玉米(Zea mays)對(duì)鎘積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的品種差異研究

陳建軍，于蔚，祖艷群，李元

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650201

玉米(Zea mays)對(duì)鎘積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的品種差異研究

陳建軍，于蔚，祖艷群，李元*

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650201

通過(guò)田間實(shí)驗(yàn)，研究了25個(gè)玉米（Zea mays）品種在Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50 mg·kg-1脅迫條件下，Cd對(duì)不同玉米品種生長(zhǎng)的影響，以及不同玉米品種對(duì)Cd積累和轉(zhuǎn)運(yùn)的品種差異，以期篩選出Cd低積累玉米品種。結(jié)果表明：25個(gè)玉米品種的生物量和產(chǎn)量對(duì)Cd脅迫的響應(yīng)，以及不同品種根、莖葉和籽粒對(duì)Cd的吸收、累積及轉(zhuǎn)運(yùn)能力存在顯著差異（P＜0.05）。有20個(gè)品種生物量和19個(gè)品種產(chǎn)量下降；有2個(gè)品種籽粒的Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)了國(guó)家規(guī)定的食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（≤0.1 mg·kg-1），占供試品種的8.0%，所有品種莖葉的Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)均超過(guò)了國(guó)家規(guī)定的飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（≤0.5 mg·kg-1），超標(biāo)率為100%；25個(gè)玉米品種的富集系數(shù)范圍為0.063～0.899、莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)范圍為0.038～0.554、籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)范圍為0.000～0.111，均小于1，其中有8個(gè)品種富集系數(shù)＞0.5，1個(gè)品種莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)＞0.5，而所有品種的籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均＜0.5，說(shuō)明玉米對(duì)土壤Cd仍有一定的吸收能力，但地下部向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)能力以及由莖葉向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)能力較弱；根據(jù)玉米生物量、產(chǎn)量、籽粒Cd含量以及對(duì)Cd的富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，認(rèn)為云瑞8號(hào)、會(huì)單4號(hào)、路單7號(hào)3個(gè)品種可作為Cd低累積玉米品種，可在云南Cd重度污染土壤上推廣種植。

玉米；鎘；低累積品種；積累與轉(zhuǎn)運(yùn)；品種差異

近年來(lái)，土壤環(huán)境中重金屬污染的日益嚴(yán)重，據(jù)統(tǒng)計(jì)，受Cd、As、Pb等重金屬污染的耕地面積近20×108hm2，約近1/5受到不同程度的污染（胡文友等，2005），每年僅重金屬污染造成的直接經(jīng)濟(jì)損失就超過(guò)300億元（聶勝委等，2012）。對(duì)我國(guó)3×105hm2基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)2×108kg糧食抽查發(fā)現(xiàn)，重金屬超標(biāo)率大于10%（周東美等，2004）。云南是著名的“有色金屬王國(guó)”，礦產(chǎn)資源非常豐富，而位于滇東北的會(huì)澤縣是我國(guó)有名的土法煉鋅集散地，長(zhǎng)期的沒(méi)有任何環(huán)保措施的土法冶煉對(duì)該區(qū)的環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，導(dǎo)致Cd、Pb、Zn等重金屬在土壤中的高度積累（Feng等，2004），其中Cd污染尤為突出，土壤Cd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)31.53～45.27 mg·kg-1，而Cd在土壤中較Cu、Pb、 Hg等元素具有更高的生物有效性，因而也更易進(jìn)入食物鏈危害人體健康（房輝和曹敏，2009）。

據(jù)研究報(bào)道，植物吸收和累積重金屬不僅存在顯著的植物種間差異，同時(shí)存在種內(nèi)差異（劉維濤等，2009；Grant等，2008），如玉米、水稻、小麥、

大麥、大豆、花生、馬鈴薯等作物的不同品種對(duì)重金屬吸收存在顯著差異（郭曉芳等，2010），并根據(jù)玉米籽粒生物量、籽粒重金屬含量以及重金屬轉(zhuǎn)

