混種鳳仙花嫁接后代對(duì)葡萄幼苗生長(zhǎng)及鎘積累的影響.pdf

144 中國土壤與肥料 2020 3 doi 10 11838 sfsc 1673 6257 19216 混種鳳仙花嫁接后代對(duì)葡萄幼苗生長(zhǎng)及鎘積累的影響 黃 艷 1 黃科文 2 廖明安 2 林立金 1 王 進(jìn) 1 呂秀蘭 1 1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)果蔬研究所 四川 成都 611130 2 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院 四川 成都 611130 摘 要 采用盆栽試驗(yàn) 以鳳仙花未嫁接 同株嫁接 異株同苗嫁接 異株異苗嫁接后代與葡萄幼苗混種 研究 在鎘脅迫下混種鳳仙花嫁接后代對(duì)葡萄幼苗生長(zhǎng)及鎘積累的影響 結(jié)果表明 與葡萄幼苗單種相比 混種鳳仙花 嫁接后代提高了葡萄幼苗的生物量 光合色素含量 抗氧化酶活性 可溶性蛋白及可溶性糖含量 并顯著降低了 葡萄幼苗根系及地上部分的鎘含量 混種鳳仙花嫁接后代顯著增加了土壤pH值并降低土壤的有效態(tài)鎘含量 其 中 混種異株異苗株鳳仙花嫁接后代促進(jìn)葡萄幼苗生長(zhǎng)和降低土壤鎘積累的效果最好 與葡萄單種相比 混種異 株異苗株鳳仙花嫁接后代葡萄幼苗根系和地上部分的生物量分別增加了47 25 和23 16 葡萄幼苗根系及地上 部分的鎘含量顯著低于葡萄單種和其它嫁接處理 土壤的有效態(tài)鎘含量較葡萄單種降低了10 02 本研究中葡萄 幼苗混種的鳳仙花嫁接后代均可應(yīng)用于葡萄園鎘污染土壤的修復(fù) 且最佳材料是鳳仙花異株異苗嫁接后代 關(guān)鍵詞 混種 鳳仙花嫁接后代 葡萄幼苗 鎘 近年來 重金屬污染土壤的問題對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的 威脅越來越大 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 1 鎘是我國農(nóng)田土壤污染較為嚴(yán)重且普遍的 主要重金屬元素 因其不能在生物體內(nèi)降解而成為 一種極具毒性的重金屬元素 2 葡萄是世界上重要 的栽培果樹之一 也是最古老 最早栽培的果樹之 一 其果實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富 味道鮮美 深受人們喜愛 土壤中鎘含量過多將會(huì)影響葡萄的生長(zhǎng) 已有研究 表明 我國部分地區(qū)葡萄園土壤中的鎘含量已超過 綠色食品產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或鎘污染已達(dá)到輕 度污染等級(jí) 對(duì)葡萄果品安全造成嚴(yán)重危害 3 5 因此 研究葡萄園土壤的鎘污染修復(fù) 保證葡萄果 品的安全 綠色和可持續(xù)生產(chǎn)十分重要 在農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)上 間作套種或混作可通過根系和地上結(jié)構(gòu)的互 利互補(bǔ)促進(jìn)作物對(duì)養(yǎng)分 水 光等資源的利用 使 產(chǎn)量增加 6 前人研究表明 7 8 白三葉混種德國 鳶尾能夠用于鉛污染土壤的修復(fù) 白車軸草混種紫 花地丁能較好修復(fù)鎘污染 在土壤鎘污染條件下 鬼針草屬植物與葡萄幼苗混種可降低葡萄幼苗的鎘 含量 9 嫁接繁殖是廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)上的果樹 蔬菜等 經(jīng)濟(jì)作物的繁育方法 有研究結(jié)果表明 嫁接導(dǎo)致 的生物脅迫可以通過誘導(dǎo)植物的生理變異來提高植 物的抗性 10 嫁接還可以引起植物 DNA 甲基化 并將這種變異遺傳給后代 11 自根苗嫁接可促進(jìn) 硫華菊及鳳仙花后代的生長(zhǎng) 12 在鎘污染條件下 嫁接可以提高少花龍葵和薺菜后代的生物量 13 14 提高鎘超富集植物少花龍葵地上部鎘積累量和鎘富 集植物薺菜后代植株的鎘積累量 15 說明嫁接可 以提高鎘超富集或鎘富集植物后代的重金屬積累能 力 鳳仙花是一種鎘富集型花卉植物 對(duì)鎘污染土 壤的修復(fù)能力較弱 16 研究表明 采用自根苗嫁 接能夠促進(jìn)鎘污染條件下鳳仙花后代的生長(zhǎng) 提高 其對(duì)鎘的吸收與積累 從而提高了其對(duì)鎘污染土壤 的修復(fù)能力 17 因鳳仙花嫁接后代對(duì)鎘的吸收有 明顯的促進(jìn)作用 因此 本研究通過將鳳仙花進(jìn)行 未嫁接 同株嫁接 異株同苗嫁接 異株異苗嫁接 處理 用不同處理的鳳仙花嫁接后代與葡萄幼苗進(jìn) 行混種 旨在探究鳳仙花嫁接后代與葡萄混種對(duì)葡 萄幼苗生長(zhǎng)和鎘積累的影響 