不同玉米品種對(duì)鎘的富集和轉(zhuǎn)運(yùn)特性

辛艷衛(wèi)，梁成華，杜立宇，吳巖，張亞男，胡悅

（沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)土地與環(huán)境學(xué)院，沈陽(yáng) 110866）

不同玉米品種對(duì)鎘的富集和轉(zhuǎn)運(yùn)特性

辛艷衛(wèi)，梁成華*，杜立宇，吳巖，張亞男，胡悅

（沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)土地與環(huán)境學(xué)院，沈陽(yáng) 110866）

通過(guò)室外盆栽試驗(yàn)，研究了18個(gè)玉米品種在土壤外加全鎘含量為5.0mg·kg-1條件下對(duì)鎘的富集和轉(zhuǎn)運(yùn)差異，并探討土壤鎘形態(tài)與玉米吸收鎘之間的關(guān)系。結(jié)果表明：供試玉米品種的生物量和產(chǎn)量以及根、莖、葉、籽粒積累和轉(zhuǎn)運(yùn)鎘的能力存在顯著差異，其中9個(gè)玉米品種籽粒鎘含量未超過(guò)國(guó)家食品安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB 2762—2012），3個(gè)玉米品種的莖鎘含量和2個(gè)玉米品種的葉鎘含量均未超過(guò)國(guó)家飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB 13078—2001）；根、莖、葉、籽粒部位鎘的富集系數(shù)范圍分別為1.076～1.991、0.093～0.430、0.068～0.902和0.004～0.081。莖葉和籽粒鎘的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)范圍分別為0.19～0.83和0.03～0.44，表明土壤鎘從玉米地下部向地上部遷移的能力較弱。玉米吸收鎘與土壤中可交換態(tài)鎘有一定的正相關(guān)關(guān)系，與殘?jiān)鼞B(tài)鎘有一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系。經(jīng)綜合評(píng)價(jià)，新東單16、東單60、沈禾118和富友9可作為鎘中輕度污染土壤上種植玉米的優(yōu)先選擇品種。

玉米；品種差異；富集；轉(zhuǎn)運(yùn)；鎘形態(tài)

目前，人類活動(dòng)導(dǎo)致自然界和農(nóng)業(yè)環(huán)境中重金屬含量明顯增加[1]，我國(guó)局部地區(qū)耕地土壤重金屬污染嚴(yán)重。重金屬低富集作物品種能降低中輕度重金屬污染耕地土壤上農(nóng)產(chǎn)品的人體健康風(fēng)險(xiǎn)，因而其篩選研究具有重大意義。研究表明，植物吸收和累積重金屬存在顯著的種間差異和種內(nèi)差異[2-3]，如玉米、水稻和馬鈴薯等作物[4]。Zhang等[5]發(fā)現(xiàn)4種不同的濕地植物不同部位積累和轉(zhuǎn)運(yùn)鎘的能力存在顯著差異；陳建軍等[6]發(fā)現(xiàn)25個(gè)玉米品種的生物量和產(chǎn)量，以及根、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；李曄等[7]發(fā)現(xiàn)低濃度鎘脅迫對(duì)玉米品種鐵南2號(hào)、營(yíng)丹11號(hào)和鄭丹958表現(xiàn)為一定的刺激作用，較高濃度在某種程度上則表現(xiàn)了明顯的抑制性，且鐵南2號(hào)對(duì)重金屬鎘的抗性明顯高于其他2個(gè)玉米品種。玉米是我國(guó)第二大糧食作物，而我國(guó)東北鎘低積累玉米品種的篩選研究鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)選取東北地區(qū)大面積種植的18個(gè)玉米品種，在外加鎘污染土壤條件下，研究不同玉米品種對(duì)鎘的累積和轉(zhuǎn)運(yùn)差異，以期篩選具有鎘低累積潛力的玉米品種，并探討土壤鎘形態(tài)與玉米吸收隔之間的關(guān)系，為中輕度鎘污染耕地的安全利用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試土壤

