葉面噴施鋅肥和檸檬酸對辣椒產(chǎn)量、品質(zhì)與Cd吸收轉(zhuǎn)運的影響

柴冠群,周 瑋,梁 紅,范菲菲,朱大雁,范成五,*

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學院 土壤肥料研究所,貴州 貴陽 550006; 2.貴州大學 農(nóng)學院,貴州 貴陽 550025)

中國種植辣椒133萬hm2左右,約占全球辣椒種植面積的40%,辣椒已成為我國多地重要經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè),尤其是貴州,其辣椒種植規(guī)模居全國首位,約占全國的25%[1]。辣椒是世界上最大的調(diào)味料作物,以貴州為例,其人均辣椒食用量為6.84 g·d-1[2]。Cd是一種高毒性且易于從土壤轉(zhuǎn)移到植物,通過食物鏈暴露來危害人類健康的重金屬元素,其對人體內(nèi)臟、免疫系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)等都會造成不利影響[3]。辣椒是Cd富集能力較強的蔬菜作物,能高效富集土壤Cd[4],其對Cd的生物富集系數(shù)最高可達3.04[5]。近年,貴州[2]、重慶[6]與云南[7]等多地出現(xiàn)辣椒Cd超標現(xiàn)象。因此,探討如何降低辣椒Cd含量對辣椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

葉面噴施競爭性陽離子或生理調(diào)節(jié)物質(zhì)抑制作物Cd吸收或轉(zhuǎn)運到可食部位,已成為農(nóng)業(yè)農(nóng)村部推薦的中輕度Cd污染耕地安全利用的農(nóng)藝調(diào)控技術(shù)之一[8]。Xin等[9]、趙首萍等[10]與邵曉慶等[11]研究均表明,辣椒果實Cd含量與辣椒根向地上部轉(zhuǎn)運Cd的能力或地上部營養(yǎng)器官對Cd的再分配能力顯著相關(guān)。陳貴青等[6]、鞏雪峰等[12]、李磊等[13]報道,葉面噴施阻控材料(Zn、γ-聚谷氨酸、Se)能夠降低辣椒果實Cd含量。由于Zn與Cd為同族元素,具有相似的化學性質(zhì),二者被作物吸收時會發(fā)生拮抗效應(yīng),葉面噴施ZnSO4可通過抑制根部Cd吸收和降低作物體內(nèi)Cd轉(zhuǎn)運而降低其可食部位Cd含量[14-15]。但也有報道,Zn與Cd在作物體內(nèi)表現(xiàn)為協(xié)同效應(yīng)[16]?？梢?植物中Zn與Cd的相互作用并沒有得出統(tǒng)一的結(jié)論。此外,檸檬酸、酒石酸和草酸等有機酸普遍存在于植物體中,植物遭受重金屬脅迫時,根系會分泌有機酸與重金屬形成穩(wěn)定態(tài)化合物,降低植物對重金屬的吸收[17];重金屬進入植物體內(nèi),相鄰碳原子上具有成對羥基(—OH)和羧基(—COOH)的有機酸可與其形成穩(wěn)定的五元或六元環(huán)狀結(jié)構(gòu),從而降低重金屬在植物體內(nèi)的遷移[18-19]。薛衛(wèi)杰[20]研究表明,水稻揚花期葉面噴施5 mmol·L-1檸檬酸可以顯著降低稻米Cd含量;林琦等[21]通過水培試驗也發(fā)現(xiàn),外源施用檸檬酸可降低小麥與水稻體內(nèi)Cd含量。

葉面噴施Zn肥或檸檬酸對作物Cd吸收累積的作用可能因作物種類、試驗條件等差異而不同,目前也鮮見葉面噴施Zn肥或檸檬酸對辣椒吸收轉(zhuǎn)運Cd等方面的研究。因此,本研究選取黔北主栽加工型辣椒品種(青紅元帥,指型朝天椒)與具有代表性的土壤(Cd安全利用類黃壤),通過盆栽試驗研究葉面噴施ZnSO4與檸檬酸或二者復(fù)配對辣椒生物量、品質(zhì)與Cd吸收轉(zhuǎn)運的影響,以期明確Zn肥與檸檬酸對辣椒的作用效果,為辣椒Cd污染的合理防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試土壤