以期篩選出能顯著降 低葡萄幼苗鎘含量的鳳仙花嫁接后代 為葡萄園鎘 污染修復(fù)提供參考 收稿日期 2019 05 20 錄用日期 2019 06 07 基金項(xiàng)目 四川省科技廳應(yīng)用基礎(chǔ)項(xiàng)目 2018JY0374 四川省 重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目 2018NZ0147 四川省科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)項(xiàng)目 2019JDPT0009 國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系四川創(chuàng)新團(tuán)隊(duì) 專項(xiàng) 作者簡(jiǎn)介 黃艷 1994 女 四川資中人 博士研究生 主要從 事果樹生理生態(tài)及栽培研究 E mail 275477909 通訊作者 呂秀蘭 E mail xllvjj 145 中國土壤與肥料 2020 3 1 材料與方法 1 1 供試材料與土壤 供試鳳仙花種子采自四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū) 東經(jīng) 103 50 北緯 30 42 周圍農(nóng)田 供試葡 萄為 夏黑 的扦插苗 來自四川農(nóng)業(yè)大學(xué)崇州基 地 供試土壤取自四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)周邊農(nóng) 田 其基本理化特性為 pH 值7 06 全氮1 48 g kg 全磷0 78 g kg 全鉀17 82 g kg 堿解氮 94 65 mg kg 有效磷 6 28 mg kg 速效鉀 149 52 mg kg 其中供試土壤背景有效鎘含量未檢出 1 2 試驗(yàn)方法 1 2 1 鳳仙花嫁接處理 2017 年4月將取自同一株鳳仙花的種子進(jìn)行播 種和育苗 待植株長(zhǎng)到一定高度時(shí)進(jìn)行嫁接處理 17 嫁接處理方式如下 1 不嫁接處理 CK 鳳 仙花幼苗移栽種植 收集種子保存 2 同株嫁 接 SG 選用一株約10 cm 高的鳳仙花 以苗上 部 約 4 cm 作接穗 苗下部莖段 約6 cm 作 砧木進(jìn)行嫁接 并保留砧木葉片 3 異株同苗嫁 接 UG 選用2株株高約10 cm 的鳳仙花 將一 株取苗上部 約 4 cm 作接穗 另一株苗下部莖 段 約6 cm 作砧木進(jìn)行嫁接 并保留砧木葉片 4 異 株 異 苗 嫁 接 DG 選用 2 株株高分別約 5和 10 cm 的鳳仙花 將株高 10 cm 的鳳仙花下部 莖段 約 6 cm 作砧木 株高 5 cm 的鳳仙花取上 部苗 約 4 cm 作接穗進(jìn)行嫁接 均采用劈接法嫁接 用寬約 1 cm 長(zhǎng) 20 cm 的 塑料帶進(jìn)行綁縛 使砧木與接穗的結(jié)合部分牢牢地 貼在一起 并種植在營(yíng)養(yǎng)土中 嫁接成活后 將鳳 仙花全部移植到無重金屬污染的濕潤(rùn)土壤中 待鳳 仙花開花時(shí) 采用硫酸紙袋進(jìn)行套袋隔離 種子成 熟后 分別收集種子保存待用 1 2 2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 2018年2月 將風(fēng)干后的供試土壤過5 mm 篩 用15 cm 18 cm 直徑 高 塑料盆每盆裝 入3 0 kg 以CdCl 2 2 5H 2 O 分析純形式加入重金 屬鎘并混勻 使土壤鎘濃度為5 mg kg 保持土壤 濕潤(rùn) 保持土壤田間持水量的80 自然放置平衡 4 周 不定期翻土混合 保證土壤充分混合均勻 2018 年 4月 將不同嫁接處理的鳳仙花后代種子 進(jìn)行分別育苗 2018 年5月挑選生長(zhǎng)基本一致的 夏黑 葡萄當(dāng)年扦插幼苗 新梢長(zhǎng)約 10 cm 及鳳 仙花嫁接后代 2 對(duì)真葉展開 栽入塑料盆中 葡 萄單種每盆 3 株 葡萄與鳳仙花嫁接后代混種為每 盆葡萄 2 株 鳳仙花嫁接后代 2 株 每個(gè)處理重復(fù) 3 次 盆與盆之間的距離為 15 cm 完全隨機(jī)擺放 保證其在自然狀況下生長(zhǎng) 根據(jù)盆中土壤缺水情 況 不定期澆水 水中未檢出鎘 使土壤保持濕 潤(rùn) 為防止污染物淋溶滲漏損失 在盆下放置塑料 托盤并將滲漏液倒回盆中 在整個(gè)生長(zhǎng)過程中不定 期的交換盆與盆的位置以減弱邊際效應(yīng)的影響 并 及時(shí)去除雜草 防治病蟲害 1 3 項(xiàng)目測(cè)定 2018 年 6 月 采集葡萄幼苗其從上往下的第 3 或第4片功能葉 測(cè)定葉片的光合色素 葉綠素 a 葉綠素b 和類胡蘿卜素 含量及抗氧化酶 SOD CAT 活性 光合色素含量采用紫外分光光度法進(jìn) 行測(cè)定 18 SOD 活性采用氮藍(lán)四唑法進(jìn)行測(cè)定 18 CAT活性采用高錳酸鉀滴定法進(jìn)行測(cè)定 18 之后 將葡萄和鳳仙花嫁接后代整株收獲 土壤分開存 放 將葡萄植株分成根 莖 葉 3 部分 將鳳仙花 嫁接后代植株分為根系和地上部?jī)刹糠?