鎘脅迫對(duì)不同品種葡萄葉片生長的影響

張望舒　蔡沖　周瑛華　吳夢(mèng)依　沈如峰　胡哲佳

摘要：選用鄞紅和金手指2個(gè)葡萄品種，通過盆栽試驗(yàn)，研究在不同濃度氯化鎘（CdCl₂·2H₂O）處理下，鎘在植株葉片中的積累及葡萄葉片葉面積、葉綠素含量、相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量的變化。結(jié)果表明：隨著鎘處理濃度的增加，葉片中鎘含量、相對(duì)電導(dǎo)率、MDA含量均顯著升高，葉片葉面積、葉綠素含量均顯著減少，且2個(gè)葡萄品種葉片對(duì)鎘脅迫的敏感性和耐受性存在顯著差異，金手指葡萄對(duì)于土壤鎘污染更為敏感。

關(guān)鍵詞：葡萄；氯化鎘；生長；品種；葉片

中圖分類號(hào)：S663.104 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002—1302（2016）01—0171—02

重金屬污染土壤問題日益成為環(huán)境的重大威脅，其污染面積和程度呈上升趨勢(shì)，給我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全和人民健康帶來了嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)和危害。鎘（cadmium，cd）是我國農(nóng)田土壤污染較為嚴(yán)重且普遍的主要重金屬元素，是一種具有極高生物毒性的重金屬元素，在環(huán)境系統(tǒng)中遷移極為活躍，易被植物吸收，已被聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署、世界衛(wèi)生組織和美國農(nóng)業(yè)委員會(huì)等列為優(yōu)先關(guān)注污染物之一。Cd通過“土壤—植物（動(dòng)物）—人類”的食物鏈進(jìn)入人體，從而引發(fā)人類的一系列疾病。葡萄為我國普遍栽培水果，品種眾多；鎘過多可對(duì)植物造成嚴(yán)重?fù)p害，葉片出現(xiàn)失綠、萎黃、干枯、脫落等現(xiàn)象，植物衰老加快，甚至死亡；葡萄根系對(duì)鎘的生理反應(yīng)存在品種差異；鎘脅迫下不同砧穗組合葡萄植株果實(shí)品質(zhì)也存在差異。葉片是葡萄生長和光合作用的重要器官，研究葡萄葉片受土壤鎘污染后生理生化變化，可以反映不同葡萄品種對(duì)鎘污染的生長情況。本試驗(yàn)選用鄞紅（甬優(yōu)1號(hào)）和金手指2個(gè)葡萄品種，其中鄞紅是歐美雜交品種，而金手指是歐亞雜交品種，這2個(gè)品種在浙江省寧波市及周邊地區(qū)均屬于主栽品種，占栽培面積的80%，因此，研究鎘脅迫對(duì)這2個(gè)葡萄品種葉片生長相關(guān)生理指標(biāo)的影響，對(duì)于東南沿海地區(qū)葡萄抗逆栽培和安全生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。

1材料與方法

1.1供試土壤和葡萄植株材料

試驗(yàn)在寧波某葡萄種植園進(jìn)行。選用鄞紅（Yinhong）和金手指（Jinshouzhi）2個(gè)品種，均為3年生正常掛果的植株，植株定植于塑料盆（35 cm×30 cm）中，試驗(yàn)期間維持正常土壤肥水管理。

試驗(yàn)所用土壤為黃棕壤，采于該葡萄種植果園的耕作層（0～20 cm），土壤風(fēng)干后過4 mm篩備用。土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.78g/kg，陽離子交換量為10.58 cmol/kg，速效磷為16.8 mg/g，Cd背景值為0.5 mg/kg，pH值為6.8。

1.2試驗(yàn)處理

在風(fēng)干后的土壤加入CdCl₂·2H₂O溶液使其Cd²⁺濃度分別為0（CK）、25、50、100、200 mg/kg，常溫下平衡2個(gè)月，每個(gè)塑料盆裝入15 kg污染的土壤，并加入0.2 kg復(fù)合肥（含N30%、P₂O₅ 16%、K₂O 7%）作為基肥。于2012年12月份挑選樹勢(shì)基本一致的葡萄植株栽人塑料盆，以土壤中加入清水作為對(duì)照。每個(gè)處理重復(fù)4次。

1.3樣品采集

葉片取1年生新稍7～8片成熟葉片。新鮮葉片用于葉面積、葉綠素含量、相對(duì)電導(dǎo)率、MDA含量測(cè)定；葉片取樣后用自來水沖洗干凈，再用去離子水沖洗，殺青、烘干，保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4測(cè)定方法

土壤pH值、有機(jī)碳含量、土壤CEC和土壤速效磷含量的測(cè)定參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》。土壤全鎘用王水一高氯酸消煮、原子吸收分光光度法測(cè)定。植株樣品的消化、Cd含量測(cè)定按照李小紅等的方法測(cè)定。