供試土壤取自貴州省綏陽縣某地耕層(0～20 cm)土壤,土壤風干后,剔除土壤中石礫與植物殘渣,用木錘錘敲土塊,篩分過5 mm尼龍網(wǎng)篩備用。將篩分的土壤混合均勻后取樣測定土壤基本理化性質(zhì)。土壤的基本理化性質(zhì)為pH值5.98、有機質(zhì)41.63 g·kg-1、全氮3.12 g·kg-1、全磷0.58 g·kg-1、全鉀6.00 g·kg-1、堿解氮173.15 mg·kg-1、有效磷6.10 mg·kg-1、速效鉀41.00 mg·kg-1、全Cd 0.31 mg·kg-1、有效Cd 0.15 mg·kg-1。根據(jù)GB 15618—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風險管控標準(試行)》的要求,試驗土壤中Cd含量介于風險篩選值與風險管制值之間,為安全利用類。

1.1.2 供試辣椒品種

供試辣椒(CapsicumannuumL.)品種為青紅元帥,購自貴州科奧農(nóng)資銷售有限公司。

1.1.3 供試葉面噴施材料與肥料

供試ZnSO4與檸檬酸均為分析純,購自貴陽欣興星物資有限公司。供試氮肥、磷肥與鉀肥分別為尿素、過磷酸鈣與硫酸鉀,購自貴州科奧農(nóng)資銷售有限公司。

1.2 試驗設(shè)計

本試驗為盆栽試驗,于2021年2—10月份在貴州省土壤肥料研究所溫室大棚開展。辣椒種子用質(zhì)量分數(shù)1% NaClO浸泡表面消毒30 min,并用蒸餾水清洗干凈,撒播于裝有基質(zhì)的托盤中,在溫室內(nèi)漂浮育苗。于4月15日選取五葉一心、長勢良好、大小一致的辣椒幼苗進行移栽,每盆移栽1株,用去離子水澆灌,保持土壤田間持水量約60%。試驗共4個處理: CK(葉面噴施純水)、Zn200(葉面噴施200 μmol·L-1ZnSO4)、CA40(葉面噴施40 μmol·L-1檸檬酸)與Zn200+CA40(葉面噴施200 μmol·L-1ZnSO4和40 μmol·L-1檸檬酸),每個處理重復(fù)5次,分別在辣椒苗期、現(xiàn)蕾期與開花坐果期,使用噴霧器對辣椒葉片正反面進行均勻噴霧,以形成水珠且不下落為準;噴施時間為08:00—09:00,以避免蒸發(fā)降低辣椒對葉面噴施材料的吸收。每盆施入N、P2O5與K2O分別為180、100和150 mg·kg-1(材料與土壤質(zhì)量比),均一次性施入土壤,將其與5 kg過5 mm尼龍篩的風干土充分混勻后裝盆(直徑30 cm、高25 cm)。

1.3 樣品處理與分析

1.3.1 辣椒樣品處理與分析

以辣椒果實轉(zhuǎn)紅為統(tǒng)一采收標準,共采集4次。辣椒各部位采摘后及時用去離子水清洗干凈,并用吸水紙將其表面擦干。最后1次采集果實的同時采集辣椒植株樣品,將其分為根、主莖、叉莖、主莖上葉、叉莖上葉與果實6部分,稱量每次采集的辣椒果實鮮重。辣椒各部位樣品在電熱鼓風干燥箱(UP-GZ-9140AT,四川優(yōu)浦達科技有限公司)中105 ℃殺青30 min,60 ℃烘干至質(zhì)量不變,稱量辣椒各部位干重,用三維震擊式球磨儀(TJS-325,天津市東方天凈科技發(fā)展有限公司)將辣椒各部位粉碎后保存?zhèn)溆谩?/p>

辣椒各部位Cd含量均采用HNO3-HClO4(體積比4∶1)消解,稀HCl定容,電感耦合等離子質(zhì)譜儀(Elan 9000 型,美國珀金埃爾默股份有限公司)測定,用標樣(GBW100348)進行質(zhì)控,回收率為97.6%～100.4%,全程做空白試驗。同時,取部分辣椒果實干樣測定可溶性糖、可溶性蛋白、氨基酸、辣椒堿、維生素C(VC)等品質(zhì)指標[22]。

