目的:探索鈣(Ca)對(duì)鎘(Cd)污染下延胡索生長(zhǎng)的影響及其在不同部位Cd的吸收積累規(guī)律。方法:采用土培盆栽試驗(yàn),設(shè)低Cd(1 mg/kg,Cd_1)、高Cd(20 mg/kg,Cd_2)2個(gè)施用水平和低Ca(50 mg/kg,Ca_1)、中Ca(100 mg/kg,Ca_2)、高Ca(200 mg/kg,Ca_3)3個(gè)施用水平,模擬分析不同濃度外源Ca處理對(duì)重金屬Cd污染土壤中延胡索幼苗生物量及延胡索Cd含量的影響。結(jié)果:在相同濃度Ca不同濃度Cd處理水平下,延胡索生長(zhǎng)前期地上與地下部分干物質(zhì)量均為高Cd最低(Cd_2Ca_1Cd_1Ca_1,Cd_2Ca_2Cd_1Ca_2,Cd_2Ca_3Cd_1Ca_3),且低于對(duì)照;相同濃度Cd不同濃度Ca處理時(shí),延胡索生長(zhǎng)前期地上與地下部分干物質(zhì)量均為中Ca最高(Cd_1Ca_2Cd_1Ca_3Cd_1Ca_1,Cd_2Ca_2Cd_2Ca_3Cd_2Ca_1),且Cd_1Ca_2地下部分干物質(zhì)量高于所有處理。延胡索各部位Cd的積累量在不同Ca-Cd組合背景下,地下部分呈現(xiàn)隨時(shí)間逐漸減小的趨勢(shì),而地上部分相反,出現(xiàn)增加的趨勢(shì);采收時(shí)地上與地下部分Cd含量大小順序均為:Cd_2Ca_3Cd_2Ca_1Cd_2Ca_2Cd_1Ca_3Cd_1Ca_1Cd_1Ca_2對(duì)照。結(jié)論:延胡索規(guī)范化種植中應(yīng)在保證其塊莖Cd含量不超標(biāo)的情況下,盡量選擇低Cd土壤,同時(shí)施用適宜濃度的Ca可緩解Cd的毒害。
【部分圖文】：

延胡索各部位(地上部分、地下部分)干物質(zhì)積累在不同鈣鎘組合處理下均隨時(shí)間出現(xiàn)明顯的動(dòng)態(tài)變化,結(jié)果見圖1。由圖1可知,延胡索地上部分、地下部分的干物質(zhì)積累規(guī)律基本一致,均為“S”型。在不同濃度鎘和相同濃度鈣處理水平下,延胡索生長(zhǎng)前期地下部分干物質(zhì)量高鎘(Cd2Ca1、Cd2Ca2、Cd2Ca3)環(huán)境明顯低于低鎘(Cd1Ca1、Cd1Ca2、Cd1Ca3)環(huán)境。且延胡索地下部分干物質(zhì)量在高鎘水平明顯低于對(duì)照組。同樣,高鎘水平中延胡索地上部分干物質(zhì)積累也表現(xiàn)出抑制現(xiàn)象。由此可見,鎘對(duì)植物生長(zhǎng)的影響可能存在劑量效應(yīng)。有研究[9,10]也表明,在高濃度鎘存在的情況下,抑制植物生長(zhǎng),干物質(zhì)量降低。高鎘下生長(zhǎng)的延胡索地下部分及地上部分干物質(zhì)積累量低于低鎘組和對(duì)照組。此外低鎘組與對(duì)照組相比,出現(xiàn)“低促高抑”的現(xiàn)象,即延胡索在低鎘組,其地下部分生長(zhǎng)前期干物質(zhì)量均大于對(duì)照組。2.2 鈣鎘組合下鎘在延胡索不同部位的積累情況

延胡索各部位鎘的積累量在不同鈣鎘組合背景值下地下部分與地上部分總體差異顯著。地下部分呈現(xiàn)隨時(shí)間逐漸減小的趨勢(shì),而地上部分相反,出現(xiàn)隨時(shí)間而增加的趨勢(shì)(圖2)。從圖中可以看出延胡索在不同處理情況下其生長(zhǎng)過程中鎘的積累量有十分顯著的差異�？傮w表現(xiàn)為:在相同鈣素水平下,植株地下部分(塊莖)和地上部分鎘積累量均是高鎘區(qū)大于大于低鎘區(qū)。在相同鎘素水平下,鎘積累量在中鈣范圍內(nèi)最小,說明中鈣解毒作用最大。