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生姜铅胁迫及硅缓解效应研究

李云

  铅是土壤主要污染物之一,不仅导致作物生长受抑,产量降低,且极易在植物体内积累,尤以地下器官积累量较大;而硅则对多种重金属有固定作用,降低植物对铅的吸收富集量,并可增强植株抗逆性,对多种作物具有显著的增产效应。生姜(Zingiber officinale Rosc.)是我国主要出口蔬菜,以地下根茎为产品,根系吸收的环境污染物质易在根茎富集,影响产品安全性。有鉴如此,本文采用水培和盆栽试验相结合的方法,研究了铅对生姜生长、产量及产品安全性的影响,以及生姜对铅的吸收富集规律,探讨了硅对生姜铅毒害缓解的生理机制。主要研究结果如下: 1.土壤铅含量低于250 mg·kg~(-1)时,对生姜生长无显著影响,但随铅含量的增加,生姜植株生长量显著降低,土壤铅含量分别达500和1000 mg·kg~(-1)时,其单株产量分别比对照降低了18.06%和33.25%。但水培条件下,较低的铅浓度就表现出显著的抑制效应,100、250、500 mg·kg~(-1)铅处理生姜根茎的鲜重分别比对照降低了18.90%,25.07%和40.04%。 2.生姜各器官铅含量随土壤铅含量的升高及生长的进行而显著增加,且以根的铅含量较高,根茎次之,茎、叶较少。土壤铅含量达250 mg·kg~(-1)时,生姜根茎铅含量为0.261 mg·kg~(-1),未超过国家最高允许限量,而土壤铅含量分别达500和1000 mg·kg~(-1)时,根茎铅含量则分别超标175.67%和495.33%。 3.水培试验表明,铅处理导致生姜根系及叶片MDA含量显著增加,短时间铅胁迫处理生姜根系及叶片SOD、POD、CAT和APX活性增加,但随着胁迫时间的延长,除SOD外,其它酶活性均显著降低,且以根系相关酶活性降幅较大。250 mg·L~(-1)铅胁迫处理30 d时,根系POD、CAT和APX分别比对照降低了18.65%、42.14%、56.70%。 4.土壤施硅肥可缓解铅对生姜的胁迫,明显促进生姜的生长,提高产量,降低铅在生姜根茎中的积累,提高产品安全性。在土壤铅含量达500 mg·kg~(-1)条件下,施硅肥分别为1、2 g/kg~(-1),株高比比不施硅处理提高11.99%和16.67%,单株产量分别提高33.23%和43.60%,根茎的铅含量分别0.225和0.071 mg·kg~(-1)分别降低72.79%和91.41%。 5.生姜在铅浓度250 mg·L~(-1)条件下培养30 d,植株根、茎、叶及根茎鲜质量分别比对照降低了19.85%、21.42%、22.89%和18.96%,而添加Si 1.5 mmol·L-1后,则仅比对照分别降低了4.90%、12.35%、18.17%和11.53%;施硅处理水培生姜根、茎、叶和根茎的铅含量分别比不施硅处理降低了58.92%、55.74%、69.82%和58.27%。 6.生姜在250 mg·L~(-1)铅胁迫条件下,增施1.5 mmol·L~(-1)Si表现出极强的缓解效应。如处理10 d时,施硅处理生姜根系、叶片MDA含量分别降低32.87%和30.43%,根系、叶片CAT和APX活性分别增加153.44%、40.79%和57.29%、60.96%,根系活力提高54.74%,叶片总叶绿素含量增加7.51%,光合速率提高207.50%。……   
[关键词]:生姜;铅胁迫;硅缓解;产量;产品安全
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:山东农业大学2011年