1.3.2 土壤樣品處理與分析

最后1次采集辣椒果實時,將辣椒從盆缽中取出,輕輕抖動,用毛刷收集辣椒根系上附著的土壤即為根際土,待其自然風干后,用瑪瑙研缽研磨過0.149 mm尼龍篩備用。土壤樣品采用HNO3-HClO4-HF-HCl消解,稀HCl定容,采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測定Cd含量。用標樣(GBW07557)進行質(zhì)控,回收率為96.8% ～101.4%,全程做空白試驗。

所有試驗用品均經(jīng)稀酸浸泡,減少器皿對重金屬的吸附,試驗用水均為去離子超純水。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用富集系數(shù)(BCF,%)表示辣椒對土壤Cd的富集能力,用轉(zhuǎn)運系數(shù)(TF地上部/根,%)表示辣椒根系向地上部轉(zhuǎn)運Cd的能力[23],用轉(zhuǎn)運效率(TFa/b,%)表示辣椒b部位向a部位轉(zhuǎn)運Cd的效率[10],用RA(μg·g-1)表示辣椒根Cd凈吸收量[9],具體計算公式如下:

(1)

(2)

(3)

(4)

式(1)～(4)中:VBCF表示BCF的值,cP、cS分別表示辣椒植株和辣椒根際土的Cd含量(mg·kg-1);VTF表示TF地上部/根的值,c地上部、c根分別表示辣椒地上部、辣椒根中的Cd含量(mg·kg-1);RTF表示轉(zhuǎn)運效率TFa/b的值,ca、cb分別表示辣椒a部位和辣椒b部位的Cd含量(mg·kg-1);PA與mR分別表示辣椒整株Cd累積量(μg)與辣椒根干重(g)。

試驗數(shù)據(jù)均采用Microsoft Office 2010軟件計算處理,運用IBM SPSS20 Statistics軟件(美國IBM公司)進行統(tǒng)計分析,采用Sigmaplot 14.0軟件作圖,差異顯著分析采用Duncan法進行,顯著水平為0.05,相關(guān)性分析采用Pearson雙側(cè)檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對辣椒生物量與品質(zhì)的影響

2.1.1 辣椒生物量

各處理的辣椒生物量如表1所示,與CK相比,Zn200處理的辣椒果實干重、果實數(shù)量、單果干重、整株干重與果實干重占比均無顯著變化,CA40處理單果干重與果實干重占比顯著降低,其余指標無顯著變化,Zn200+CA40處理辣椒果實干重與果實干重占比均顯著降低,果實干重占比降低4.21百分點。綜上,單獨施用200 μmol·L-1ZnSO4或40 μmol·L-1檸檬酸對辣椒果實干重無顯著影響,二者聯(lián)合施用顯著降低了辣椒果實干重與果實干重占比。

表1 不同處理的辣椒生物量(干基)Table 1 Biomass of peppers under different treatments (Dry weight)

2.1.2 辣椒品質(zhì)

各處理的辣椒果實品質(zhì)如表2所示,就可溶性糖而言,與CK相比,Zn200處理與Zn200+CA40處理的辣椒果實可溶性糖含量顯著降低,CA40處理無顯著變化。與CK相比,Zn200處理的辣椒果實可溶性蛋白含量顯著降低,其余處理均顯著增加,Zn200+CA40處理增幅最大,為36.94%。與CK相比,Zn200處理的辣椒果實氨基酸含量無顯著變化,其余處理顯著降低,Zn200+CA40處理降幅最大,為19.59%。不同處理的辣椒堿含量差異不顯著。與CK相比,Zn200處理辣椒果實VC含量顯著增加,其余處理無顯著差異。說明單獨施用200 μmol·L-1ZnSO4、40 μmol·L-1CA或二者聯(lián)合施用并不能協(xié)同改善辣椒果實各品質(zhì)指標。