分別用 自來水洗凈 再用去離子水沖洗 3 次后 于110 殺青 15 min 80 烘干至恒重 稱重 然后粉碎 過0 149 mm篩 植物樣品由硝酸和高氯酸 體 積比為4 1 消化后用 iCAP 6300 型 ICP 光譜儀 Thermo Scientific USA 測(cè)定鎘含量 19 土壤自 然風(fēng)干后過 1 mm篩 土壤 pH 值采用土水比 1 2 5 進(jìn)行測(cè)定 土壤有效態(tài)鎘含量由 DTPA TEA 提取 并ICP MS 分析測(cè)定 20 轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù) 地上部鎘含 量 根系鎘含量 21 1 4 數(shù)據(jù)分析 采用SPSS 22 0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 采用Duncan 新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較 分析差異 顯著性 2 結(jié)果與分析 2 1 混種鳳仙花嫁接后代對(duì)葡萄幼苗生物量的影響 由表1可知 混種異株異苗株鳳仙花嫁接后代 與混種鳳仙花未嫁接后代和葡萄單種相比 均顯著 提高了葡萄幼苗根系和地上部分的生物量 葡萄幼 苗根系的生物量按照由大到小的順序排列依次為單 種 混種鳳仙花同株嫁接后代 混種鳳仙花異株同 苗株嫁接后代 混種鳳仙花未嫁接后代 混種鳳 仙花同株嫁接后代 混種鳳仙花異株異苗株嫁接后 146 中國土壤與肥料 2020 3 代 葡萄幼苗地上部分的生物量按照由大到小的順 序排列依次為混種鳳仙花未嫁接后代 單種 混 種鳳仙花同株嫁接后代 混種鳳仙花異株同苗株嫁 接后代 混種鳳仙花異株異苗株嫁接后代 與葡萄 單種相比 混種異株異苗株鳳仙花嫁接后代葡萄幼 苗根系和地上部分的生物量分別增加了47 25 和 23 16 另外 混種鳳仙花異株異苗株嫁接后代葡 萄幼苗的根冠比也最高 表 1 混種鳳仙花嫁接后代對(duì)葡萄幼苗生物量的影響 處理 根系 g 株 莖稈 g 株 葉片 g 株 地上部分 g 株 根冠比 葡萄單種 GS 1 44 0 61c 2 17 0 19b 4 73 0 30b 6 90 0 23b 0 209 葡萄 混種鳳仙花CK 1 65 0 50b 2 14 0 14b 3 75 0 75c 5 89 0 45c 0 280 葡萄 混種鳳仙花SG 1 48 0 40c 2 76 0 30a 4 51 0 50b 7 27 0 42a 0 204 葡萄 混種鳳仙花UG 1 60 0 30b 2 72 0 20a 5 16 0 20a 7 88 0 20a 0 203 葡萄 混種鳳仙花DG 2 73 0 70a 2 66 0 22a 6 32 0 32a 8 98 0 27a 0 304 注 同列不同小寫字母表示差異顯著 P 0 05 下同 2 2 混種鳳仙花嫁接后代對(duì)葡萄幼苗光合色素的 影響 由表2可知 在鎘脅迫條件下 混種鳳仙花嫁 接后代與葡萄單種相比 不同程度地增加了葡萄幼 苗的光合色素 混種鳳仙花異株異苗株嫁接后代的 葡萄幼苗葉片葉綠素a含量 葉綠素b含量和類胡 蘿卜素含量均顯著高于葡萄單種 與鳳仙花嫁接后 代混種的葡萄幼苗葉片葉綠素總量由大到小的順序 排列依次為單種 混種鳳仙花未嫁接后代 混種鳳 仙花異株同苗株嫁接后代 混種鳳仙花同株嫁接后 代 混種鳳仙花異株異苗株嫁接后代 類胡蘿卜素 含量由大到小的順序排列依次為單種 混種鳳仙花 未嫁接后代 混種鳳仙花同株嫁接后代 混種鳳 仙花異株同苗株嫁接后代 混種鳳仙花異株異苗株 嫁接后代 混種異株異苗株鳳仙花嫁接后代葡萄幼 苗的葉綠素a含量 葉綠素b含量和類胡蘿卜素含 量與葡萄單種相比分別增加了20 48 26 68 和 14 12 表 2 混種鳳仙花嫁接后代對(duì)葡萄幼苗光合色素的影響 mg g 處理 葉綠素a 葉綠素b 葉綠素總量 類胡蘿卜素 葡萄單種 GS 0 889 0 009c 0 305 0 003c 1 194 0 008d 0 219 0 006b 葡萄 混種鳳仙花CK 0 937 0 012c 0 356 0 002bc 1 293 0 039cd 0 220 0 012b 葡萄 混種鳳仙花SG 1 053 0 002b 0 375 0 002ab 1 428 0 004ab 0 249 0 002ab 葡萄 混種鳳仙花UG 1 048 0 003b 0 347 0 027bc 1 395 0 003bc 0 250 0 004ab 葡萄 混種鳳仙花DG 1 118 0 027a 0 416 0 008a 1 533 0 036a 0 255 0 002a 2 3 混種鳳仙花嫁接后代對(duì)葡萄幼苗抗氧化酶活 