不同叶菜的铅抗性差异筛选及应用研究

作     者：陈丽娜 

作者单位：湖南农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：何长征;艾绍英

授予年度：2010年

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090202[农学-蔬菜学] 

主      题：铅 叶菜 土壤 污染 

摘      要：叶菜类蔬菜以其生长周期短、见效快、效益好而在城郊农田得到大面积种植,但是城郊交通繁忙、工业化程度高,因此叶菜受污染威胁较大,这给城市居民带来了潜在的健康风险。大量研究表明城郊叶菜铅含量超标普遍,因此,利用植物吸收重金属的种间/种内差异原理,筛选获得低铅积累叶菜,并种植推广于城郊污染农田,对保证蔬菜的安全生产和保障居民的身体健康具有重要的现实意义。本研究通过铅胁迫下的种子萌发试验和土壤盆栽试验比较评价了多种叶菜的铅吸收特性及叶菜的铅抗性,并对筛选的铅抗性差异叶菜进行水培试验,比较其生长和生理差异;最后,在自然铅污染土壤的盆栽和大田条件下栽培筛选叶菜,验证叶菜的铅抗性。研究结果如下： 1.通过种子萌发试验研究0、50、100、200、400mg/L铅处理胁迫下,13种叶菜的铅抗性差异。结果表明,铅抑制叶菜种子的萌发,且抑制作用随铅浓度的增加而加大。铅对根长的抑制作用最大,对发芽率的影响最小,因而根长是表征铅对叶菜种子萌发抑制作用的最佳指标。13种叶菜种子萌发的结果表明,十字花科叶菜的铅抗性比菊科和苋科强,其中白苋菜(Amaranthus albus Linn.)、油麦菜(Lactuca sativa Linn. var. angustata Irish ex Bremer)、生菜(Lactuca sativa Linn. var. ramosa Hort)和花芽甜麦菜(Sonchus lingiaus Shih)的抗性较差。 2.通过盆栽试验研究了0、250(土壤环境质量二级)、500mg/kg(三级)人为铅污染土壤条件下21种叶菜的铅吸收积累差异。结果表明：铅胁迫抑制大部分叶菜的生长。叶菜地上部和地下部铅含量随土壤铅含量的增加而显著增加(p碧绿粗苔菜心花芽甜麦菜。在240μmol/L铅浓度时,碧绿粗苔菜心和空心菜脯氨酸分别比对照增加121%和76%,但花芽甜麦菜的脯氨酸各铅处理间差异不显著。3种叶菜SOD活性随铅浓度增加有增加趋势,CAT活性表现各异,POD未呈现明显规律。本试验说明脯氨酸含量和SOD、CAT活性的维持和提高是叶菜铅抗的物质基础之一,而叶菜POD活性对铅胁迫不敏感。生理指标的综合评价表明,各叶菜的铅抗性顺序为碧绿粗苔菜心空心菜花芽甜麦菜。根据叶菜铅吸收量和抗性强弱,对3种叶菜进行了归类：碧绿粗苔菜心是低积累、高耐性,根富集重金属的金属排斥型叶菜;柳叶空心菜是高积累、高耐性,金属积累型叶菜;花芽甜麦菜则是低积累、低抗性的避性叶菜。 4.在2008年10-11月(秋季)和2009年8-9月(夏季)二个时期相同人为铅污染土壤以及人为铅污染和自然铅污染两种不同土壤相同时期分别种植4种叶菜(竹芥、碧绿粗苔菜心、白尖叶苋菜和柳叶空心菜),研究环境对叶菜铅抗性的影响。结果表明,虽然叶菜在不同土壤或不同时期铅含量会受环境影响有所变化,但4种叶菜的铅含量排序不变,均为竹芥和碧绿粗苔菜心地上部铅含量都远比白尖叶苋菜和柳叶空心菜低,说明叶菜地上部铅吸收差异具有相对稳定性。 5.前期筛选的6种叶菜(竹芥、碧绿粗苔菜心、菠菜、柳叶空心菜、白尖叶苋菜和花芽甜麦菜)于2009年10-11月种植番禺钟村镇谢村菜田中,铅含量差异符合前面筛选结果,竹芥、碧绿