鎘脅迫對不同品種葡萄葉片生長的影響

張望舒　蔡沖　周瑛華　吳夢依　沈如峰　胡哲佳

摘要：選用鄞紅和金手指2個葡萄品種，通過盆栽試驗，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、相對電導率和丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量的變化。結果表明：隨著鎘處理濃度的增加，葉片中鎘含量、相對電導率、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個葡萄品種葉片對鎘脅迫的敏感性和耐受性存在顯著差異，金手指葡萄對于土壤鎘污染更為敏感。

關鍵詞：葡萄；氯化鎘；生長；品種；葉片

中圖分類號：S663.104 文獻標志碼：A 文章編號：1002—1302（2016）01—0171—02

重金屬污染土壤問題日益成為環境的重大威脅，其污染面積和程度呈上升趨勢，給我國農業生產安全和人民健康帶來了嚴重的風險和危害。鎘（cadmium，cd）是我國農田土壤污染較為嚴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，在環境系統中遷移極為活躍，易被植物吸收，已被聯合國環境規劃署、世界衛生組織和美國農業委員會等列為優先關注污染物之一。Cd通過“土壤—植物（動物）—人類”的食物鏈進入人體，從而引發人類的一系列疾病。葡萄為我國普遍栽培水果，品種眾多；鎘過多可對植物造成嚴重損害，葉片出現失綠、萎黃、干枯、脫落等現象，植物衰老加快，甚至死亡；葡萄根系對鎘的生理反應存在品種差異；鎘脅迫下不同砧穗組合葡萄植株果實品質也存在差異。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鎘污染的生長情況。本試驗選用鄞紅（甬優1號）和金手指2個葡萄品種，其中鄞紅是歐美雜交品種，而金手指是歐亞雜交品種，這2個品種在浙江省寧波市及周邊地區均屬于主栽品種，占栽培面積的80%，因此，研究鎘脅迫對這2個葡萄品種葉片生長相關生理指標的影響，對于東南沿海地區葡萄抗逆栽培和安全生產具有重要的指導意義。

1材料與方法

1.1供試土壤和葡萄植株材料

試驗在寧波某葡萄種植園進行。選用鄞紅（Yinhong）和金手指（Jinshouzhi）2個品種，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，試驗期間維持正常土壤肥水管理。

試驗所用土壤為黃棕壤，采于該葡萄種植果園的耕作層（0～20 cm），土壤風干后過4 mm篩備用。土壤有機碳質量分數為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試驗處理

在風干后的土壤加入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個月，每個塑料盆裝入15 kg污染的土壤，并加入0.2 kg復合肥（含N30%、P₂O₅ 16%、K₂O 7%）作為基肥。于2012年12月份挑選樹勢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照。每個處理重復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、相對電導率、MDA含量測定；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，保存備用。

1.4測定方法

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

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

1.5數據處理

數據采用Origin 8.0和DPS軟件進行分析，顯著性檢驗水平為P<0.05。

2結果與討論

2.1鎘脅迫對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照的19.2倍和13.8倍。

2.2鎘脅迫對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，葉面積的大小直接關系到光合產物量。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照的67.8%和74.4%。可見，鎘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葡萄葉片的傷害程度。隨著鎘處理濃度增加，2個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鎘處理是對照的59.5%（圖3）。

2.4鎘脅迫對葡萄不同品種葉片相對電導率的影響

由圖4所示，鎘脅迫下不同品種葉片的相對電導率變化趨勢相同，隨著鎘濃度增加，葉片相對電導率呈現顯著升高趨勢（P<0.05），200 mg/kg鎘脅迫下金手指和鄞紅葉片相對電導率分別是對照的1.54和1.25倍。可見，鎘脅迫下葉片相對電導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弱和質膜受到破壞的程度。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鎘處理是對照的201%（圖5）。

3結論

綠色植物葉片主要功能是進行光合作用，逆境脅迫對葉片生長狀況有很大影響。光合色素可以反映環境脅迫、判斷光合生理強度；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。細胞膜的傷害是逆境脅迫下植物受到的傷害之一，葉片相對電導率的變化可以衡量植物受到逆境脅迫的傷害程度和細胞膜的穩定性。MDA含量變化可作為植物在逆境下細胞膜脂過氧化程度的指標。本試驗結果表明：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，加劇葉片中鎘含量、相對電導率、MDA含量增加的變化，對2個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Cd²⁺吸收存在差異。本試驗結果表明：2個葡萄品種葉片對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，葉片相對電導率、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，對氯化鎘較敏感；而鄞紅品種葉片生長對鎘脅迫有更強的耐性，這是否能夠說明歐亞種葡萄對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，需要更深入的研究。