性 可溶性糖和可溶性蛋白的影響 在土壤鎘脅迫條件下 混種鳳仙花嫁接后代 可顯著提高葡萄幼苗抗氧化酶 SOD CAT 活 性 由表3可知 混種鳳仙花嫁接后代葡萄幼苗的 SOD 和CAT活性均顯著高于葡萄單種 葡萄幼苗 的SOD 和CAT活性表現(xiàn)為單種 混種鳳仙花未嫁 接后代 混種鳳仙花同株嫁接后代 混種鳳仙花異 株同苗株嫁接后代 混種鳳仙花異株異苗株嫁接后 代 葡萄幼苗的SOD 活性較葡萄單種分別提高了 11 31 17 51 28 15 和32 35 CAT活性較 葡萄單種分別提高了10 05 25 98 26 85 和 38 16 混種鳳仙花嫁接后代葡萄幼苗可溶性糖含量與 葡萄單種相比均顯著增加 其中混種鳳仙花異株異 苗株嫁接后代葡萄幼苗的可溶性糖含量最高 較葡 萄單種增加了44 14 混種鳳仙花同株嫁接后代 和混種鳳仙花異株異苗株嫁接后代葡萄幼苗可溶性 蛋白含量與葡萄單種相比均顯著增加 較葡萄單種 分別增加了29 90 和31 48 147 中國土壤與肥料 2020 3 表 3 混種鳳仙花嫁接后代對(duì)葡萄幼苗抗氧化酶活性 可溶性糖和可溶性蛋白的影響 處理 超氧化物歧化酶活性 U g 過氧化氫酶活性 U g 可溶性蛋白含量 mg g 可溶性糖含量 mg g 葡萄單種 GS 175 05 4 77e 1 88 0 04d 6 656 0 029c 0 062 0 005d 葡萄 混種鳳仙花CK 197 38 1 26d 2 09 0 02c 8 124 0 202b 0 083 0 004b 葡萄 混種鳳仙花SG 212 22 2 19c 2 54 0 02b 9 495 0 130a 0 070 0 002c 葡萄 混種鳳仙花UG 243 64 0 96b 2 57 0 02b 6 676 0 142c 0 072 0 003c 葡萄 混種鳳仙花DG 258 76 0 86a 3 04 0 02a 9 715 0 043a 0 111 0 006a 種鳳仙花嫁接后代葡萄幼苗根系的鎘含量與葡萄 單種相比分別降低了15 18 17 13 56 67 和 83 53 混種鳳仙花異株異苗株嫁接后代的葡萄幼 苗地上部分的鎘含量最低 就轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)而言 混種 鳳仙花嫁接后代均降低了葡萄幼苗的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù) 其 中混種鳳仙花異株異苗株嫁接后代葡萄幼苗的轉(zhuǎn)運(yùn) 系數(shù)最低 2 4 混種鳳仙花嫁接后代對(duì)葡萄幼苗鎘含量的影響 由表4可知 與鳳仙花嫁接后代混種的葡萄 幼苗根系和地上部分的鎘含量均顯著低于葡萄單 種 葡萄幼苗的根系和地上部分的鎘含量均表現(xiàn)為 單種 混種鳳仙花未嫁接后代 混種鳳仙花同株嫁 接后代 混種鳳仙花異株同苗株嫁接后代 混種鳳 仙花異株異苗株嫁接后代 按鎘含量由高到低 混 表 4 混種鳳仙花嫁接后代對(duì)葡萄幼苗鎘含量的影響 處理 根系 mg kg 莖稈 mg kg 葉片 mg kg 地上部分 mg kg 轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù) 葡萄單種 GS 40 89 9 46a 0 466 0 012a 0 413 0 006a 0 443 0 010a 0 011 葡萄 混種鳳仙花CK 35 50 5 35b 0 472 0 003a 0 400 0 012a 0 363 0 002b 0 010 葡萄 混種鳳仙花SG 34 79 8 42b 0 423 0 013b 0 399 0 002a 0 325 0 001b 0 009 葡萄 混種鳳仙花UG 26 10 4 69c 0 356 0 002c 0 341 0 003b 0 272 0 003b 0 010 葡萄 混種鳳仙花DG 22 28 3 78c 0 111 0 003c 0 037 0 015b 0 071 0 014c 0 003 2 5 與葡萄混種的鳳仙花嫁接后代生物量及鎘積累 由表5可知 在土壤鎘脅迫條件下 混種葡 萄幼苗會(huì)不同程度地影響鳳仙花嫁接后代的生物 量 鎘含量和鎘積累量 與葡萄混種的鳳仙花嫁接 后代根系和地上部分的生物量均顯著大于未嫁接后 代 同株嫁接后代和異株同苗株嫁接后代根系和地 上部分的鎘含量顯著低于未嫁接后代 就鎘積累量 而言 與葡萄混種的鳳仙花嫁接后代根系和地上部 分的鎘積累量均顯著大于未嫁接后代 其中異株異 苗株嫁接后代根系和地上部分的鎘積累量達(dá)到最大 值 分別為30 31和171 10 g 較未嫁接后代分別 增加46 45 和44 06 表 5 與葡萄混種的鳳仙花嫁接后代生物量及鎘積累 處理 生物量 鎘含量 鎘積累量 根 g 株 地上部分 g 株 根 mg kg 地上部分 mg kg 根 g 株 地上部分 g 株 葡萄 混種鳳仙花CK 1 24 0 14c 7 53 0 40c 13 05 0 20a 12 71 1 53a 16 23 1 