?混配鐵肥噴施對(duì)小白菜鎘鉛含量的影響?

摘 要：采用土壤盆栽實(shí)驗(yàn)，研究了葉面噴施不同配比硫酸亞鐵、檸檬酸、乙二胺四乙酸二鈉（Na2EDTA）和尿素混配鐵肥對(duì)小白菜生長(zhǎng)及小白菜地上部Cd、Pb和Fe含量的影響。結(jié)果表明，噴施不同配比的混配鐵肥對(duì)小白菜地上部干重及地上部Cd、Pb、Fe、Zn和Cu含量有明顯不同的影響。葉面噴施FeSO4混配肥提高了小白菜地上部生物量，噴施混配鐵肥處理小白菜鮮重和干重分別增加24.63%～89.03%和34.78%～114.13%。噴施不同配比混配鐵肥可在一定程度上降低小白菜地上部Cd、Pb、Cu和Zn含量，提高小白菜地上部Fe含量。噴施2 mmol/L"FeSO4+1.8 mmol/L檸檬酸+0.2 mmol/L Na2EDTA+0.2%尿素（處理9）后，小白菜地上部Cd和Pb含量降低幅度分別在50%和40%以上，F(xiàn)e含量提高16.35%;是小白菜降鎘鉛效果最優(yōu)混配鐵肥組合。

關(guān)鍵詞：葉面噴施;鐵;小白菜;重金屬

中圖分類號(hào)： S474+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2018）01-0030-04

Effects of Foliar Application Mixed Iron Fertilizers on the Contents of Cadmium and

Lead in Pakchoi

WANG Hui，XU Chao，HUANG Xue-ting，OUYANG Dong-sheng，LUO Zun-chang，

LV Guang-hui，LIAO Yu-lin，ZHU Han-hua

Abstract：A soil pot experiment were conducted to study the effects foliar application of ferrous sulfate， citric acid， disodium ehyylenediamine tetraacetic acid （Na2EDTA） and urea mixed fertilizers on the growth and cadmium （Cd）， lead （Pb） and iron （Fe） contents in pakchoi. The results showed that the different mixed iron fertilizers has distinct effects on the shoot dry weight of pakchoi and contents of Cd， Pb， Fe， Zn， and Cu in shoot of pakchoi. Foliar application of mixed iron fertilizer increased shoot biomass of pakchoi. The fresh weight and dry weight of the shoot of pakchoi were increased by 24.63%-89.03% and 34.78%-114.13%， respectively with foliar application different mixed iron fertilizers. Foliar application different mixed iron fertilizers could decrease the contents of Cd， Pb， Cu and Zn in the shoots of pakchoi to a certain extent， and increased Fe contents. The ferrous sulfate， citric acid， Na2EDTA and urea （2 mmol/L FeSO4+1.8 mmol/L citric acid + 0.2 mmol/L Na2EDTA+0.2% urea） increased Fe content by 16.35%， but decreased the contents of Cd and Pb in the shoot of pakchoi by 50% and 40% respectively. It is the best combination of mixed iron fertilizer to reduce Cd and Pb contents in pakchoi.

Key words：foliar application; iron; pakchoi; heavy metal

近年來，隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的加速和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)田土壤重金屬污染問題日益突出[1-2]。Cd和Pb是重金屬污染農(nóng)田主要的污染物[2]，Cd、Pb的污染給生態(tài)環(huán)境及人體健康帶來了很大危害[3]。蔬菜是人們的常用食物，土壤中的Cd和Pb可以通過蔬菜進(jìn)入食物鏈，對(duì)人體健康造成一定的危害[4-5];其中葉菜類蔬菜中Cd和Pb含量水平明顯高于其他類型蔬菜[5-6]。如何降低Cd和Pb在葉菜類蔬菜可食部位的積累已成為環(huán)境污染領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

