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2008年6月中国油料作物学报2008,30(2):198-200Chinesejournalofoilcropsciences铅胁迫对花生生长与铅积累特性的研究曹莹,韩豫,蒋文春,刘洋,王绍斌(沈阳农业大学农学院,沈阳110161)摘要:通过盆栽实验研究铅胁迫下花生对铅的吸收特性。结果表明,铅处理对花生生物量的积累有一定的抑制作用,当土壤铅浓度达到400mg/kg时,对作物生长造成伤害。铅在花生体内分布的一般规律是:根>茎>叶>果仁,且随着铅投放浓度的增加,植株体内各部位含铅量也呈上升趋势。从花生的整个生育进程来看,花生各部位铅含量分配规律是:苗期>结荚期>开花下针期>成熟期。关键词:花生;铅;吸收特性中图分类号:S565.201文献标识码:A文章编号:1007-9084(2008)02-0198-03AbsorptioncharacteristicsofleadinpeanutunderthestressofleadCAOYing,HANYu,JIANGWen-chun,LIUYang,WANGShao-bin(CollegeofAgronomy,ShenyangAgriculturalUniversity,Shenyang110161,China)Abstract:Absorptioncharacteristicsofpeanutculturedinpotswerestudiedunderthestressoflead.Theresultsofexperimentshowedthatbiomassofpeanutwasrestrainedandthepeanutshavebeendamagedwhenthedosageofleadinthesoilreached400mg/kg.Theleadaccumulationanddistributioninpeanutwasintheorderofroot>stem>leaf>seed.Theleadcontentofpeanutandthesoilhadapositivecorrelation.Fromgrowingstageofpeanu,ttheaccumulationofleadwasintheorderofseedlingstage>podsettingstage>floweringandpeggingstage>maturitystage.Keywords:Peanu;tLead;Absorptioncharacteristics重金属对生态系统的污染,是世界各国普遍关1.2试验设计注的环境问题之一。铅作为重金属污染主要元素之重金属铅采用醋酸铅Pb(CH3COO)23H2O,一,进入土壤后在土壤中沉积,积累到一定程度对作投放浓度(以纯铅计)分别为:对照0(CK)、50物产生毒害作用,并进一步通过食物链进入人体,危(P1)、100(P2)、200(P3)、400(P4)、600(P5)、害人类健康。近年来有关铅对玉米、水稻等作物的800(P6)和1000(P7)。试验采用盆栽,盆钵直径影响已有较多报道,但对花生影响的报道则较少。33cm,高30cm,盆底无孔,铺粒径约为1cm的沙砾本研究以花生为供试作物,研究不同铅浓度处理下使之成一斜面,并覆盖盆底2/3面积,斜面高约铅在花生植株体内的迁移累积效应。5cm,上覆尼龙网并插一中空塑料管,塑料管插入沙砾一端为斜面,另一端伸出盆外约3cm。每盆装风1试验材料、设计与方法干土8.5kg,底肥施用K2SO4,每盆用量为5g,磷酸1.1试验材料二铵每盆用量为5g。2006年4月17日将底肥、重选用鲁花11号为试材。土壤采自沈阳农业大金属及盆土按规定用量混匀装盆,静置20d,于5月学附近耕田草甸土,铅含量为43.24mg/kg,pH值8日播种,5月22日定苗,每盆4株,9月22日收获。6.6,有机质含量16.5mg/kg,全氮含量为0.9g/kg,1.3测定方法全磷含量为0.7g/kg,全钾含量为20g/kg。植物样品分根、茎、叶和籽粒4个部位测定。铅收稿日期:20070806基金项目:沈阳农业大学农学院金色谷基金资助作者简介:曹莹(1973-),女,博士,讲师,主要从事农业生态系统管理与恢复生态方面研究。E-mai:lcaoying1111@163.com 曹莹等:铅胁迫对花生生长与铅积累特性的研究199含量均采用HNO3-HClO4消化,然后用日本产日立得出的土壤环境质量基准值是有害物质在土壤中有[1]Z-5000型原子吸收分光光度计测定。