外源铁对不同品种番茄光合特性、品质及镉积累的影响

摘要

[目的]在人工模拟镉污染土壤条件下,讨论了叶面喷施Fe对番茄Cd积累及化学形态的影响,旨在为镉污染土壤上番茄的安全生产提供理论依据.[方法]采用土培试验研究了在重金属Cd(10 mg/kg)污染条件下,叶面喷施不同浓度Fe(0、200和400 μmol/L,FeSO4·7H2O)对2个番茄品种(‘4641’和‘渝粉109’)生长、光合特性、品质及果实Cd形态和Cd积累量的影响.[结果]叶面喷施Fe提高了番茄的根、茎、叶、果实干重及植株总干重,增幅分别为20.4％～48.6％、13.3％～56.0％、16.0％ ～63.1％、9.8％～16.5％和21.6％～40.3％,随着喷施Fe浓度的增加,番茄各部位干质量及总干质量呈先增加后降低的趋势,比较两个番茄品种,‘4641’耐Cd性更强,而‘渝粉109’对Fe的反应更为敏感;随着喷施Fe浓度的增加,2个番茄品种的叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)呈先增加后降低趋势,在Fe 200 μmol/L时最大,品种‘4641’的Pn、Gs和Tr较对照分别增加了8％、11％和2.9％,而‘渝粉109’较对照分别增加了28.7％、15.5％和18.8％.而喷Fe处理却降低了番茄叶片胞间CO2浓度(Ci),比较2个供试番茄品种,‘4641’光合作用和蒸腾作用强度均高于‘渝粉109’;喷Fe提高了2种番茄果实的硝酸盐含量以及渝粉‘109’还原糖含量,降低了‘渝粉109’果实氨基酸含量,喷施高浓度Fe(400μmol/L)能提高2种番茄果实Vc含量,与对照相比,‘4641’和‘渝粉109’果实硝酸盐增加的幅度分别为18.1％～22.2％、2.3％～ 22.0％,Vc较对照分别增加了8.2％和13.2％;番茄果实中Cd的主要存在形态为残渣态,其次为盐酸提取态,去离子水提取态和乙醇提取态所占比例较小,残渣态Cd(FR)和盐酸提取态Cd(FCI)为活性偏低形态Cd,占Cd提取总量的70.8％,去离子水提取态(FW)和乙醇提取态(FE)为活性较高形态Cd,仅占Cd提取总量的11.8％,有效地抑制了Cd的毒害作用.叶面喷施Fe降低了番茄果实各形态镉含量;番茄中Cd主要积累在叶和茎中,而果实和根的积累量较少;喷Fe降低了番茄叶、根、茎、果实的Cd含量,降低幅度分别为7.1％～21.9％、35.6％～50.4％、13.0％～37.0％和2.8％～8.2％,但喷施高浓度Fe(400 μmol/L)相比低Fe(200 μmol/L)时的番茄各部位Cd含量有所增加,无论是非否喷施Fe,叶、茎、果实中的Cd积累量以及总Cd积累量总是以‘4641’＞‘渝粉109’,表明在Cd污染土壤上种植‘4641’较‘渝粉109’风险更大.[结论]叶面喷施适量Fe能够促进番茄的光合作用和蒸腾作用,提高了番茄各部位的干重,降低了Cd对番茄的毒害效应,同时减少了番茄各部位Cd含量.