表2 不同處理辣椒果實品質(zhì)差異Table 2 Differences in fruit quality of peppers under different treatments

2.2 不同處理對辣椒Cd吸收與分配的影響

2.2.1 辣椒各部位Cd含量特征

辣椒不同部位Cd含量特征如表3所示,總體而言,辣椒不同部位Cd均值含量表現(xiàn)為主莖上葉>根>果實>叉莖上葉>叉莖≈主莖。就辣椒果實Cd含量而言,不同處理辣椒果實Cd含量(干基)為0.58～0.79 mg·kg-1,與CK相比,Zn200+CA40處理辣椒果實Cd含量降幅最大,為26.58%;獨立樣本t檢驗顯示,Zn200+CA40處理辣椒果實Cd含量(干基)仍顯著高于《綠色食品 辣椒制品》(NY/T1711—2020)中Cd含量限值(0.1 mg·kg-1);Zn200+CA40處理辣椒果實Cd含量換算成鮮基,為0.14 mg·kg-1,比CK降低22.22%;獨立樣本t檢驗顯示,Zn200+CA40處理辣椒果實Cd含量(鮮基)顯著高于《食品安全國家標準 食品中污染物限量》(GB2762—2017)中Cd含量限值(0.05 mg·kg-1),說明試驗辣椒品種(青紅元帥)果實富Cd能力較強。

表3 不同處理辣椒不同部位Cd含量特征(干基)Table 3 Characteristics of Cd content in different parts of peppers under different treatments (Dry weight) mg·kg-1

與CK處理相比,Zn200+CA40處理對辣椒主莖、叉莖上葉、主莖上葉與地上部營養(yǎng)器官Cd含量無顯著影響,但顯著降低了辣椒果實、叉莖、根、地上部與整株的Cd含量,且降幅均最大。

2.2.2 辣椒各部位Cd分配

不同處理辣椒各部位Cd分配比例如圖1所示,由圖1-A可知,與CK相比,Zn200+CA40處理辣椒果實Cd分配比例顯著降低,降低4.92百分點,其余處理辣椒果實Cd分配比例與CK差異不顯著。與CK相比,其余處理辣椒地上部營養(yǎng)器官Cd分配比例均顯著增加,Zn200處理增幅最大,增加10.25百分點。與CK相比,其余處理辣椒根Cd分配比例均顯著降低,Zn200+CA40處理降低了5.33百分點。進一步分析地上部營養(yǎng)器官中Cd分配比例可知,與CK相比,Zn200+CA40處理顯著增加了主莖、叉莖上葉與主莖上葉Cd分配比例,從而增加地上部營養(yǎng)器官Cd分配比例,降低果實Cd分配比例(圖1-B)。

CK,葉面噴施純水;Zn200,葉面噴施200 μmol·L-1 ZnSO4;CA40,葉面噴施40 μmol·L-1檸檬酸;Zn200+CA40,葉面噴施200 μmol·L-1 ZnSO4與40 μmol·L-1檸檬酸。不同處理下辣椒相同部位間不同小寫字母表示差異達顯著水平(P<0.05)。下同。CK, Spraying pure water on leaves; Zn200, Spraying 200 μmol·L-1 ZnSO4 on leaves; CA40, Spraying 40 μmol·L-1 citric acid on leaves; Zn200+CA40, Spraying 200 μmol·L-1 ZnSO4 and 40 μmol·L-1 citric acid on leaves. The different lowercase letters indicated significant differences (P<0.05) among the same part under the different treatment. The same as below.圖1 不同處理辣椒各部位Cd分配比例Fig.1 Proportion of Cd accumulation in each part of pepper under different treatments