所积累,但对农作物和环境没有造成危害和污染。为此,国家土壤环境容量协作组在1991年制定了以2结果与分析农作物产量为依据来确定土壤临界含量的方法。依2.1铅胁迫对花生植株生长的影响据规定将植物生物量或产量减少5%~10%的土壤[2~4]由表1可知,铅胁迫下的花生主茎高均低于对有害物质浓度作为最大允许浓度。由表1可照,说明铅处理对植株的主茎高有一定的抑制作用。知,当处理浓度在200mg/kg以内时,与对照处理的主茎高变化与投放的铅浓度呈负相关,r=花生地上部分干重相比,均表现出增产趋势,其增产-0.8776(p<0.01,n=8,F=20.1)。幅度为2.1%~12.1%。但当铅处理浓度大于随着铅浓度的增加,花生单株分枝数呈减少的200mg/kg时,花生地上部分干重比对照低,减少的趋势,其与对照比减少幅度为5.1%~25.2%。铅幅度为3.5%~33.7%。铅处理地上部干重与投放处理分枝数变化与铅投放量呈极显著的负相关,铅浓度呈负相关,r=-0.6786(p<0.01,n=8,r=-0.9639(p<0.01,n=8,F=78.6)。F=5.12)。由此可见,当土壤中铅浓度达到400mg/土壤元素的临界含量(土壤元素环境质量基kg时,土壤中的作物已受到了伤害。准)是制定土壤环境质量标准的基础。作为制定土铅处理地下部干重均低于对照,减产幅度为壤环境质量基准方法之一的生态环境效应法是基于7.7%~50.7%(表1),地下部干重与铅投放量呈负土壤植物体系、土壤微生物体系、土壤水体系相关,r=-0.8501(p<0.01,n=8,F=15.6)。表或其中任何一种体系的环境质量标准来推算土壤中明铅对地下部的影响要强于对地上部的影响。重金属元素的最高允许浓度。应用生态环境效应法表1铅胁迫对花生生物学特性的影响Table1TheeffectofPbstressonthebiologicalcharacteristicsofpeanut处理主茎高分枝数地上部分干重地下部分干重TreatmentPlantstemheight/cmNO.ofbranchesShootdryweight/gRootdryweight/gCK40.45!0.4449.2!0.57713.62!0.1138.84!0.035P137.18!0.119(91.9)8.73!0.577(94.9)13.9!0.021(102.1)6.05!0.02(68.4)P235.64!0.042(88.1)8.68!0.577(94.3)14.3!0.085(105.2)8.09!0.007(91.5)P334.68!0.051(85.7)8.28!0.577(90)15.27!0.085(112.1)8.16!0.035(92.3)P435.18!0.113(87)8.13!0.577(88.3)13.15!0.057(96.5)5.61!0.014(63.5)P534.16!0.051(84.5)7.33!0.577(79.6)10.7!0.064(78.6)5.02!0.064(56.8)P633.34!0.057(82.4)7.01!0.577(74.8)9.36!0.064(68.7)4.7!0.099(53.2)P730.12!0.067(74.5)6.88!0.577(76.2)8.95!0.014(66.3)4.36!0.035(49.3)注:括号中数字为处理占对照的百分比。Valuesofbracketrepresentedthepercentageoftreatmenttothecontro.l2.2不同生育时期铅在花生体内迁移累积的规律根系的生长,从而表现出一种∀生长稀释效应#。从表2可以看出,在苗期随铅投放浓度的增加,由上表可知,结荚期铅在花生体内的分配特点花生植株各部位的铅含量呈现先递增后降低的趋与苗期和开花下针期相似,但这一时期花生各部位势。根、茎、叶对铅的积累能力总体表现为:根铅含铅含量从总体上来看要大于开花下针期,这可能是量>茎铅含量>叶铅含量。且当铅用量为低浓度在结荚期花生植株体地上部分生长趋于稳定,从根时,植物体内铅的含量随加入量增加很快。而苗期部吸收的铅在花生体内积累,使各部位铅含量增加。当铅浓度大于800mg/kg(根)、400mg/kg(茎、叶)成熟期铅在花生体内的分配特点与前三个时期时,植物体中相应器官铅含量呈下降趋势。这可能相似。但此时期花生根、茎、叶的铅含量继续下降。