土壤為棕壤，采自沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)田間試驗(yàn)基地0～20 cm耕層，經(jīng)風(fēng)干、過(guò)10目篩后備用。土壤的基本理化性質(zhì)為：pH 6.89，有機(jī)質(zhì)16.9 g·kg-1，全氮1.36 g·kg-1，全磷0.41 g·kg-1，全鉀10.9 g·kg-1，堿解氮63.0 mg·kg-1，速效磷14.5mg·kg-1，速效鉀96.0mg·kg-1，鎘全量0.15mg·kg-1。

1.1.2 供試玉米

試驗(yàn)選取東北地區(qū)大面積種植的18個(gè)玉米品種，并分別編號(hào)1～18（表1）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2015年5月至9月在沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)基地內(nèi)進(jìn)行室外盆栽實(shí)驗(yàn)。每個(gè)供試玉米品種設(shè)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組兩個(gè)處理，實(shí)驗(yàn)組需制備鎘污染土壤：稱取定量的CdCl2·2.5H2O化合物用去離子水配制成溶液后與供試土壤充分混勻，使添加鎘后的土壤總鎘含量達(dá)到5.0mg·kg-1左右。鎘污染土壤室溫條件下放置30 d后備用。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，共108盆，每盆裝土14 kg，施用300mg·kg-1（N、P、K各15%）的復(fù)合肥。播種5粒，待玉米苗長(zhǎng)至3片真葉時(shí)每盆留2棵，于大喇叭口期追加尿素10 g·盆-1。生長(zhǎng)期間使土壤含水量保持田間持水量的60%～70%，苗期和拔節(jié)期進(jìn)行人工捉蟲(chóng)兩次，拔節(jié)期和灌漿期噴施農(nóng)藥。

1.3 樣品采集與測(cè)定

于9月20號(hào)采集成熟期玉米和土壤樣品。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4部分取樣，清水洗凈后再用去離子水沖洗，在105℃烘箱中殺青30min，75℃烘干，測(cè)生物量，籽粒生物量為玉米產(chǎn)量，并將根、莖、葉和籽粒分別粉碎，過(guò)100目篩備用。

土壤鎘全量和植物樣品鎘含量測(cè)定：參照土壤農(nóng)化分析的方法[8]略加改進(jìn)，取定量土壤樣品用王水和高氯酸消煮，取定量植物樣品加濃硝酸和混酸（硝酸∶高氯酸=83∶17）進(jìn)行消煮。消煮液中的鎘均用火焰原子吸收分光光度法測(cè)定。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，SPSS 19.0軟件進(jìn)行方差分析、相關(guān)性分析、回歸分析、聚類分析。

鎘富集系數(shù)（BF）=玉米植株各部位鎘含量/土壤中鎘含量。富集系數(shù)越大，表示玉米積累重金屬能力越強(qiáng)。

鎘轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（TF）=植株地上各部位鎘含量/根部鎘含量，表示鎘由根部轉(zhuǎn)運(yùn)、分配到地上部位的能力。轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)越高，表示重金屬?gòu)母哭D(zhuǎn)運(yùn)到地上部位的能力越強(qiáng)[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物量和產(chǎn)量分析

供試玉米品種的生物量和產(chǎn)量見(jiàn)圖1和圖2。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組不同玉米品種生物量和產(chǎn)量均有顯著性差異（P＜0.05）。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組生物量范圍分別為0.39～0.53、0.40～0.56 kg·盆-1，平均值分別為0.47、0.48 kg·盆-1，兩組產(chǎn)量范圍分別為0.16～0.26、0.16～0.27 kg·盆-1，平均值分別為0.21、0.21 kg·盆-1?？偟膩?lái)看，在盆栽實(shí)驗(yàn)條件下供試玉米品種之間的生物量和產(chǎn)量存在較大差異，但就每一個(gè)品種來(lái)說(shuō)，土壤鎘全量為5.0mg·kg-1時(shí)對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響不大。