2.3 不同處理對辣椒Cd吸收轉(zhuǎn)運能力的影響

2.3.1 不同處理對辣椒Cd吸收與根向莖葉轉(zhuǎn)運Cd的影響

從圖2-A可以看出,辣椒對土壤Cd的富集能力較強,富集系數(shù)(BCF)為240.19%～351.82%,葉面噴施ZnSO4或檸檬酸能夠顯著降低辣椒對土壤Cd的富集系數(shù),與CK相比,Zn200+CA40處理BCF降幅最大,降低了31.73%。從圖2-B可以看出,與CK相比,除Zn200處理外,CA40處理與Zn200+CA40處理的TF地上部/根均顯著增加。從圖2-C與圖2-D可以看出,與CK相比,Zn200+CA40處理顯著增加了TF主莖/根(根向主莖轉(zhuǎn)運Cd的效率)、TF叉莖/根(根向叉莖轉(zhuǎn)運Cd的效率)、TF主莖上葉/根(根向主莖上葉轉(zhuǎn)運Cd的效率)與TF叉莖上葉/根(根向叉莖上葉轉(zhuǎn)運Cd的效率),各處理的TF主莖上葉/根均大于100%,說明辣椒主莖上葉對Cd的貯存累積能力較強,Zn200+CA40處理的TF主莖上葉/根增幅最大,增加93.56%;此外,Zn200+CA40處理顯著促進了Cd在主莖上葉中分配(圖1)間接印證了Zn200+CA40處理促進辣椒Cd向主莖上葉轉(zhuǎn)運與累積。

圖2 各處理辣椒對Cd富集能力與根向地上部或莖葉轉(zhuǎn)運Cd的效率Fig.2 Cd enrichment capacity and efficiency of Cd translocation from root to above-ground part, stem and leaf by pepper in each treatment

2.3.2 不同處理對辣椒植株向果實轉(zhuǎn)運Cd的影響

從圖3-A可以看出,與CK相比,Zn200和CA40處理與其差異不顯著,Zn200+CA40處理的TF果實/地上部營養(yǎng)器官(地上部營養(yǎng)器官向果實轉(zhuǎn)運Cd的效率)顯著降低,降低19.71%。從圖3-B可以看出,各處理的TF果實/主莖或TF果實/叉莖均大于100%,但差異不顯著。從圖3-C可以看出,與CK相比,Zn200+CA40處理的TF果實/主莖上葉與TF果實/叉莖上葉顯著降低,分別降低了27.90%與16.41%。

圖3 地上部營養(yǎng)器官或莖葉向果實轉(zhuǎn)運Cd的效率Fig.3 Efficiency of Cd transport from above-ground vegetative organ, stem and leaf to fruit

綜上,Zn200+CA40處理顯著降低了辣椒BCF整株、TF果實/地上部營養(yǎng)器官、TF果實/主莖上葉與TF果實/叉莖上葉,顯著增加了TF地上部/根,說明Zn200+CA40處理抑制辣椒對土壤Cd吸收的同時,增加了根部向地上部轉(zhuǎn)運Cd的能力,但通過降低葉片向果實轉(zhuǎn)運Cd的能力,將Cd累積在葉片與主莖中,從而降低果實Cd的分配。

2.4 影響辣椒Cd累積因素分析

由表4可知,葉面噴施ZnSO4或檸檬酸及其二因素互作對辣椒根Cd凈吸收量均有極顯著影響。由圖4-A可知,在不噴施檸檬酸條件下,葉面噴施ZnSO4對辣椒根Cd凈吸收量無顯著影響,在葉面噴施40 μmol·L-1檸檬酸條件下,葉面噴施ZnSO4極顯著降低辣椒根Cd凈吸收量。由圖4-B可知,在不噴施鋅條件下,葉面噴施檸檬酸對辣椒根Cd凈吸收量無顯著影響,在噴施200 μmol·L-1ZnSO4條件下,葉面噴施40 μmol·L-1檸檬酸極顯著降低辣椒根Cd凈吸收量。與CK相比,Zn200+CA40處理辣椒根Cd凈吸收量顯著降低,降幅為26.78%。

圖A中不同小寫字母表示同一檸檬酸用量條件下不同ZnSO4用量間的差異達到極顯著水平(P<0.01);圖B中不同小寫字母表示同一ZnSO4用量條件下不同檸檬酸用量間的差異達到極顯著水平(P<0.01)。The different lowercase letters indicate extremely significant different (P<0.01) between different ZnSO4 application rates under the same citric acid application rates in figure A; The different lowercase letters indicate extremely significant different (P<0.01) between different citric acid application rates under the same ZnSO4 application rates in figure B.圖4 不同處理辣椒根Cd凈吸收量Fig.4 Net Cd uptake by pepper root in different treatments