74c 95 71 2 76c 葡萄 混種鳳仙花SG 1 71 0 02b 11 60 0 40b 12 75 0 24b 11 70 1 26b 21 80 1 18b 135 70 5 62b 葡萄 混種鳳仙花UG 2 08 0 10a 12 80 0 21b 11 35 0 15c 10 87 0 59c 23 06 1 64b 139 15 3 25b 葡萄 混種鳳仙花DG 2 27 0 10a 14 08 0 40a 13 36 0 06a 12 15 0 48ab 30 31 2 14a 171 10 1 35a 2 6 混種后土壤 pH 值及有效態(tài)鎘含量 由圖1可知 在鎘脅迫條件下 葡萄幼苗混種 鳳仙花嫁接后代土壤中的pH 值較葡萄單種顯著增 加 具體表現(xiàn)為單種 未嫁接后代 同株嫁接后代 異株同苗株嫁接后代 異株異苗株嫁接后代 由 圖2可知 葡萄幼苗混種鳳仙花嫁接后代土壤中的 148 中國土壤與肥料 2020 3 有效態(tài)鎘含量較葡萄單種顯著降低 具體表現(xiàn)為單 種 未嫁接后代 同株嫁接后代 異株同苗株嫁接 后代 異株異苗株嫁接后代 7 0 圖 1 混種對(duì)土壤 pH 值的影響 4 0 圖 2 混種對(duì)土壤有效態(tài)鎘含量的影響 3 討論 植物間混種可通過根際對(duì)話影響植物的生長(zhǎng) 在重金屬污染條件下 植物分泌的低分子量有機(jī)酸 通過形成可溶性絡(luò)合物而增加重金屬元素在根際土 壤的移動(dòng)性 22 另外根系分泌物可改變重金屬的 生物有效性和毒性 并在植物吸收重金屬的過程中 發(fā)揮重要作用 23 混種還可以通過增強(qiáng)植物與植 物 植物與環(huán)境間的相互作用來提高植物對(duì)外界脅 迫的抗逆性 從而提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)與產(chǎn)量 24 25 孫國超等 26 研究發(fā)現(xiàn)樹番茄幼苗混種繁縷可有效 降低鎘污染土壤上樹番茄幼苗的鎘積累 同時(shí)達(dá)到 修復(fù)鎘污染土壤的效果 練華山等 27 研究表明混 種牛膝菊嫁接后代能夠促進(jìn)樹番茄幼苗的生長(zhǎng) 并 降低樹番茄的鎘含量 本研究結(jié)果與上述結(jié)果相 似 研究發(fā)現(xiàn)鳳仙花嫁接后代和葡萄幼苗混種能夠 提高葡萄幼苗生物量 顯著降低葡萄幼苗根及地上 部分的鎘含量 光合作用是植物最重要的生理反應(yīng)之一 其光 合色素含量水平高低直接反映了光合能力的強(qiáng)弱 本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)在土壤鎘脅迫條件下 混種鳳仙花 嫁接后代與葡萄單種相比 不同程度地增加了葡萄 幼苗的光合色素 混種鳳仙花異株異苗株嫁接后代 的葡萄幼苗葉片葉綠素a含量 葉綠素b含量和類 胡蘿卜素含量均顯著高于葡萄單種 這和前人研究 結(jié)果一致 28 Michael等 29 認(rèn)為植物細(xì)胞中可溶性蛋白可與 重金屬離子結(jié)合形成金屬結(jié)合蛋白 從而降低植物 細(xì)胞中游離態(tài)重金屬離子的含量 以減輕重金屬離 子對(duì)植物細(xì)胞的傷害 糖是參與調(diào)節(jié)滲透脅迫的小 分子物質(zhì) 在植物對(duì)重金屬的適應(yīng)性調(diào)節(jié)中 是增 加滲透性溶質(zhì)的重要組成部分 韓淑梅等 30 研究 表明在土壤鎘脅迫條件下 植物通過一系列生理生 化反應(yīng)形成了一定耐性機(jī)制 通過增加脯氨酸 可 溶性糖和可溶性蛋白為鎘耐性相關(guān)蛋白的合成提供 物質(zhì)基礎(chǔ) 增強(qiáng)了植物耐受重金屬的能力 植物還 可通過提高體內(nèi)抗氧化酶的活性 及時(shí)清除過量的 活性氧自由基 減緩鎘脅迫的毒害作用 31 本試 驗(yàn)研究結(jié)果表明 葡萄幼苗混種鳳仙花嫁接后代提 高了抗氧化酶活性 可溶性蛋白及可溶性糖含量 這與前人的研究結(jié)果一致 9 研究表明 重金屬脅迫會(huì)促進(jìn)植物根系分泌物 的釋放 可通過改變根際pH值等理化性質(zhì)間接地 影響重金屬在土壤中的有效性 32 土壤pH值是 決定重金屬形態(tài)及分布的直接因素 33 本試驗(yàn)研 究發(fā)現(xiàn)鳳仙花嫁接后代和葡萄幼苗混種顯著增加了 土壤pH值 并降低了土壤的有效態(tài)鎘含量 這可 能是鳳仙花嫁接后代和葡萄幼苗混種產(chǎn)生了根際 對(duì)話 改變了根際土壤環(huán)境 提高了土壤養(yǎng)分有 效性 從而促進(jìn)了鳳仙花嫁接后代對(duì)重金屬鎘的 吸收 4 結(jié)論 在鎘脅迫條件下 葡萄幼苗混種鳳仙花嫁接后 代可提高葡萄幼苗生物量 光合色素含量 抗氧化 酶活性 可溶性蛋白及可溶性糖含量 并顯著降低 葡萄幼苗根及地上部分的鎘含量 增加土壤pH值 降低土壤的有效態(tài)鎘含量 其中 