葉片葉面積測(cè)定：葉面積測(cè)定用葉面積測(cè)定儀（YMJ-D，浙江托普儀器）。葉片葉綠素含量測(cè)定：采用80%丙酮浸提、分光光度法。葉片MDA含量測(cè)定：采用硫代巴比妥酸（TBA）法測(cè)定。葉片相對(duì)電導(dǎo)率測(cè)定：按照蔡沖等的方法測(cè)定。

1.5數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Origin 8.0和DPS軟件進(jìn)行分析，顯著性檢驗(yàn)水平為P<0.05。

2結(jié)果與討論

2.1鎘脅迫對(duì)葡萄不同品種葉片鎘含量的影響

葡萄不同品種葉片的鎘含量存在顯著差異（P<0.05），葉片中鎘含量隨著處理濃度的增加而顯著增加（P<0.05）（圖1），200 mg/kg鎘處理金手指和鄞紅葉片中鎘含量分別是對(duì)照的19.2倍和13.8倍。

2.2鎘脅迫對(duì)葡萄不同品種葉片葉面積的影響

葡萄葉片葉面積是衡量樹相的重要指標(biāo)，葉面積的大小直接關(guān)系到光合產(chǎn)物量。如圖2所示，不同濃度鎘脅迫下葉片葉面積均顯著低于對(duì)照（P<0.05），200 mg/kg鎘脅迫下金手指和鄞紅葉片葉面積分別是對(duì)照的67.8%和74.4%?？梢姡k脅迫下葉片葉面積變化幅度存在品種差異，金手指變化幅度大于鄞紅。

2.3鎘脅迫對(duì)葡萄不同品種葉片葉綠素含量的影響

葉片葉綠體容易受到逆境脅迫的傷害，葉綠素含量的變化能反映鎘脅迫對(duì)葡萄葉片的傷害程度。隨著鎘處理濃度增加，2個(gè)品種葉片葉綠素含量顯著下降（P<0.05），其中金手指下降幅度較大，200 mg/kg鎘處理是對(duì)照的59.5%（圖3）。

2.4鎘脅迫對(duì)葡萄不同品種葉片相對(duì)電導(dǎo)率的影響

由圖4所示，鎘脅迫下不同品種葉片的相對(duì)電導(dǎo)率變化趨勢(shì)相同，隨著鎘濃度增加，葉片相對(duì)電導(dǎo)率呈現(xiàn)顯著升高趨勢(shì)（P<0.05），200 mg/kg鎘脅迫下金手指和鄞紅葉片相對(duì)電導(dǎo)率分別是對(duì)照的1.54和1.25倍?？梢姡k脅迫下葉片相對(duì)電導(dǎo)率變化幅度存在品種差異，金手指變化幅度較大于鄞紅。

2.5鎘脅迫對(duì)葡萄不同品種葉片MDA含量的影響

葉片MDA含量的變化可以反映膜脂過氧化作用強(qiáng)弱和質(zhì)膜受到破壞的程度。不同濃度鎘脅迫下葉片MDA含量均顯著高于對(duì)照（P<0.05），且金手指葉片MDA含量上升幅度較大，200 mg/kg鎘處理是對(duì)照的201%（圖5）。

3結(jié)論

綠色植物葉片主要功能是進(jìn)行光合作用，逆境脅迫對(duì)葉片生長狀況有很大影響。光合色素可以反映環(huán)境脅迫、判斷光合生理強(qiáng)度；葉綠素是主要的光合色素，其含量變化可用以表征逆境脅迫下植物的損害程度。細(xì)胞膜的傷害是逆境脅迫下植物受到的傷害之一，葉片相對(duì)電導(dǎo)率的變化可以衡量植物受到逆境脅迫的傷害程度和細(xì)胞膜的穩(wěn)定性。MDA含量變化可作為植物在逆境下細(xì)胞膜脂過氧化程度的指標(biāo)。本試驗(yàn)結(jié)果表明：氯化鎘顯著抑制葉片葉面積和葉綠素含量增加，隨著處理濃度增強(qiáng)，加劇葉片中鎘含量、相對(duì)電導(dǎo)率、MDA含量增加的變化，對(duì)2個(gè)葡萄品種葉片均有不同程度的傷害。

已有研究表明，植物不同品種的遺傳特性差異決定其對(duì)Cd²⁺吸收存在差異。本試驗(yàn)結(jié)果表明：2個(gè)葡萄品種葉片對(duì)鎘脅迫的敏感性和耐受性存在顯著差異；金手指品種葉片葉面積、葉綠素含量在鎘脅迫下下降幅度較大，葉片相對(duì)電導(dǎo)率、MDA含量在鎘脅迫下增加幅度較大，比鄞紅品種更易受到傷害，對(duì)氯化鎘較敏感；而鄞紅品種葉片生長對(duì)鎘脅迫有更強(qiáng)的耐性，這是否能夠說明歐亞種葡萄對(duì)于鎘污染的影響更為敏感，而歐美雜交種葡萄的鎘污染耐受性更強(qiáng)，需要更深入的研究。