鉛脅迫對不同紅麻品種生長及生物量的影響

安 霞，金關榮，駱霞虹，馬廣瑩，金 亮，史小華，陳常理，李文略，周 媛，潘曉韻，朱關林

(浙江省蕭山棉麻研究所 浙江省農業科學院花卉研究開發中心，浙江 杭州 311202)

紅麻(HibiscuscannabinusL.)屬錦葵科(Malvaceae)木槿屬(Hibiscus)，是重要的韌皮纖維作物。紅麻主要用于紡織，也用于制作紙漿、生物質能源、建材等方面[1-2]。

2010年浙江省政協發布的《關于我省食品藥品安全情況的調研報告》顯示，浙北、浙中和浙東沿海地區土壤重金屬污染嚴重。寧波市郊蔬菜生產基地土壤受重金屬汞、鎘、銅、鉛等污染的比例達70.7%[3-4]。作為地殼中含量最多的重金屬元素鉛(Pb)，被認為是最嚴重的重金屬污染之一[5-6]。Pb可通過食物鏈的富集危及人類的健康且毒害持續時間較長[7-8]。紅麻具備高水平的地上部生物量，而且抗逆能力強，只要從中篩選出耐性較好的品種，就可以應用于土壤修復。我們選擇7個代表性的紅麻品種，進行Pb脅迫處理，從葉片葉綠素相對含量(SPAD值)、生長及生物量角度分析，以期篩選耐Pb的紅麻品種，旨在為利用紅麻對浙江Pb污染土壤的修復提供理論參考。

1 材料和方法

1.1 材料

參試的紅麻品種共7個：常規晚熟品種福紅991、航天誘變育成的品種福紅航992(福建農林大學育成)，雜交品種紅優2號(廣西大學育成)，常規晚熟品種湘紅1號、雜交品種H368(中國農業科學院麻類研究所育成)，航天誘變育成的品種航優1號(浙江省蕭山棉麻研究所)，常規晚熟品種浙8310(浙江省農業科學院作物與核技術利用研究所育成)。

1.2 處理設計

試驗對7個紅麻品種均進行Pb脅迫處理，以清水處理為對照。試驗采用盆栽，盆用基質為田間土壤和蛭石(均無Pb殘留)按重量3∶1混合，并按照重量比加入5 g·kg-1復合肥，每盆最終裝土2.5 kg。

每個品種設6盆，每盆種植2株生長一致的紅麻。待所有紅麻品種進入快速生長期，即株高達到50 cm時，對每品種中的3盆進行Pb脅迫處理。每盆一次性施入按基質重7 g·kg-1的Pb(NO3)2，即每盆施用Pb(NO3)217.5 g，施用方法為先將Pb(NO3)2溶解于1 000 mL水中，而后澆入盆栽的土壤中。對照為用ddH2O澆灌。

1.3 測定項目

在脅迫處理的大部分品種(約85%)出現嚴重的毒害作用時，收獲全部參試材料，對每一品種分別測量SPAD值、株高、莖粗、葉片數、葉片長、葉柄長。收獲時，測量紅麻地上部鮮重、鮮葉重、鮮皮重、鮮麻骨重、鮮根重。

1.4 數據分析

使用SAS進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 對葉片SPAD值的影響

由表1可知，在Pb脅迫處理下，7個紅麻品種葉片SPAD值均下降。說明在Pb脅迫處理下紅麻葉片中的葉綠素合成受到明顯抑制，導致葉片的葉綠素含量大幅降低。Pb脅迫處理對航優1號SPAD值影響最大，H368品種的SPAD值最高。

2.2 對紅麻生長的影響

由表2可知，Pb脅迫處理使7個紅麻品種株高、莖粗、葉片數、葉片長、葉柄長均下降，說明Pb脅迫處理抑制了紅麻的生長。Pb脅迫處理對H368的株高影響最小、株高值最大，對紅優2號的株高影響最大；對福紅航992的莖粗影響最小；對航優1號、湘紅1號的葉片數影響最小，H368的葉片數最多；對福紅991葉片長度影響最小；對福紅航992葉柄長度影響最小。

表1 Pb脅迫處理對紅麻葉片SPAD值的影響

注：同列數據后無相同小寫字母表示其差異達顯著水平。表2～3同。

表2 Pb脅迫處理對紅麻生長的影響

2.3 對紅麻生物量的影響

由表3可知，Pb脅迫處理對H368的地上部鮮重影響最小，其次是浙8310，對紅優2號的影響最大；對福紅航992的鮮葉重影響最小，H368鮮葉重值最大；對航優1號的鮮皮重影響最小，H368鮮皮重值最大；對福紅航992的鮮麻骨重影響最小，H368鮮麻骨值最大；對航優1號鮮根重影響最小，H368鮮根重值最大。

表3 Pb脅迫處理對紅麻生物量的影響

3 小結與討論

紅麻是耐受和富集重金屬效果良好且不進入食物鏈還能產生經濟價值的作物之一。李豐濤等[9]對福建閩中南農田土壤環境做了調查和測定，結果顯示紅麻對重金屬的遷移能力較強，當季對Pb最高累積量為263.4 g·hm-2。Babatunde等[10]將紅麻種植在鉛濃度不同的土壤中，收獲后土壤中殘留的鉛含量明顯低于所加入的鉛含量，說明紅麻富集了污染土壤中的鉛。Salim等[11]將鉛濃度控制在100 mg·kg-1水平，沙壤土栽培紅麻莖和根的干物質的量有顯著提高。陳軍等[12]分析了不同的紅麻品種對Pb的吸收和富集特性，結果表明不同的生長時期和不同的器官對Pb吸收和富集不同。李正文等[13]用不同濃度Pb2+處理紅麻細胞質雄性不育系P3A、恢復系992及雜交種F1材料，結果表明在一定閾值內，紅麻雜交種在重金屬脅迫下的生長表現出比親本較強的耐性。李蘭平等[14]用不同濃度Pb2+處理紅麻細胞質雄性不育系P3A、恢復系992及雜交種F1材料，隨著Pb2+濃度的增大，F1與雙親的發芽率的差值也隨之增大。

眾所周知，隨著我國現代工農業的發展，土壤重金屬污染問題日趨嚴重。植物修復因其成本低、安全、環保、綠色，且不會造成二次污染而受到青睞。目前應用比較多的修復植物為東南景天、伴礦景天、毛竹等，但是大多數富集重金屬效率高的植物都存在生物量偏小或生長緩慢的缺陷。紅麻本身有巨大的生物量優勢，不僅為大氣輸送潔凈的氧氣，而且能帶走土壤中的重金屬，同時創造了較高的經濟價值。本試驗使用7個代表性的紅麻品種，以重金屬鉛(Pb)脅迫處理，從SPAD值、生長及生物量角度綜合分析，H368品種相對于其他品種能保持較高的SPAD值及生物量，表明其對Pb有較好的耐性。這為進一步研究紅麻響應Pb脅迫的防御機理，以及篩選對Pb脅迫抗性較強的紅麻品種提供參考。

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