葡萄幼苗與鳳仙 花異株異苗株嫁接后代混種效果最佳 使葡萄幼苗 149 中國土壤與肥料 2020 3 的生物量及鳳仙花嫁接后代的鎘積累量均達(dá)到最大 值 且葡萄幼苗地上部分的鎘含量顯著低于其他處 理 因此 本研究的鳳仙花嫁接后代均可應(yīng)用于葡 萄園鎘污染土壤的修復(fù) 且最佳材料是鳳仙花異株 異苗株嫁接后代 參考文獻(xiàn) 1 張望舒 蔡沖 周瑛華 等 鎘脅迫對(duì)不同品種葡萄葉片生 長(zhǎng)的影響 J 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2016 1 171 173 2 Nouri M Haddioui A Human and animal health risk assessment of metal contamination in soil and plants from Ait Ammar abandoned iron mine Morocco J Environmental Monitoring and Assessment 2016 188 6 1 12 3 劉子龍 魯建江 張廣軍 石河子葡萄主產(chǎn)區(qū)土壤重金屬含 量分析及污染評(píng)價(jià) J 西北林學(xué)院學(xué)報(bào) 2010 25 4 14 18 4 蘇亞勛 王素君 趙立偉 等 天津市郊區(qū)果園土壤重金屬 鎘污染狀況調(diào)查試驗(yàn)研究 J 天津農(nóng)業(yè)科學(xué) 2016 22 6 20 22 27 5 湯民 張進(jìn)忠 張丹 等 果園土壤重金屬污染調(diào)查與評(píng) 價(jià) 以重慶市金果園為例 J 中國農(nóng)學(xué)通報(bào) 2011 27 14 244 249 6 董艷 董坤 間套混種控病增產(chǎn)機(jī)制研究進(jìn)展 J 土壤通 報(bào) 2012 43 1 236 242 7 朱紅霞 賈艷蕾 景華宇 等 混種3種觀賞植物對(duì)白三 葉鉛積累的影響 J 水土保持學(xué)報(bào) 2018 1 291 296 8 朱紅霞 混種雛菊和紫花地丁對(duì)白車軸草鎘積累的影響 J 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào) 2018 22 127 134 9 黃佳 璟 林立金 陳發(fā)波 等 混種鬼針草屬植物對(duì)葡萄 幼苗生長(zhǎng)及鎘積累的影響 J 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2018 4 481 487 10 張自坤 劉世琦 劉素慧 等 嫁接對(duì)銅脅迫下黃瓜幼苗 根系多胺代謝的影響 J 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào) 2010 21 8 2051 2056 11 Wu R Wang X Lin Y et al Inter species grafting caused extensive and heritable alterations of DNA methylation in Solanaceae plants J Plos One 2013 8 4 e61995 12 王占鋒 黃科文 練華山 等 嫁接對(duì)硫華菊及鳳仙花后代 生長(zhǎng)的影響 J 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2018 46 11 112 115 13 林立金 羅麗 張瀟 等 油菜砧木對(duì)薺菜嫁接后代鎘積累 的影響 J 華北農(nóng)學(xué)報(bào) 2015 30 1 207 212 14 Wang J Lin L Liu L et al Interspecies rootstocks affect cadmium accumulation in postgrafting generation plants of potential cadmium hyperaccumulator Solanum photeinocarpum J Environmental Toxicology and Chemistry 2016 35 11 2845 2850 15 Lin L Yang D Wang X et al Effects of grafting on the cadmium accumulation characteristics of the potential Cd hyper accumulator Solanum photeinocarpum J Environmental Monitoring and Assessment 2016 188 2 82 16 陳杰 幾種積累鎘花卉篩選及其修復(fù)污染土壤潛力研究 D 西安 西安科技大學(xué) 2011 17 王占鋒 黃科文 練華山 等 鳳仙花嫁接后代的鎘積累特 性 