運(yùn)系數(shù)等指標(biāo)篩選到重金屬低累積玉米品種。有人

將可以在重金屬?lài)?yán)重污染的土壤上正常生長(zhǎng)，而植

物體內(nèi)重金屬含量很低的植物稱(chēng)作“排異植物”（周

啟星和宋玉芳，2004），這些植物，特別是農(nóng)作物

受到科研工作者的極大關(guān)注。已篩選到部分小麥Cd

低積累品種并應(yīng)用于生產(chǎn)，并取得了滿意效果（劉

維濤和周啟星，2010），說(shuō)明重金屬低積累品種有

望在生產(chǎn)上得到廣泛應(yīng)用，從而生產(chǎn)出重金屬含量

較低的產(chǎn)品。玉米作為我國(guó)主要的糧食作物，在云

南的鉛鋅礦區(qū)大面積種植，但在云南開(kāi)展重金屬低

累積玉米品種篩選的研究，還未見(jiàn)報(bào)道。因此，研

究不同玉米品種對(duì)Cd的累積和轉(zhuǎn)運(yùn)差異，以期篩

選具有Cd低累積潛力的玉米品種，并應(yīng)用于礦區(qū)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，能有效降低玉米產(chǎn)品的Cd污染風(fēng)險(xiǎn)，

這是礦區(qū)重金屬污染土壤利用的一個(gè)切實(shí)可行的

措施。

本文以25個(gè)玉米品種為材料，在外施氯化鎘條件下，通過(guò)大田試驗(yàn)，研究Cd對(duì)不同玉米品種生長(zhǎng)的影響，以及不同玉米品種對(duì)Cd的積累和轉(zhuǎn)運(yùn)品種差異，從而為培育Cd低積累玉米品種提供科學(xué)依據(jù)，也可為其他作物的低積累品種篩選提供參考。

1 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

1.1 供試材料

1.1.1 供試土壤

屬黃壤，基本理化性質(zhì)為pH 6.95，有機(jī)質(zhì)為30.71 g·kg-1，全N為2.41 g·kg-1，全P為13.63 g·kg-1，全K為8.59 g·kg-1，堿解N為53.73 mg·kg-1，速效P為151.47 mg·kg-1，速效K為170.23 mg·kg-1，Cd為 0.298 mg·kg-1。

1.1.2 供試玉米

供試玉米品種見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2013年5月在云南省尋甸縣大河橋云南農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)基地進(jìn)行大田試驗(yàn)，本試驗(yàn)以25個(gè)玉米品種為試驗(yàn)材料，分別設(shè)CK（對(duì)照，未投加Cd）和T（Cd 50 mg·kg-1）2個(gè)處理，投加形態(tài)為CdCl2（分析純），每個(gè)處理3次重復(fù)。共計(jì)150個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為2 m×1.2 m，每小區(qū)種10穴玉米，株距為40 cm，行距為60 cm，每穴播3粒玉米種子，將定量的CdCl2溶解于50 ml蒸餾水，均勻拌于200 g過(guò)2 mm篩的土樣中，于實(shí)驗(yàn)室中待水分揮發(fā)后，再均勻的施入每穴土壤。待玉米長(zhǎng)出3片葉子時(shí)間苗，每穴僅留1株。在玉米整個(gè)生長(zhǎng)期間澆水施肥，按常規(guī)方法進(jìn)行管理 。

1.3 樣品采集與指標(biāo)測(cè)定

玉米成熟期采集土壤樣品和玉米植株樣品。土壤樣品自然風(fēng)干磨碎后過(guò)100目篩備用；玉米植株樣品分根、莖葉和籽粒3部分取樣，清水洗凈后再用去離子水沖洗，在105 ℃烘箱中殺青30 min，80℃烘干，同時(shí)測(cè)生物量和產(chǎn)量，并將根、莖葉和籽粒分別粉碎，過(guò)100目篩備用。

土壤中Cd含量測(cè)定：參照（鮑士旦，2000）的方法略加改進(jìn)。取過(guò)100目篩的土壤樣品0.5 g，采用HNO3+HClO4（4:1）消解，火焰原子吸收分光光度法測(cè)定。