表4 辣椒根Cd凈吸收量雙因素方差分析Table 4 Two-factor ANOVA for net Cd uptake by pepper roots

辣椒果實Cd含量與叉莖Cd含量、主莖Cd含量、叉莖上葉Cd含量、主莖上葉Cd含量、根Cd含量、根凈吸Cd量、BCF、TF地上部營養(yǎng)器官/根、TF主莖/根、TF叉莖/根、TF主莖上葉/根、TF叉莖上葉/根、TF果實/主莖、TF果實/叉莖、TF果實/主莖上葉、TF果實/叉莖上葉、TF果實/地上部營養(yǎng)器官的相關(guān)系數(shù)分別為0.327、-0.184、0.275、-0.521、0.865、0.756、0.806、-0.907、-0.846、-0.681、-0.876、-0.863、0.432、0.044、0.688、0.312、0.460,其中,辣椒果實Cd含量與根Cd含量、根凈吸Cd量、辣椒對土壤Cd富集系數(shù)(BCF)極顯著正相關(guān),與主莖上葉向果實轉(zhuǎn)運Cd的效率(TF果實/主莖上葉)顯著正相關(guān),與根向地上部營養(yǎng)器官、叉莖、主莖、叉莖上葉與主莖上葉轉(zhuǎn)運Cd的效率(TF地上部營養(yǎng)器官/根、TF叉莖/根、TF主莖/根、TF叉莖上葉/根、TF主莖上葉/根)極顯著負相關(guān)。

3 討論

Zn是植物體內(nèi)多種酶的組成成分,參與生長素和葉綠素的合成,充分供Zn能夠促進作物的光合作用,提高作物產(chǎn)量[24]。陳貴青等[6]研究發(fā)發(fā)現(xiàn),在≤400 μmol·L-1時,葉面噴施ZnSO4能夠顯著增加辣椒(品種:世農(nóng)朝天椒)植株或果實產(chǎn)量;李美玲等[25]研究表明,葉面噴施0.07%的ZnSO4也能夠顯著增加辣椒(品種:韓國朝天椒)果實產(chǎn)量。不同品種作物對鹽脅迫的耐受性不同[26]。本試驗條件下,葉面噴施200 μmol·L-1ZnSO4對辣椒(品種:青紅元帥)產(chǎn)量增加不顯著,這可能是因為不同辣椒品種對Zn的營養(yǎng)需求與耐受性不同造成的原因。此外,本試驗條件下,葉面噴施200 μmol·L-1ZnSO4顯著提升辣椒果實VC含量,與李美玲等[25]的報道一致。植物體內(nèi)小分子有機酸是能量轉(zhuǎn)化過程中的重要介質(zhì),在蛋白質(zhì)、脂類和核酸等物質(zhì)合成中發(fā)揮著重要作用,并且能夠調(diào)控作物氣孔導度與離子運輸?shù)萚27],因此葉面噴施小分子有機酸不僅能夠為作物提供有機質(zhì),還能調(diào)控植物生長發(fā)育。于丹等[28]報道,葉面噴施2‰乙酰丙酸能夠顯著提升辣椒果實產(chǎn)量與VC含量,而葉面噴施2‰檸檬酸對辣椒果實產(chǎn)量、可溶性糖和VC含量均無顯著影響,本研究結(jié)果與其檸檬酸效果一致。但在本研究中協(xié)同噴施200 μmol·L-1ZnSO4與40 μmol·L-1檸檬酸顯著降低了辣椒果實產(chǎn)量、可溶性糖與氨基酸含量,是否是因為二者配施抑制了辣椒果實對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與轉(zhuǎn)運,仍需要進一步深入研究。

