊丹,梁清,婁杰. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(11)
[8]四川地區(qū)低鎘富集蔬菜品種分析及安全性評(píng)估[J]. 張澤錦,唐麗,李躍建,劉小俊. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2016(10)
[9]鎘脅迫對(duì)多花黑麥草鎘積累特征、生理抗性及超微結(jié)構(gòu)的影響[J]. 孫園園,關(guān)萍,何杉,石建明. 草業(yè)科學(xué). 2016(08)
[10]三種富集植物對(duì)廣西興源鉛鋅礦區(qū)周邊Cd污染農(nóng)田土壤修復(fù)性能研究[J]. 吳惠瑾,劉杰. 工業(yè)安全與環(huán)保. 2016(02)
博士論文
[1]超積累植物東南景天根系對(duì)重金屬的吸收積累及根際細(xì)菌群落特征[D]. 侯丹迪.浙江大學(xué) 2017
[2]設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤鎘-硝酸鹽復(fù)合污染邊生產(chǎn)邊修復(fù)過程研究[D]. 唐琳.浙江大學(xué) 2017
[3]甘藍(lán)型油菜鉬高低積累品種的篩選及其生理分子機(jī)制研究[D]. 秦世玉.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[4]我國(guó)主要小麥產(chǎn)地土壤鎘和鉛的安全閾值研究[D]. 劉克.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[5]高低鎘積累油菜品種篩選及其生化機(jī)制研究[D]. 吳志超.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
本文編號(hào):3558287
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