通過葉面噴施某種物質(zhì)來提高作物對(duì)重金屬的抗性、減少甚至阻斷其向食物鏈轉(zhuǎn)移的葉面控制技術(shù)近年來逐漸受到關(guān)注[7-10]，其是利用Cd和Pb的吸附遷移受競(jìng)爭(zhēng)性陽離子Zn2+、Cu2+、Fe2+、Ca2+、Mg2+等與Cd2+和Pb2+的拮抗效應(yīng)來抑制Cd和Pb吸收或轉(zhuǎn)移到作物中，從而達(dá)到降低Cd和Pb在可食部位的含量[7]。一些研究表明，葉面噴施適量Fe可降低作物可食部位Cd和Pb含量[11-15]。筆者前期的研究表明，葉面噴施硫酸亞鐵、檸檬酸鐵和EDTA二鈉亞鐵可降低菜心Cd、Pb和Cu累積，檸檬酸鐵和EDTA二鈉亞鐵降低菜心Cd、Pb和Cu效果較好;檸檬酸鐵和硫酸亞鐵處理菜心產(chǎn)量分別提高6.95%和18.2%，而EDTA二鈉亞鐵處理降低16.0%[14]。有必要對(duì)減少蔬菜重金屬積累的葉面調(diào)控高效鐵肥配比進(jìn)行優(yōu)化，在高效降低植物重金屬積累的同時(shí)提高鐵肥的品質(zhì)，提高其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。研究以葉類蔬菜小白菜（Brassica chinensis）為研究對(duì)象，采用Cd和Pb污染土壤盆栽試驗(yàn)，分析葉面噴施不同配比混配鐵肥對(duì)小白菜生長(zhǎng)以及Fe、Cd和Pb含量的影響，以便為在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中通過合理組配和鐵肥調(diào)控作物Cd和Pb積累的同時(shí)達(dá)到高產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試土壤為采自廣東省韶關(guān)市大寶山下游重金屬污染的稻田0～15 cm的表土，土壤采回后經(jīng)風(fēng)干，磨細(xì)過2 mm篩，裝入封口袋中備用。供試土壤基本理化性質(zhì)見表1。試驗(yàn)用小白菜品種為D94小白菜。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)置10個(gè)葉面噴施處理，采用硫酸亞鐵（FeSO4）、檸檬酸、乙二胺四乙酸二鈉（Na2EDTA）和尿素按照一定比例混合配成鐵肥（表2），將不同配比混配鐵肥pH值調(diào)至4.5，對(duì)小白菜進(jìn)行葉面噴施處理。每處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

土壤經(jīng)混勻后裝盆，盆底部鋪一層200目的尼龍網(wǎng)布，每盆裝土550 g（以干土計(jì)），每盆土施加14 g/L的石灰溶液20 mL，將土壤pH值調(diào)節(jié)至7，并且噴水至田間最大持水量為75%左右，平衡4 d，期間用稱重法讓土壤維持上述濕潤程度。在裝盤后第4天按照0.15 g/kg N、0.12 g/kg P2O5和0.15 g/kg K2O的比例施入尿素、磷酸二氫鉀和氯化鉀（均為分析純）作基肥。施肥3 d后（2013年4月21日）播種，將小白菜種子播種于盆中，每盆播種20粒，待幼苗長(zhǎng)到3片真葉時(shí)，每盆間苗至10株。2013年5月13日開始噴施混配鐵肥，每5 d噴一次，為了避免過多的混配鐵肥滴落在土壤中，每盆每次的噴施量為10 mL，并且在裸露土壤表面鋪上紙巾;共噴施5次。于2013年6月3日收獲小白菜。在小白菜生長(zhǎng)期間（共42 d）用蒸餾水澆灌，保持田間持水量的75%。小白菜收獲后先后用自來水、蒸餾水洗凈，擦干、稱鮮重，于105 ℃烘箱內(nèi)殺青30 min，再于60℃烘箱內(nèi)烘干，稱干重，粉碎備用。蔬菜樣品測(cè)定Cd、Pb、Fe、Zn、Cu和N含量。