表1 供試玉米品種Table 1 The cultivarsofmaize

圖1 不同玉米品種生物量Figure 1 Biomassofdifferentmaize cultivars

圖2 不同玉米品種產(chǎn)量Figure 2 Yieldsofdifferentmaize cultivars

2.2 不同玉米品種根、莖、葉、籽粒鎘的含量

實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組不同玉米品種根、葉、莖、籽粒鎘含量分別見(jiàn)圖3、圖4、圖5和圖6。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的根、葉、莖、籽粒鎘含量都有顯著差異（P＜0.05）。

實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組根鎘含量范圍分別為4.80～8.76、0.054～0.150mg·kg-1，平均值分別為7.36、0.087 mg·kg-1。實(shí)驗(yàn)組根鎘含量最低和最高的品種分別是6號(hào)和1號(hào)。對(duì)照組根鎘含量最低和最高的品種分別是4號(hào)和9號(hào)。

實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組葉鎘含量范圍分別為0.30～4.15、0.029～0.062mg·kg-1，平均值分別為1.87、0.046 5 mg·kg-1。實(shí)驗(yàn)組葉鎘含量最低和最高的品種分別是15號(hào)和16號(hào)。對(duì)照組鎘含量最低和最高的品種分別是18號(hào)和3號(hào)。對(duì)照組所有品種和實(shí)驗(yàn)組3、15號(hào)品種葉鎘含量未超過(guò)國(guó)家飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（≤0.5mg·kg-1）。

實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組莖鎘含量范圍分別為0.42～1.98、0.01～0.05 mg·kg-1，平均值分別為1.11、0.029 mg·kg-1。實(shí)驗(yàn)組莖鎘含量最低和最高的品種分別是7號(hào)和16號(hào)。對(duì)照組莖鎘含量最低和最高的品種分別是18號(hào)和9號(hào)。對(duì)照組所有品種和實(shí)驗(yàn)組7、12、18號(hào)品種莖鎘含量未超過(guò)國(guó)家規(guī)定飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組籽粒鎘含量范圍分別為0.016～0.363、0.001 7～0.003 7mg·kg-1，平均值分別為0.144 0、0.002 7mg·kg-1。實(shí)驗(yàn)組籽粒鎘含量最低和最高的品種分別是18號(hào)和8號(hào)。對(duì)照組所有品種籽粒鎘含量未超過(guò)國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（≤0.1mg·kg-1），而實(shí)驗(yàn)組的超標(biāo)率達(dá)50%。

圖3 不同玉米品種根鎘含量Figure 3 Cd contentin rootsofdifferentmaize cultivars

圖4 不同玉米品種葉鎘含量Figure 4 Cd contentin leavesofdifferentmaize cultivars

圖5 不同玉米品種莖鎘含量Figure 5 Cd contentin stem ofdifferentmaize cultivars

2.3 不同玉米品種籽粒鎘含量的聚類分析

為了篩選鎘低積累玉米品種，對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組18個(gè)玉米品種籽粒鎘含量進(jìn)行聚類分析，結(jié)果見(jiàn)圖7和圖8。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的分析結(jié)果都將18個(gè)玉米品種籽粒對(duì)鎘的富集量劃分為3類：實(shí)驗(yàn)組第一類包括1、3、4、9、12、13、14、15、18號(hào)品種，為鎘低積累類群，籽粒平均鎘含量為0.069mg·kg-1；實(shí)驗(yàn)組第二類包括2、5、7、10、11、16、17號(hào)品種，為鎘中等積累類群，其籽粒平均鎘含量為0.185mg·kg-1；實(shí)驗(yàn)組第三類包括6、8號(hào)品種，為鎘高積累類群，其籽粒平均鎘含量為0.340mg·kg-1。對(duì)照組第一類為鎘低積累群，包括3、4、13、14、15、18號(hào)品種，其籽粒平均鎘含量為0.001 9mg·kg-1；第二類包括1、2、7、9、11號(hào)品種，為鎘中等積累類群，其籽粒平均鎘含量為0.002 8mg· kg-1；第三類包括5、6、8、10、12、16、17號(hào)品種，其籽粒平均鎘含量為0.003 4mg·kg-1。通過(guò)圖7和圖8數(shù)據(jù)的比較還可以發(fā)現(xiàn)，聚類到實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組第一類鎘低積累類群的玉米品種基本一致。這一現(xiàn)象說(shuō)明當(dāng)鎘污染水平處于0～5mg·kg-1時(shí)，供試玉米品種對(duì)土壤鎘的吸收品種差異不顯著。