玉米中Cd含量測(cè)定：參照（鮑士旦，2000）的方法略加改進(jìn)。取過(guò)100目篩的植株樣品0.5 g，采用HNO3+HCl+H2O2（5:3:2）高壓釜消解，火焰原子吸收分光光度法測(cè)定。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

所有數(shù)據(jù)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差采用Excel2007軟件，數(shù)據(jù)的方差分析、相關(guān)性分析及聚類(lèi)分析采用SPSS 17.0軟件。

變化百分率(%)=處理值-對(duì)照值/對(duì)照值×l00%（包括生物量、產(chǎn)量變化百分率）（王崇臣等，2008）；

富集系數(shù)（BCF）=玉米地上部重金屬含量/土壤相應(yīng)元素含量（周啟星等，2004）；

莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（TF）=玉米莖葉重金屬含量/根相應(yīng)元素含量（Fayiga等，2004；徐衛(wèi)紅等，2006）；

粒轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（TF）=玉米籽粒重金屬含量/莖葉重金屬含量（郭曉芳等，2010）。

2 結(jié)果與分析

2.1 Cd對(duì)不同玉米品種生物量和產(chǎn)量的影響

供試玉米品種的生物量和產(chǎn)量見(jiàn)表2。在對(duì)照條件下，25個(gè)品種的平均小區(qū)生物量為3.63 kg，最高的是15號(hào)品種，達(dá)到5.55 kg，最低的是8號(hào)品種，為2.50 kg；在Cd脅迫下，平均小區(qū)生物量為3.17 kg，平均降低了12.67%，25個(gè)供試品種中有20個(gè)品種有所下降，下降幅度為1.26%～35.79%，降幅前5位的是1、5、8、9、15號(hào)品種，有5個(gè)品種小區(qū)生物量有所增高，增高幅度為3.83%～11.67%，增高的品種包括：6、10、16、17、22號(hào)品種。在對(duì)照條件下，25個(gè)品種的平均小區(qū)產(chǎn)量為1.96 kg，在Cd脅迫下，平均小區(qū)生物量為1.77 kg，平均降低了9.69%，25個(gè)供試品種中有19個(gè)品種有所下降，下降幅度為1.70%～45.24%，降幅前5位的是1、8、20、24、2號(hào)品種，有6個(gè)品種小區(qū)產(chǎn)量有所增高，增高幅度為0.37%～12.71%，增高的品種包括：4、7、10、16、18、22號(hào)品種?？傮w上玉米的生物量和產(chǎn)量存在明顯的品種間差異，多數(shù)品種在Cd脅迫條件下生物量和產(chǎn)量有所下降，少數(shù)品種略有增高，其中10、16、22號(hào)品種對(duì)Cd的耐性較強(qiáng)。

2.2 不同玉米品種根、莖葉和籽粒中Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異

25個(gè)玉米品種根、莖葉和籽粒中Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)見(jiàn)表3。由表3可見(jiàn)，25個(gè)玉米品種在同一Cd脅迫條件下，各器官Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異顯著(P＜0.05)，大小順序?yàn)椋焊厩o葉＞籽粒。根部Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍和平均值分別為2.66～39.81 mg·kg-1和16.66 mg·kg-1，莖葉為0.60～4.19 mg·kg-1和2.26 mg·kg-1，籽粒為0.00～0.12 mg·kg-1和0.05 mg·kg-1。在Cd脅迫條件下25個(gè)玉米品種中有2個(gè)品種籽粒的Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)了國(guó)家規(guī)定的食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（≤0.1 mg·kg-1），占所有供試品種的8.0%，所有25個(gè)品種莖葉的Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)均超過(guò)了國(guó)家規(guī)定的飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（≤0.5 mg·kg-1），超標(biāo)率為100%；其中4、5、6、10、12、20、22、23號(hào)品種根中Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)均較高，最高達(dá)到39.81 mg·kg-1，莖葉中也達(dá)到1.26～4.19 mg·kg-1，在25個(gè)品種中居前列，但其籽粒中Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02～0.05 mg·kg-1，沒(méi)有超過(guò)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明這幾個(gè)品種對(duì)Cd向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)的能力較弱。

表1 供試玉米品種Table 1 The cultivars of Zea mays

表2 不同玉米品種的生物量和產(chǎn)量Table 2 Biomass and yields of different cultivars of Zea mays