以往研究多是將辣椒分成根、莖、葉與果實5部分,Wang等[29]發(fā)現(xiàn),辣椒(品種:杭椒7號)各部位Cd分配表現(xiàn)為根>莖>葉>果實;趙首萍等[10]發(fā)現(xiàn),艷椒425各部位Cd含量表現(xiàn)為莖>葉>根>果實。而本研究中將辣椒分成根、主莖、叉莖、主莖上葉、叉莖上葉與果實6部分,其各部位Cd含量表現(xiàn)為主莖上葉>根>果實>叉莖上葉>叉莖≈主莖。可見,不同辣椒品種或試驗條件下,辣椒Cd含量分布不同,而不同葉位Cd含量存在差異可能與主莖上葉生長周期較長、物質(zhì)吸收貯存較多有關(guān)。本研究中協(xié)同噴施200 μmol·L-1ZnSO4與40 μmol·L-1檸檬酸顯著促進了Cd在地上部營養(yǎng)器官的分布,尤其是在主莖上葉的分布,原因可能是因為葉面噴施200 μmol·L-1ZnSO4與40 μmol·L-1檸檬酸顯著促進了辣椒根向主莖上葉轉(zhuǎn)運Cd的效率。

辣椒是富Cd能力較強的蔬菜,胡立志等[5]報道,辣椒對土壤Cd的富集系數(shù)(BCF)可達3.04,本研究中辣椒的BCF為240.19%～351.82%,葉面噴施200 μmol·L-1ZnSO4或40μmol·L-1檸檬酸均能顯著降低辣椒的BCF,但辣椒果實Cd含量仍然超標,這可能是因為指型朝天椒具有較長的生育期,其對土壤Cd的富集累積能力較強[4]。Xin等[9]報道,辣椒根Cd凈吸收量(RA)是影響辣椒對土壤Cd富集系數(shù)(BCF)的關(guān)鍵因子,RA能夠反映單位質(zhì)量辣椒根系對土壤鎘的吸收量,RA值越高,辣椒根系對Cd的吸收能力越強,即辣椒對土壤Cd富集能力越強,本研究中協(xié)同噴施200 μmol·L-1ZnSO4與40 μmol·L-1檸檬酸能夠顯著降低RA,相關(guān)性分析結(jié)果也顯示,辣椒果實Cd含量與BCF、RA呈極顯著正相關(guān),說明協(xié)同噴施200 μmol·L-1ZnSO4與40 μmol·L-1檸檬酸降低辣椒RA是辣椒果實Cd含量降低的原因之一。邵曉慶等[11]認為,辣椒果實Cd含量取決于辣椒根部向地上部轉(zhuǎn)運Cd的能力和地上部向果實再分配Cd的能力;而趙首萍等[10]認為,辣椒果實Cd含量主要歸因于辣椒植株對Cd的富集能力及其地上部向果實再分配Cd的能力。本研究相關(guān)性分析也發(fā)現(xiàn),辣椒果實Cd含量與主莖上葉向果實轉(zhuǎn)運Cd的效率(TF果實/主莖上葉)顯著相關(guān),而與叉莖、主莖及叉莖上葉向果實轉(zhuǎn)運Cd的效率(TF果實/叉莖、TF果實/主莖、TF果實/叉莖上葉)相關(guān)性不顯著,說明協(xié)同噴施200 μmol·L-1ZnSO4與40 μmol·L-1檸檬酸降低TF果實/地上部營養(yǎng)器官,尤其是TF果實/主莖上葉的降低是辣椒果實Cd含量降低的另一個原因。綜上,協(xié)同噴施200 μmol·L-1ZnSO4與40 μmol·L-1檸檬酸促進Cd在辣椒主莖上葉片的分配,結(jié)合適時打掉主莖上葉片可能是一種降低辣椒果實Cd含量的有效農(nóng)藝措施。

4 結(jié)論

本研究中,辣椒對土壤Cd的富集能力達240.19%～351.82%,協(xié)同噴施200 μmol·L-1ZnSO4與40 μmol·L-1檸檬酸處理辣椒果實Cd含量降幅為26.58%,但仍不能實現(xiàn)辣椒果實Cd安全生產(chǎn)。協(xié)同噴施200 μmol·L-1ZnSO4與40 μmol·L-1檸檬酸處理主要通過降低主莖上葉向果實轉(zhuǎn)運Cd的效率和辣椒根Cd凈吸收量消減辣椒果實Cd含量,但同時降低了辣椒果實的產(chǎn)量、可溶性糖與氨基酸含量。