圖6 不同玉米品種籽粒鎘含量Figure 6 Cd content in grain ofdifferentmaize cultivars

圖7 實(shí)驗(yàn)組籽粒鎘含量聚類分析Figure 7 ThehierarchicalclusteranalysisofCd content in grain of experimentalgroup

圖8 對(duì)照組籽粒鎘含量聚類分析Figure 8 The hierarchical clusteranalysisofCd content in grain of conditional controlgroup

2.4 不同玉米品種的富集和轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)律分析

考慮到對(duì)照組土壤的全鎘含量較低（0.15 mg· kg-1），玉米的鎘含量較低，本文僅就實(shí)驗(yàn)組不同玉米品種不同器官的富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)進(jìn)行分析。從表2看出，供試玉米品種根、莖、葉、籽粒的富集系數(shù)和莖葉、籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)都有顯著差異（P＜0.05）。實(shí)驗(yàn)組根富集系數(shù)均＞1，莖富集系數(shù)范圍0.093～0.430，平均值為0.246。葉富集系數(shù)范圍0.068～0.902，平均值為0.414。籽粒富集系數(shù)均＜0.1。玉米葉富集鎘能力相對(duì)于莖略強(qiáng)，但低于根積累鎘的能力，而籽粒富集鎘的能力最低。實(shí)驗(yàn)組莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)范圍0.19～0.83，平均值為0.38；莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)最低和最高的品種分別為18號(hào)和10號(hào)。籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)范圍0.03～0.44，平均值為0.15；籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)最低和最高的品種分別為18號(hào)和8號(hào)。

實(shí)驗(yàn)組籽粒鎘含量未超過(guò)國(guó)家食品安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的有1、3、4、9、12、13、14、15和18號(hào)品種，所有玉米品種根富集系數(shù)均＞1，同時(shí)1、3、4、12、13、14、15和18號(hào)品種的莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均小于0.5，且籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均＜0.15，說(shuō)明以上品種從根向莖葉、籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)鎘的能力較弱。9號(hào)品種雖然莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)為0.58，但籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)＜0.1。說(shuō)明鎘從根向莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)能力強(qiáng)而向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)能力弱。6、7號(hào)玉米品種莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)＜0.5，籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)＞0.2，說(shuō)明從莖葉向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)鎘的能力較強(qiáng)。10號(hào)品種莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)最高，籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)＜0.1，說(shuō)明其從根向莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)鎘能力較強(qiáng)，但繼續(xù)向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)鎘的能力相對(duì)較弱。2、5、8、11、16、17號(hào)玉米品種莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)＞0.2，且籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均＞0.1，說(shuō)明根向莖葉、籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)鎘的能力較強(qiáng)，這與其莖葉鎘含量超過(guò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、籽粒鎘含量超過(guò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)論一致。

表2 實(shí)驗(yàn)組供試玉米品種的富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)Table 2 The bioconcentration and translocation factorsofmaize cultivars in experimentalgroup