1.3 分析方法

小白菜地上部樣品采用濃硝酸-高氯酸消化（體積比為3∶1），原子吸收分光光度計(jì)（日本HITACHI公司，Z-2300）測(cè)定Cd、Pb、Fe、Zn和Cu。小白菜全氮采用H2SO4-H2O2消煮-靛酚藍(lán)比色法[16]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，統(tǒng)計(jì)與處理。用SPSS 16.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，Tukey HSD多重比較法作多重比較、差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面噴施混配鐵肥條件下的小白菜地上部生物量

葉面噴施混配鐵肥可顯著促進(jìn)小白菜生長(zhǎng)，提高地上部生物量。與T1處理相比，噴施混配鐵肥處理小白菜鮮重和干重分別增加24.63%～89.03%和34.78%～114.13%，其中T3處理小白菜鮮重和干重均最大，混配鐵肥處理小白菜地上部干重顯著增加（除T2、T5和T10處理外）;表明葉面噴施FeSO4混配肥提高了小白菜地上部生物量，但不同配比的FeSO4混配肥對(duì)小白菜地上部生物量的影響存在較大差異。各處理小白菜地上部干重大小順序?yàn)椋篢3gt;T9gt;T4gt;T6gt;T7gt;T8gt;T2gt;T10gt;T5gt;T1（圖1）。

2.2 葉面噴施混配鐵肥條件下的小白菜地上部Cd和Pb含量

葉面噴施不同配比混配鐵肥處理均能顯著降低小白菜地上部Cd含量，降低幅度達(dá)28.48%～59.56%（圖2）。各處理小白菜地上部Cd含量大小順序?yàn)椋篢1gt;T2gt;T6gt;T5gt;T4gt;T9gt;T7gt;T10gt;T8gt;T3。T3、T7、T8、T9和T10處理小白菜地上部Cd含量顯著低于T2處理，而T3、T7、T8、T9和T10處理間小白菜地上部Cd含量無顯著差異。葉面噴施不同配比混配鐵肥均能降低小白菜地上部Pb含量，降低幅度為8.51%～42.21%（圖2）。各處理小白菜地上部Pb含量大小順序?yàn)椋篢1gt;T4gt;T8gt;T3gt;T7gt;T5gt;T2gt;T6gt;T9gt;T10。綜上，噴施不同配比混配鐵肥均能在一定程度上降低小白菜地上部Cd和Pb含量，說明葉面噴施FeSO4混配肥能顯著降低小白菜地上部Cd和Pb含量;其中T9和T10處理Cd和Pb含量降低幅度分別在50%和40%以上，是較好的FeSO4混配肥。

2.3 葉面噴施混配鐵肥條件下的小白菜地上部Fe、Zn、Cu、Ca和N含量

葉面噴施不同配比混配鐵肥處理均能增加小白菜地上部Fe含量，增加幅度為16.35%～171.87%，其中T4、T5和T6處理小白菜地上部Fe含量與T1處理相比顯著提高（表3）;表明葉面噴施FeSO4混配肥能提高小白菜地上部Fe含量，噴施不同配比的混配鐵肥對(duì)小白菜地上部Fe含量影響很大，小白菜地上部Fe含量的增加程度受混配肥中鐵源、檸檬酸、Na2EDTA、尿素混配比例的影響較大。小白菜地上部Zn含量在噴施不同配比混配鐵肥后顯著降低，其降低幅度為26.63%～44.23%（Plt;0.05）;與T1處理相比，T5處理小白菜地上部Zn含量降低幅度最小、T8處理降低幅度最大，T5和T8處理兩者間小白菜地上部Zn含量差異顯著（表3）。小白菜地上部Cu含量在噴施不同配比混配鐵肥后顯著降低，其降低幅度為33.00%～60.14%（Plt;0.05）;各處理小白菜地上部Cu含量大小順序?yàn)椋篢1gt;T2gt;T5gt;T3gt;T6gt;T8gt;T4gt;T9gt;T10gt;T7（表3）。葉面噴施不同配比混配鐵肥對(duì)小白菜地上部Ca和N含量無顯著影響（表3）。

