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土壤中胂、铜兽药残留对空心菜、苋菜的影响

李艳提  
【摘要】:本论文选取常见叶菜空心菜、苋菜为实验材料,分别检测了不同浓度洛克沙胂、硫酸铜处理下空心菜、苋菜种子萌发、幼苗生长及代谢的变化,并从种子萌发、幼苗生长及生理生化变化、离子选择性吸收和运输规律、营养价值及食用安全性等几个方面分析了土壤中洛克沙胂(ROX)、硫酸铜(CuSO4)兽药残留对空心菜和苋菜的影响。具体结果如下: 一.土壤中兽药ROX残留对空心菜、苋菜的影响 1.ROX对空心菜、苋菜种子萌发的影响 与对照相比,ROX处理显著抑制了空心菜、苋菜种子的萌发。在对空心菜、苋菜种子的耐性研究中发现,相对活力指数更能代表种子的活力状况,初步确定ROX对空心菜种子的半致死和致死浓度分别为1.02mM和1.72mM;对苋菜种子的半致死和致死浓度分别为0.64mM和1.76mM。所以,在ROX重污染区空心菜种子至少有50%的种子可以萌发,而苋菜种子对ROX较敏感,萌发率低于空心菜种子。 2.ROX对空心菜、苋菜幼苗生长及生理生化影响 A.幼苗生长及光合特性 与对照组相比,ROX处理组空心菜、苋菜幼苗生长受到显著抑制,株高、叶面积、各器官的干重、鲜重均明显下降,且对根部的抑制作用大于对地上部的影响,高于8mM浓度处理组根部变黑、溃烂。另外,幼苗正3-4位叶片叶绿素、类胡萝卜素含量急剧下降。处理组空心菜和苋菜叶绿素初始荧光(Fo)显著高于对照,最大荧光产量(Fm)没有显著变化,PSⅡ潜在光合能力(Fv/Fo)及最大量子产量(Fv/Fm)随处理浓度的增加而显著下降,说明叶片PSⅡ实际光能转化效率降低。 B.叶片活性氧产生和清除系统活力 与对照组相比,ROX处理组空心菜、苋菜叶片活性氧大量累积,引起抗氧化酶活性应激升高。空心菜叶片SOD、POD、CAT和APX的活性始终高于对照组;苋菜叶片的SOD、POD和APX活性在处理浓度高于1mM时显著高于对照组,CAT活性对ROX处理较敏感,始终高于对照组。另外,空心菜、苋菜叶片AsA、GSH、花青素含量升高(除Car呈下降趋势)。随着处理浓度的升高,叶片内丙二醛含量逐步上升,膜透性逐步加大,表明ROX处理组虽然提高了对ROS的清楚能力,但仍不足以清除大量的ROS,植物体受到了伤害。 C.幼苗离子吸收、分布与运输特征 与对照组相比,ROX处理组空心菜、苋菜植株各器官As大量累积,主要聚集在根部。另外,P、K、Mn、Zn、Cu含量表现为ROX低浓度下升高、高浓度下下降的趋势。Ca、Mg和部分微量元素含量随ROX处理浓度的升高而降低,且始终低于对照组。此外,空心菜、苋菜对K+、Ca2+、Mg2+离子吸收和运输能力也受到了不同的影响。 3.ROX对空心菜、苋菜营养价值及食用安全性的影响 ROX处理组空心菜、苋菜各部位As的含量均超出国家叶菜类最低限量标准。叶片中硝态氮含量在低浓度处理时即达到中度污染水平。ROX处理后空心菜碳水化合物含量升高,可溶性蛋白、游离氨基酸含量降低;苋菜碳水化合物、游离氨基酸含量无显著变化,蛋白质略有升高。空心菜、苋菜叶片Vc含量、花青素含量均增加;类胡萝卜素含量降低。总的来说,ROX处理后,空心菜、苋菜叶片硝态氮含量急剧增加,而大部分可食性物质含量则降低,严重影响了蔬菜品质。 二.土壤中兽药CuSO4残留对空心菜的影响 1.CuSO4对空心菜、苋菜种子萌发的影响 与对照组相比,CuSO4处理对空心菜、苋菜种子的萌发影响不大,但严重抑制萌发幼苗的胚根和下胚轴的生长,且对胚根生长的抑制程度更大。根据相关分析确定,CuSO4对空心菜种子的半致死和致死浓度分别1.41mM和5.12mM;对苋菜幼苗的半致死浓度为0.1289mM,致死浓度0.751mM。 2.CuSO4对空心菜幼苗生长及生理生化影响 A.幼苗生长及光合特性 与对照组相比,1mM浓度CuSO4处理促进空心菜茎的生长,高于此浓度处理组幼苗生长受到抑制,株高、叶面积、各器官的干重、鲜重均下降,阻碍主根伸长,侧根、根毛数减少。另外,幼苗正3-4位叶片Chla、Car、Chla/Chlb和Car/Chlt均与对照无显著性差异,Chlb含量也只在9mM处理时显著低于对照组。处理组叶片荧光参数Fo值逐渐升高,Fm值逐渐下降,PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo值)和PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)也下降,光合能力受到抑制。 B.叶片活性氧产生和清除系统活力 与对照组相比,CuSO4处理组空心菜叶片活性氧累积,从而引起抗氧化酶活性应激升高。叶片SOD活性急剧升高,POD、CAT和APX的活性与处理浓度呈极显著正相关(r2=0.944,r2=0.897, r2=0.982). AsA、GSH和花青素含量均有不同程度的提高(除Car含量无显著变化)。抗氧化系统和抗氧化小分子物质协同作用清除过量的活性氧,对叶片细胞膜透性影响不大。 C.幼苗离子吸收、分布与运输特征 与对照组相比,CuSO4处理组空心菜各器官Cu含量大量累积,主要累积在根部。另外,处理浓度范围内大量元素总量变化不大,中有9mM浓度处理组其含量略有下降,其中Ca、Mg含量降低较明显;根茎中微量元素含量与对照相比变化不大,但6-9mM CuSO4处理组叶片中微量元素含量逐渐降低。此外,CuSO4处理后,空心菜根系在1-6mM处理时对K+、Ca2+、Mg2+吸收能力降低,但9mM处理时又有所升高。 3.CuSO4对空心菜营养价值及食用安全性的影响 CuSO4处理组空心菜茎叶Cu的含量均未超出国家叶菜类最低限量标准标,主要聚集在根部且严重超标。叶片中硝态氮含量在1mM浓度处理时即超标,处理浓度范围内NR活性降低。另外,空心菜叶片中碳水化合物、可溶性蛋白、Car含量变化均不明显,高浓度处理组空心菜叶片中Vc、花青素含量增加,但游离氨基酸含量降低。总的来说,就当前我国土壤CuS04污染水平,种植空心菜可以食用,但不可生食。


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