预示着根系吸收铅和铅在花生植株体内的运输存在这可能是因为在成熟期花生植株进入生殖生长期着与浓度有关的抑制作用。后,株高、分枝数和根体积等指标已达到极大值,且开花下针期铅在花生体内的分配规律与苗期的随着生育时间的延长,花生植株的根系衰老、叶片和分配规律相似,所不同的是,当铅浓度大于800mg/茎逐渐枯萎,造成其对铅的吸收能力的下降,因而使kg时,铅在花生体内的含量呈下降趋势。而且开花体内铅含量不能增加;另一方面,进入成熟期时,大下针期的花生植株各部位铅含量总体上低于苗期,部分的叶片衰老、脱落,造成一部分的铅随之排出体这可能是由于此时期花生地上部分的生长速度快于外,这就导致了进入花生仁的铅量减少。在本试验 200中国油料作物学报2008,30(2)表2铅在花生体内不同生育时期内分配特点Table2Distributioncharacteristicsofleadinpeanutatdifferentgrowthstage生育期处理根茎叶果仁GrowthperiodTreatmentRootStemLeafSeedCK0.998H0.71H0.61HP11.88G1.11F0.62GP23.97F1.44C0.86E苗期P36.52E1.61B1.19CSeedlingstageP418.33D1.75A1.49AP528.76B1.33D1.26BP637.10A1.137E1.07DP718.49C0.79G0.76FCK1.49G1.06G0.63GP11.06H0.84H0.52HP22.35F1.07F0.73F开花下针期P32.88E1.2E0.87EFloweringandP45.77C1.66C1.12DpeggingstageP57.15B2.28B1.28BP68.49A2.66A1.54AP74.51D1.47D1.24CCK1.94H1.23G0.81GP12.49G1.15H0.77HP23.14F1.74F0.95F结荚期P34.58E2.03C1.05EPodsettingstageP47.55C2.44B1.29DP59.42B2.63A2.02BP611.6A1.95D2.38AP77.22D1.76E1.39CCK1.29C0.554E0.81BC0.204CDP12.1C0.702DE0.669C0.541DP22.93C1.21BC0.816BC0.594CD成熟期P33.31B1.09C0.808BC0.667CDMaturitystageP43.73A1.41AB1.24AB0.742CP53.89A1.56A1.32A0.98BP63.94A1.91CD1.46A1.261AP73.7AB1.46AB1.05ABC1.118AB表中每列不同字母表示显著差异(P<0.01).Valuesfollowedbydifferentlettersaresignificantlydifferent(P<0.01).中,经铅处理的花生仁含铅量均大于0.4mg/kg,超在本试验中与花生仁铅含量相关最密切的是叶[5]过无公害花生仁中铅的允许含量。另外分析花铅含量,其次是根、茎。这表明花生仁中铅的主要来生根、茎、叶含铅量与花生仁含铅量的关系时发现,源是叶片,随着光合产物的运输,铅也被输送到花生花生仁含铅量与花生根、茎、叶含铅量均呈显著相关仁中;而叶片中铅的储量又由根系对土壤中铅的吸关系,且r值均大于0.7。花生仁中铅含量与根、茎、收能力所决定。叶铅含量相比,主要是与叶铅含量密切相关,相关系数范围在0.9403~0.8308。参考文献:[1]杨慧芬,李明之.食品卫生现代检验标准手册[M].北3结论京:中国标准出版社,1997.在铅胁迫下,铅对花生植株的生长均有不同程[2]孙健,铁柏青,钱湛,等.单一重金属胁迫对灯心草生长及生理生化指标的影响[J].土壤通报,2007,度的抑制作用。当铅浓度低于400mg/kg时,对花38(1):121-127.生干物质积累有刺激作用;当浓度大于400mg/kg[3]陈怀满.土壤中化学物质的环境行为与环境质量时,花生干物质积累下降。[M].北京:科学出版社,2002.在铅污染条件下,铅在花生体内分布的一般规[4]夏家淇.土壤环境质量标准详解[M].北京:中国环境律是:根>茎>叶>果仁,且随着铅投放浓度的增科学出版社,1996.加,植株各部位铅含量呈递增趋势。从花生的整个[5]万书波.花生品质学[M].北京:中国农业科学技术出生育进程来看,花生的铅含量分配规律是:苗期>结版社,2005.荚期>开花下针期>成熟期。
