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设施内黄瓜对重金属耐受机制的研究

于锡宏

  随着人们生活水平的提高和市场经济的发展,生产安全、营养、保健的蔬菜,已经成为质量效益型农业的必然趋势。然而,城市化学工业的发展造成工业“三废”的超标排放,使作物赖以生存的土壤、大气、水资源受到严重污染,导致蔬菜产品含有重金属及其它污染物,影响人们的健康和生活。因此对蔬菜的重金属污染问题开展研究已成为蔬菜生产发展的迫切需要。本试验以设施内黄瓜为研究对象,系统地研究了重金属Hg、Zn、Pb、As、Cd、Mn对黄瓜种子的萌发过程的影响,以及土壤人为投加后对黄瓜的生长发育、产量、品质的影响及其在果实中的积累变化规律;并研究了重金属污染后黄瓜种子胚芽和黄瓜叶片中NR、SOD、POD、CAT、PPO等抗性酶活性的变化规律及重金属在土壤中的积累规律,并对黄瓜的重金属耐受机制进行了探讨。试验结果表明:重金属处理抑制了黄瓜种子的萌发过程,并使胚芽生长减缓;黄瓜种子对各种重金属的耐受能力不同,As、Hg影响最大,Mn、Zn影响最小;在土壤人为投加条件下高浓度的重金属使黄瓜种子出苗延迟,株高、茎粗、叶片数及植株开展度都低于对照;第一雌花节位高于对照,果实产量下降。土壤人为投加重金属Hg降低了果实中V_c和总糖含量,而低浓度(≤100mg/kg)Zn则提高了果实中V_c含量,改善和提高果实品质。Hg在果实中的累积量与土壤人为投加重金属Hg浓度呈正相关。而果实中Zn的积累也随着处理浓度的增加而升高,当处理浓度为400mg/kg时,果实中Zn含量达最高值,为89.38mg/kg。土壤人为投加重金属Hg、Zn后,黄瓜叶片中的叶绿素a及叶绿素b和叶绿素总含量下降,并且叶绿素总量下降与处理浓度呈负相关,r分别为-0.87和-0.79。根系的活跃吸收面积/根系总吸收面积之比下降,根系活力降低。重金属污染黄瓜种子在低浓度下促进了种子胚芽内的POD、SOD、CAT的活性,在高浓度下抑制了POD、SOD、CAT的活性,并使其POD同工酶特征谱带发生变化,并产生了新的特征性污染谱带;土壤人为投加重金属Hg浓度与黄瓜叶片中NR活性呈负相关,r为-0.97。根据重金属Zn对NR活性的影响,认为其耐受临界值为400mg/kg,Hg对NR活性影响大于Zn。黄瓜叶片中SOD活性的Hg主动耐受临界值为20mg/kg;POD的Hg、Zn主动耐受临界值分别为20mg/kg和150mg/kg;土壤投加Hg、Zn均降低了黄瓜叶片CAT的活性,而对PPO几乎无影响。Hg、Zn在土壤中的积累量与土壤投加量正相关,相关系数r分别为0.92和0.94。本试验认为重金属对各种抗性酶活性高低及POD的同工酶特征谱带的变化可以判断黄瓜对重金属的耐受能力,并作为诊断黄瓜对重金属耐受能力的生理指标。……   
[关键词]:重金属;重金属耐受机制;设施内黄瓜;无公害栽培
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:东北农业大学2000年