3 討 論

研究結(jié)果表明，葉面噴施不同配比混配鐵肥可顯著促進(jìn)小白菜生長(zhǎng)，提高地上部生物量（圖1），其原因有二：（1）Fe是作物生長(zhǎng)必需的微量元素之一，添加Fe營養(yǎng)可促進(jìn)作物生長(zhǎng)[17];（2）混配鐵肥中含有一定量的尿素，葉面噴施尿素可促進(jìn)作物生長(zhǎng)。

葉面噴施不同配比混配鐵肥處理均能降低小白菜地上部Cd、Pb、Zn和Cu含量（圖2和表3），Cd、Pb、Zn和Cu與Fe之間表現(xiàn)出明顯的拮抗作用。該結(jié)果與劉俊等[13]、周坤等[12]、許超等[14]、楊蕓等[15]報(bào)道相似。噴施不同配比混配鐵肥后小白菜地上部Cd、Pb、Zn和Cu含量降低可能是因?yàn)椋海?）Fe供應(yīng)充足情況下，F(xiàn)e轉(zhuǎn)運(yùn)子基因關(guān)閉，F(xiàn)e吸收增加，Cd、Pb、Zn和Cu吸收量下降，Cd、Pb、Zn和Cu富集降低[18];（2）Cd、Pb、Zn和Cu與Fe競(jìng)爭(zhēng)根系吸收運(yùn)輸點(diǎn)位降低了Cd、Pb、Zn和Cu在植物體內(nèi)木質(zhì)部長(zhǎng)距離運(yùn)輸[19]。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可以噴施適當(dāng)量鐵肥、以增加Fe2+的含量，一方面抑制二價(jià)金屬離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)，另一方面增強(qiáng)Fe在鐵鎘互作過程中的競(jìng)爭(zhēng)性，從而抑制植物體對(duì)Cd的吸收和積累。不同配比混配鐵肥均顯著降低小白菜地上部Cd含量，混配鐵肥中各組分對(duì)小白菜地上部中Cd降低的作用有待深入研究。試驗(yàn)只是選取了一個(gè)小白菜品種在盆栽條件下進(jìn)行了不同配比混配鐵肥噴施試驗(yàn)，對(duì)篩選出來的優(yōu)勢(shì)組合是否具有品種和大田的廣譜適應(yīng)性有待進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

試驗(yàn)通過硫酸亞鐵與檸檬酸、Na2EDTA和尿素的混配葉面噴施，研究了不同硫酸亞鐵、檸檬酸、Na2EDTA和尿素配比混配對(duì)小白菜地上部產(chǎn)量和Cd、Pb、Fe、Zn、Cu和N含量的影響。綜上所述，處理3（T3）使小白菜地上部干重增加最為顯著，比對(duì)照（T1）提高了114.13%;與對(duì)照相比，噴施處理3（T3）使小白菜地上部Cd含量降低最大，噴施處理10（T10）混配噴施小白菜地上部Pb含量降低最大，噴施處理5（T5）使小白菜地上部Fe含量增加最大，噴施處理8（T8）使小白菜地上部Zn含量降低最大，噴施處理7（T7）使小白菜地上部Cu含量降低最大。葉面噴施不同配比的FeSO4、檸檬酸、Na2EDTA和尿素混配肥料對(duì)小白菜“D94”地上部干重及其Cd、Pb、Fe、Zn和Cu含量有明顯不同的影響，這為小白菜營養(yǎng)品質(zhì)的提升提供了一定的理論依據(jù)。

4 結(jié) 論

（1）葉面噴施不同配比FeSO4、檸檬酸、Na2EDTA和尿素混配肥料可在一定程度上降低小白菜地上部Cd、Pb、Cu和Zn含量，其中降Cd效果最為顯著;并在一定程度上提高小白菜地上部Fe含量。

（2）葉面噴施2 mmol/L FeSO4+1.8 mmol/L 檸檬酸+0.2 mmol/L Na2EDTA+0.2%尿素（處理9）后，小白菜地上部Cd和Pb含量降低幅度分別在50%和40%以上，同時(shí)Fe含量提高16.34%;是一個(gè)降鎘鉛效果較好的混配鐵肥。

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