2.3 不同玉米品種籽粒中Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)的聚類(lèi)分析

圖1 25個(gè)玉米品種籽粒重金屬Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)聚類(lèi)分析Fig. 1 The hierarchical clustering analysis diagram of Cd concentrations in grain of 25 Zea mays cultivars

表3 25個(gè)玉米品種根、莖葉和籽粒中Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 3 Cd concentrations in root、stem leaf and grain of 25 Zea mays cultivars mg·kg-1

為了區(qū)分不同玉米品種籽粒對(duì)Cd的積累能力，從而篩選Cd低積累玉米品種，對(duì)25個(gè)玉米品種籽粒Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行聚類(lèi)分析，結(jié)果見(jiàn)圖1。所有玉米品種的生長(zhǎng)環(huán)境均一致，環(huán)境對(duì)玉米吸收Cd的影響也一致，故不同玉米品種Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異來(lái)自其對(duì)Cd的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)及積累能力。由圖1可知，可將25個(gè)玉米品種籽粒對(duì)Cd的積累差異劃分為3類(lèi)：第1類(lèi)包括2、5、6、8、9、10、12、16、17、20、22、23號(hào)品種，為Cd低積累類(lèi)群，其籽粒平均Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02 mg·kg-1，變化范圍為0.00～0.03 mg·kg-1；第2類(lèi)包括3、4、7、15號(hào)品種，為Cd中等積累類(lèi)群，其籽粒平均Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.06 mg·kg-1，變化范圍為0.05～0.07 mg·kg-1；第3類(lèi)包括1、11、13、14、18、19、21、24、25號(hào)品種，為Cd高積累類(lèi)群，其籽粒平均Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.096 mg·kg-1，變化范圍為0.08～0.12 mg·kg-1；其中13、19號(hào)品種籽粒Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 玉米對(duì)Cd的累積和轉(zhuǎn)運(yùn)的品種差異

由表4可看出，在Cd脅迫條件下25個(gè)玉米品種對(duì)Cd的富集系數(shù)、莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)差異顯著（P＜0.05），表明不同玉米品種對(duì)Cd的吸收富集能力和轉(zhuǎn)運(yùn)能力存在明顯的品種間差異。其范圍分別為：0.063～0.899、0.038～0.554、0.000～0.111，富集系數(shù)、轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均小于1，其中有8個(gè)品種富集系數(shù)＞0.5，1個(gè)品種莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)＞0.5，而所有品種的籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均＜0.5，說(shuō)明玉米對(duì)土壤Cd仍有一定的吸收能力，但地下部向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)能力以及由莖葉向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)能力也較弱。

表4 25個(gè)玉米品種Cd的富集系數(shù)與轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)Table 4 The bioconcentration factors and translocation factors of Cd in 25 Zea mays cultivars

3 討論

重金屬低累積農(nóng)作物品種的選育，是符合我國(guó)人多地少的實(shí)際國(guó)情，既能保證大面積中、輕度污染農(nóng)田的安全生產(chǎn)，也能為礦區(qū)重度污染農(nóng)田的恢復(fù)使用提供一條合理有效的途徑。重金屬積累和轉(zhuǎn)運(yùn)的品種差異研究是低累積品種選育的前提。植物對(duì)重金屬的富集、轉(zhuǎn)運(yùn)能力主要用富集系數(shù)(BCF)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)(TF)來(lái)反映。富集系數(shù)用來(lái)評(píng)價(jià)植物將重金屬?gòu)耐寥牢者M(jìn)入其體內(nèi)能力，富集系數(shù)越大，表明植物對(duì)重金屬的吸收能力越強(qiáng)；轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)則用來(lái)評(píng)價(jià)植物將重金屬?gòu)母肯虻厣喜哭D(zhuǎn)運(yùn)及地上部不同器官轉(zhuǎn)運(yùn)的能力（張春華等，2009），轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)越大，則重金屬?gòu)母迪虻厣喜科鞴俎D(zhuǎn)運(yùn)能力越強(qiáng)，或在器官之間的轉(zhuǎn)運(yùn)能力越強(qiáng)。