J 北方園藝 2018 7 66 71 18 熊慶娥 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教程 M 成都 四川科學(xué)技術(shù) 出版社 2003 19 鮑士旦 土壤農(nóng)化分析 M 北京 中國農(nóng)業(yè)出版社 2000 380 383 20 Tessier A Campbell P G C Bisson M Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals J Analytical Chemistry 1979 51 7 844 851 21 Rastmanesh F Moore F Keshavarzi B Speciation and phytoavailability of heavy metals in contaminated soils in Sarcheshmeh area Kerman Province Iran J Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology 2010 85 5 515 519 22 楊仁斌 曾清如 周細(xì)紅 植物根系分泌物對(duì)鉛鋅尾礦污染 土壤中重金屬的活化效應(yīng) J 農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù) 2000 19 3 152 155 23 孫瑞蓮 周啟星 高等植物重金屬耐性與超積累特性及其 分子機(jī)理研究 J 植物生態(tài)學(xué)報(bào) 2005 29 3 497 504 24 劉一鳴 楊智仙 董艷 對(duì)羥基苯甲酸脅迫下間作對(duì)蠶豆 枯萎病發(fā)生和根系抗氧化酶活性的影響 J 核農(nóng)學(xué)報(bào) 2017 5 987 995 25 張緒成 王紅麗 于顯楓 等 半干旱區(qū)全膜覆蓋壟溝間作 種植馬鈴薯和豆科作物的水熱及產(chǎn)量效應(yīng) J 中國農(nóng)業(yè)科 學(xué) 2016 49 3 468 481 26 孫國超 李紅艷 廖明安 等 混種石竹科富集植物對(duì)樹 番茄幼苗鎘積累的影響 J 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué) 2019 2 13 17 27 練華山 廖明安 林立金 混種牛膝菊嫁接后代對(duì)樹番茄幼 苗鎘積累的影響 J 北方園藝 2019 7 94 101 28 湯福義 林立金 楊代宇 等 少花龍葵種間嫁接后代對(duì)小 白菜生長(zhǎng)及鎘積累的影響 J 土壤通報(bào) 2016 47 1 207 212 29 Michael B Eileen B Carl A Partial characterization of a cadmium binding protein from the roots of cadmium treated tomato J Plant Physiology 1980 66 3 38 41 30 韓淑梅 簡(jiǎn)麗 董旋 等 不同濃度及不同時(shí)間鎘脅迫對(duì)超 富集植物孔雀草滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響 J 山地農(nóng)業(yè)生物學(xué) 報(bào) 2017 36 3 44 48 31 Arasimowicz J M Floryszak W J Deckert J et al Nitric oxide implication in cadmium induced programmed cell death in roots and signaling response of yellow lupine plants J Plant Physiology and Biochemistry 2012 58 124 134 32 常學(xué)秀 段昌群 王煥校 根分泌作用與植物對(duì)金屬毒害的 抗性 J 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào) 2000 11 2 315 320 150 中國土壤與肥料 2020 3 33 Ardestani M M Van Gestel C A M Using a toxicokinetics approach to explain the effect of soil pH on cadmium bioavailability to Folsomia candida J Environmental Pollution 2013 180 122 130 Effects of intercropping with post grafting generation of Impatiens balsamina on growth and cadmium accumulation