2.5 土壤鎘形態(tài)與生物有效性關(guān)系

植物吸收重金屬的量與重金屬的某一種形態(tài)而非全量有關(guān)[10]。Tessier等[11]將土壤鎘分為水溶及可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)（表3）。研究表明，紅壤、棕壤中可交換態(tài)含量較高，鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和有機(jī)結(jié)合態(tài)含量很少，碳酸鹽結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)含量居中[12-13]。實(shí)驗(yàn)組土壤鎘形態(tài)主要以可交換態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)為主，碳酸鹽結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)含量居中，有機(jī)結(jié)合態(tài)含量最低。王新[14]通過(guò)對(duì)沈陽(yáng)生態(tài)站草甸棕壤土進(jìn)行田間盆栽試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鎘污染土壤的鎘生物有效性提高，植物積累鎘含量增加。實(shí)驗(yàn)組土壤鎘形態(tài)與植物吸收鎘含量的相關(guān)性見(jiàn)表4。將玉米根、莖、葉、籽粒鎘含量、地上部鎘總量以及莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)作為因變量Y，土壤可交換態(tài)鎘含量（X1）、殘?jiān)鼞B(tài)鎘含量（X2）為自變量X，通過(guò)逐步線性回歸分析來(lái)探討土壤鎘形態(tài)與玉米吸收鎘之間的相關(guān)性，統(tǒng)計(jì)顯著回歸方程見(jiàn)表5。鎘交換態(tài)含量與玉米莖鎘含量、葉鎘含量、地上部鎘總量、莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別為0.699、0.814、0.703、0.622，且都在0.01水平上顯著正相關(guān)。殘?jiān)鼞B(tài)鎘含量與葉鎘含量、籽粒鎘含量、地上部鎘總量在0.05水平上顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.606、-0.557、-0.518。

表4 土壤鎘形態(tài)與玉米吸收鎘含量相關(guān)性Table 4 The relationship between Cd form and differentindex of maize′suptake

3 討論

土壤鎘交換態(tài)含量與玉米莖鎘含量、葉鎘含量、地上部鎘總量、莖葉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)顯著正相關(guān)，這可能與可交換態(tài)活性高，易被植物吸收有關(guān)。殘?jiān)鼞B(tài)鎘含量與葉鎘含量、籽粒鎘含量、地上部鎘總量顯著負(fù)相關(guān)，這可能與殘?jiān)鼞B(tài)活性不高不易被植物利用，而且鎘各形態(tài)處于動(dòng)態(tài)平衡中有關(guān)。就已有的研究報(bào)道看，玉米品種之間在吸收和富集重金屬方面確實(shí)存在較大差異。劉銳龍等[15]的研究發(fā)現(xiàn)，在土壤中鎘的濃度為0.271～0.337mg·kg-1時(shí)，京玉11號(hào)玉米對(duì)鎘的弱吸收特性最明顯，且玉米對(duì)鎘的吸收能力與籽實(shí)生物量和玉米總生物量之間沒(méi)有顯著相關(guān)性；孫洪欣等[16]的研究發(fā)現(xiàn)華北地區(qū)的9個(gè)夏玉米品種在吸收土壤鎘和鉛方面存在顯著差異。本研究發(fā)現(xiàn)不同玉米品種根、莖、葉、籽粒積累鎘都存在顯著的種間差異，這可能與實(shí)驗(yàn)選取的18個(gè)玉米品種遺傳背景差異較大，基因型不同有關(guān)。聚類分析顯示實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組第1類鎘低積累類群的玉米品種基本一致，這說(shuō)明供試玉米在中輕度鎘污染（≤5.0mg·kg-1）土壤吸收和積累鎘無(wú)顯著的種間差異，可能是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)置的鎘污染濃度未達(dá)到玉米承受鎘能力的閾值，因此未對(duì)玉米的正常生長(zhǎng)產(chǎn)生太大的影響，具體的作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。就目前的研究來(lái)看，還不能從玉米遺傳學(xué)角度篩選低累積玉米品種。

表3 不同形態(tài)鎘含量Table 3 Different form ofCd content

表5 土壤鎘形態(tài)與植物吸收回歸模擬方程Table 5 Regression equation ofsoilCd form and uptake ofmaize