此外,從采收時(shí)地下部分(塊莖)的鎘積累量看(表2),高鈣高鎘(4.047 mg)、低鈣高鎘(2.475 mg)分別比中鈣高鎘(2.325 mg)高出0.74倍、0.06倍,高鈣低鎘(0.655 mg)、低鈣低鎘(0.445 mg)分別比中鈣低鎘(0.432 mg)高出0.52倍、0.03倍。高鈣高鎘(4.047 mg)、中鈣高鎘(2.325 mg)、低鈣高鎘(2.475 mg)分別比高鈣低鎘(0.655 mg)、中鈣低鎘(0.432 mg)、低鈣低鎘(0.445 mg)高出5.18倍、4.38倍、4.56倍。以上結(jié)果說明某種程度上鈣與鎘之間存在拮抗關(guān)系。就采收時(shí)地上部分的鎘積累量看(表2),其大小順序?yàn)楦哜}高鎘>低鈣高鎘>中鈣高鎘>高鈣低鎘>低鈣低鎘>中鈣低鎘>對(duì)照。分析其耐性指數(shù)可知,在低鎘的情況下,地下部分耐受鎘的能力大于地上部分,表明延胡索利用地下部分器官在低鎘背景值下對(duì)鎘進(jìn)行積累,而鎘元素在高鎘背景下從地下部分轉(zhuǎn)移到地上部分。由于植株地下部分對(duì)鎘的耐受能力有限,當(dāng)鎘濃度增加到一定量后,延胡索將根中的一部分重金屬元素轉(zhuǎn)移至其他部位,以確保根的正常生長(zhǎng)。雖然在植物生長(zhǎng)過程中,各器官中的鎘積累量差異顯著,但在采收期則表現(xiàn)出差異不顯著。因植物在生長(zhǎng)過程會(huì)經(jīng)歷一個(gè)對(duì)環(huán)境中鎘的適應(yīng)過程,其體內(nèi)的代謝機(jī)制在植物采收期后趨于平穩(wěn),其積累的鎘處于穩(wěn)態(tài),鎘環(huán)境不再影響鎘的積累,這可能是植物的一種自我保護(hù)機(jī)制。從富集系數(shù)來看延胡索對(duì)于鎘的積累能力,為地上部分>地下部分,這一特性有利于保證藥材的質(zhì)量。表2 鈣鎘組合下鎘在延胡索植株各部位的積累情況(采收期) ( x ˉ ±s,n=3) 處理 耐性指數(shù)TI 富集因子BCF 鎘累積量/mg 地上部分 地下部分 地上部分 地下部分 地上部分 地下部分 Cd0Ca0 1.000±0.015c 1.000±0.004c 0.850±0.002b 0.220±0.024a 2.147±0.04d 0.214±0.05e Cd1Ca1 1.091±0.031b 1.164±0.006b 0.830±0.011b 0.210±0.027a 2.307±0.01c 0.445±0.03d Cd1Ca2 1.214±0.005a 1.238±0.009a 0.740±0.024c 0.130±0.030b 2.161±0.01d 0.432±0.01d Cd1Ca3 1.044±0.007b 1.104±0.014b 0.970±0.027a 0.250±0.010a 2.667±0.05c 0.655±0.01c Cd2Ca1 1.029±0.006b 1.037±0.027c 0.216±0.002d 0.059±0.013d 5.174±0.03b 2.475±0.05b Cd2Ca2 1.193±0.002a 1.399±0.015a 0.168±0.021e 0.051±0.005d 5.144±0.03b 2.325±0.08b Cd2Ca3 0.990±0.025c 1.063±0.007c 0.229±0.023d 0.090±0.026c 5.614±0.02a 4.047±0.02a 注:同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)
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