劉維濤等（2009）認(rèn)為理想的重金屬低累積作物應(yīng)該同時(shí)具備以下4個(gè)特征：（1）該植物的地上部和根部重金屬含量均很低或者可食部位重金屬含量低于有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；（2）該植物對(duì)重金屬的累積量小于土壤中該重金屬的含量，即富集系數(shù)＜1；（3）該植物從其他部位向可食部位轉(zhuǎn)運(yùn)重金屬能力較差，即轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)＜1；（4）該植物對(duì)重金屬毒害具有較高的耐受性，在較高重金屬污染下能夠正常生長(zhǎng)，且生物量無(wú)明顯下降。有關(guān)重金屬低累積玉米品種的篩選研究已有報(bào)道，郭曉芳（2010）和吳傳星（2009）等研究了沒(méi)有人工添加重金屬條件下，不同玉米品種對(duì)重金屬累積和轉(zhuǎn)運(yùn)的品種差異，通過(guò)對(duì)籽粒重金屬含量聚類(lèi)分析，篩選出籽粒含量未超出國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的低累積玉米品種。

本研究通過(guò)在土壤中添加Cd條件下，研究了Cd脅迫對(duì)25個(gè)玉米品種生長(zhǎng)、產(chǎn)量的影響及不同品種對(duì)Cd的富集、轉(zhuǎn)運(yùn)特征，以期篩選能應(yīng)用于云南礦區(qū)重金屬重度污染農(nóng)田生產(chǎn)的Cd低積累玉米品種，結(jié)果表明：受高Cd脅迫的25個(gè)玉米品種生物量、產(chǎn)量，根、莖葉和籽粒中Cd含量，富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均存在顯著差異（P＜0.05）。從生物量和產(chǎn)量來(lái)看，云瑞8號(hào)、會(huì)單4號(hào)、路單7號(hào)3個(gè)品種對(duì)Cd的耐性較強(qiáng)，生物量和產(chǎn)量沒(méi)有明顯降低；從籽粒中Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)看，3個(gè)品種籽粒中Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為0.02～0.03 mg·kg-1，沒(méi)有超過(guò)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（≤0.1 mg·kg-1），通過(guò)聚類(lèi)分析3個(gè)品種均屬于Cd低積累類(lèi)群；同時(shí)，3個(gè)品種的富集系數(shù)和籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)分別為0.049、0.054、0.123和0.026、 0.013、0.005，在25個(gè)玉米品種中均屬于偏低的，可作為Cd低積累玉米品種。

低積累植物對(duì)重金屬的排斥機(jī)制通常認(rèn)為包括兩個(gè)方面，一是減少根部對(duì)重金屬的吸收，二是重金屬在根部通過(guò)區(qū)室化保存，限制向地上部轉(zhuǎn)移（Baker，1981）。本研究結(jié)果為25個(gè)玉米品種對(duì)Cd的富集系數(shù)均小于1，表明玉米對(duì)Cd的吸收能力較弱，玉米根部Cd含量遠(yuǎn)高于莖葉，莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)為0.038～0.554，表明玉米對(duì)Cd通過(guò)地下部向地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)能力也較弱，在研究鉛、銅在玉米幼苗體內(nèi)積累與遷移時(shí)有類(lèi)似的結(jié)果（李凡和張義賢，2010），本研究的籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)為0.000～0.111，與Cd在玉米秸稈的含量大約高于籽粒20倍左右接近（田帥等，2009），但遠(yuǎn)小于郭曉芳等0.251～0.889的結(jié)果。轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)低的原因可能是植物根中的Cd可能結(jié)合于細(xì)胞壁或儲(chǔ)存于液泡，導(dǎo)致組織中的Cd主要以活性較低的形態(tài)存在，移動(dòng)性變差，前一器官對(duì)Cd具有固定或“攔截”能力，從而對(duì)下一器官Cd的積累產(chǎn)生影響，具體影響玉米對(duì)Cd轉(zhuǎn)運(yùn)的因素，Cd低積累玉米品種的對(duì)Cd的累積和轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)理有待進(jìn)一步深入研究。