從玉米可食部位重金屬含量是否滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、鎘富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)小于1以及產(chǎn)量等方面綜合評(píng)價(jià)，選取新東單16、東單60、沈禾118和富友9作為輕度和中度鎘污染耕地上種植的推薦品種。然而，目前有關(guān)低積累重金屬作物品種的篩選方面還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)[2]，玉米低積累重金屬的作用機(jī)制方面研究也比較薄弱，這些工作都待進(jìn)一步加強(qiáng)。

4 結(jié)論

（1）在外源添加鎘條件下，供試的18個(gè)玉米品種不同部位鎘含量都有明顯差異，總體呈現(xiàn)根＞葉＞莖＞籽粒的規(guī)律。

（2）玉米吸收的鎘與土壤可交換態(tài)鎘含量有一定的正相關(guān)關(guān)系，與殘?jiān)鼞B(tài)鎘含量有一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系。

（3）綜合考慮玉米籽粒和莖葉的鎘含量、富集系數(shù)以及轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)等因素，篩選出新東單16、東單60、沈禾118和富友9為優(yōu)選低積累玉米品種，說(shuō)明在中輕度鎘污染耕地篩選和培育玉米籽粒中鎘含量較低且不超標(biāo)的低積累玉米品種的方式是可行的。

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Accumulation and translocation of cadm ium in differentmaize cultivars

XINYan-wei,LIANGCheng-hua*,DU Li-yu,WUYan,ZHANGYa-nan,HUYue
（Shenyang Agriculture University,College of Land and Environment,Shenyang 110866,China）

Eighteen maize cultivars,which are widely planted in the Northeast China,were selected asmaterials in a pot experiment.The aims of this study were to investigate the rule of cadmium（Cd）accumulation and translocation under Cd stress conditions（5mg·kg-1）,and explore the relationship between Cd form and itsabsorption by the crop.The results showed that the biomass and yield among cultivarswere not significantly different,while the ability to accumulate and translocate Cd was significantly different in the root,stem,leaf,and grain of maize.Among the cultivars,accumulation of Cd in the grain in nine cultivars did not exceed the national hygienic standard of food safety, while that in stem in three cultivars and in leaves in two cultivars did notexceed the hygienic standard of feed.The Cd accumulation coefficients in root,stem,leaf,and grain ofmaizewere 1.076～1.991,0.093～0.430,0.068～0.902,and 0.004～0.081,respectively.The transferring coefficients of stem and leaf ranged from 0.19 to 0.83 and from 0.03 to 0.44,respectively,which suggest that themaize cultivars had a certain ability to absorb Cd from the soil,but the transporting ability from shoot to stem,leaf,or grain wasweak.Cd absorbed bymaize had a positive correlation with the exchangeable state and negative correlation with the residual state.According to the evaluation of biomass,Cd content,enrichment,and transferring coefficient,four cultivars named Xin Dongdan 16,Dongdan 60,Shenhe 118,and Fuyou 9 could be recommended for cultivation in themild andmoderate Cd contaminated soils.

maize;cultivardifference;accumulation;translocation;cadmium form

X53

A

1672-2043（2017）05-0839-08

10.11654/jaes.2016-1668

2016-12-28

辛艷衛(wèi)（1992—），女，山東濰坊人，碩士研究生，從事污染土壤修復(fù)研究。E-mail：xinywxin@163.com

*通信作者：梁成華E-mail：liang110161@163.com

國(guó)家科技支撐計(jì)劃（2015BAD05B03）

Project supported：TheNationalKey Technology Research and DevelopmentProgram of theMinistryofScienceand Technology ofChina（2015BAD05B03）

辛艷衛(wèi)，梁成華，杜立宇，等.不同玉米品種對(duì)鎘的富集和轉(zhuǎn)運(yùn)特性[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2017,36（5）：839-846.

XINYan-wei,LIANGCheng-hua,DU Li-yu,etal.Accumulation and translocation of cadmium in differentmaize cultivars[J].Journal of Agro-Environment Science,2017,36（5）:839-846.