of grape seedlings HUANG Yan 1 HUANG Ke wen 2 LIAO Ming an 2 LIN Li jin 1 WANG Jin 1 LV Xiu lan 1 1 Institute of Fruits and Vegetables Sichuan Agricultural University Chengdu Sichuan 611130 2 College of Horticulture Sichuan Agricultural University Chengdu Sichuan 611130 Abstract Pot experiment was carried out to intercropping grape seedlings with Impatiens balsamina which non grafted self rooted grafting by the same plant seedling self rooted grafting by two uniform plant seedlings and self rooted grafting by two different development stages of plant seedlings The effects of intercropping with post grafting generation of Impatiens balsamina on the growth and cadmium accumulation of grape seedlings under cadmium stress were studied The results showed that intercropping with post grafting generation of Impatiens balsamina increased the biomass photosynthetic pigment content antioxidant enzyme activity soluble protein and soluble sugar content of grape seedlings compared with single grape seedlings while significantly decreased the cadmium content in root and above ground part of grape seedlings The intercropping significantly increased soil pH value and decreased the content of available cadmium in soil Among them the self rooted grafting by two different development stages of plant seedlings had the best effect on promoting the growth of grape seedlings and reducing the accumulation of cadmium in soil Compared with single grape seedlings the biomass of root and above ground part of grape seedlings were increased by 47 25 and 23 16 respectively The content of cadmium in root and above ground part of grape seedlings was significantly lower than those of single grape and other grafting treatments and the content of available cadmium in soil was 10 02 lower than that of single grape The intercropping grape seedlings with post grafting generation of Impatiens balsamina in this experiment can be applied to the remediation of cadmium contaminated soil in vineyards and the best material is the self rooted grafting by two different development stages of plant seedlings Key words intercropping post grafting generation of Impatiens balsamina grape seedlings cadmium