4 結(jié)論

（1）Cd脅迫條件下25個(gè)玉米品種的生物量及產(chǎn)量差異顯著（P＜0.05），多數(shù)品種生物量和產(chǎn)量有所下降，而云瑞8號(hào)、會(huì)單4號(hào)、路單7號(hào)3個(gè)品種對(duì)Cd的耐性較強(qiáng)；

（2）25個(gè)玉米品種各器官的Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)大小順序?yàn)椋焊厩o葉＞籽粒，其中有2個(gè)品種籽粒的Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到或超過(guò)了國(guó)家規(guī)定的食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（≤0.1 mg·kg-1），占所有供試品種8.0%，所有25個(gè)品種莖葉的Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)均超過(guò)了國(guó)家規(guī)定的飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（≤0.5 mg·kg-1），超標(biāo)率為100%；

（3）25個(gè)玉米品種的富集系數(shù)、轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均小于1，其中有8個(gè)品種富集系數(shù)＞0.5，1個(gè)品種莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)＞0.5，而所有品種的籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均＜0.5，說(shuō)明玉米對(duì)土壤Cd仍有一定的吸收能力，但地下部向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)能力以及由莖葉向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)能力較弱；

最終根據(jù)玉米生物量、產(chǎn)量、籽粒Cd含量以及對(duì)Cd的富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，認(rèn)為云瑞8號(hào)、會(huì)單4號(hào)、路單7號(hào)3個(gè)品種可作為Cd低累積玉米品種，可在云南Cd重度污染土壤上推廣種植。

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Variety Difference of Cd Accumulation and Translocation in Zea Mays

CHEN Jianjun, YU Wei, ZU Yanqun, LI Yuan*

College of Resources and Environment, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China

In Cd (50 mg·kg-1) stress conditions, the effects of Cd on the grown of 25 maize varieties and the difference of Cd accumulation and transfer between different maize varieties was studied in field experiments, to screen out Cd low accumulation maize varieties. The results showed that there was significant difference between 25 maize varieties of biomass, yield Cd uptake by root, stem and leaf, Cd accumulation and translocation ability (P＜0.05) response to Cd stress. Biomass of 20 maize varieties decreased, and yield of 19 maize varieties decreased. The seed Cd contents of 2 varieties were more than the food sanitation standards set by the state (≤0.1 mg·kg-1), accounting for 8% of the tested cultivars. The stem and leaf Cd contents of all varieties were more than the national feed hygiene standard (≤0.1 mg·kg-1). The range of enrichment coefficients of 25 maize varieties was 0.063～0.899, and the stem and leaf transfer coefficient was in the range of 0.038～0.554, meanwhile the seed transport coefficient was in the range of 0.000～0.111, but all the coefficients were less than 1, of which the enrichment coefficients of 8 maize species ＞ 0.5, the stem and leaf transfer coefficient of 1 maize specie ＞ 0.5, the seed transport coefficients of all the varieties ＜ 0.5. Data analysis results showed that there were still certain absorption capacity of the maize to soil Cd, but the transport capacity from root to shoot and stem and leaf to grain was weak. Evaluated according to the index of maize biomass, grain yield, Cd content , Cd enrichment coefficient and transfer coefficient, 3 varieties of Yun Rui 8, Hui Dan 4, and Lun Dan 7 could be used as Cd low accumulation Maize Varieties, and were fit to be planted in Cd heavily polluted soil in Yunnan.

Zea mays; cadmium; low accumulation; accumulation and translocafion; variety difference

X171.5

A

1674-5906（2014）10-1671-06

陳建軍，于蔚，祖艷群，李元. 玉米(Zea mays)對(duì)鎘積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的品種差異研究[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2014, 23(10): 1671-1676.

CHEN Jianjun, YU Wei, ZU Yanqun, LI Yuan. Variety diference of Cd accumulation and translocation in Zea Mays [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(10): 1671-1676.

NFSC-云南聯(lián)合基金項(xiàng)目（U1202236）

陳建軍，（1970年生），男，副教授，博士，從事環(huán)境污染生物修復(fù)方面的研究。E-mail: chenjianjun94@126.com

*通信作者：李元，E-mail: liyuan@ynau.edu.cn

2014-08-24