腐殖酸營養(yǎng)液對鎘脅迫下樹仔菜幼苗生理生化特性及重金屬積累的影響

范 瓊，酒元達(dá)，葉海輝，馮 劍，鄒冬梅，蘇初連，趙 敏

（中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院分析測試中心·海南省熱帶果蔬產(chǎn)品質(zhì)量安全重點實驗室·農(nóng)業(yè)農(nóng)村部亞熱帶果品蔬菜質(zhì)量安全控制重點實驗室 ?？?571101）

鎘（Cd）是環(huán)境中常見的重金屬元素之一，2014年4 月國家環(huán)境保護部和國土資源部聯(lián)合發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示，我國耕地土壤重金屬總超標(biāo)率為16.1%，其中重金屬Cd 點位超標(biāo)率為7.0%[1]。海南蔬菜產(chǎn)地土壤多為酸性，Cd 離子活化性較高[2]，易被蔬菜吸收，Cd 在蔬菜內(nèi)累積后會干擾正常的細(xì)胞功能和代謝，誘導(dǎo)植株根和葉的生理生化變化，而且還可經(jīng)生物富集作用，通過食物鏈威脅人體健康[3]。因此，Cd 是海南蔬菜安全生產(chǎn)中的重要風(fēng)險控制指標(biāo)。

目前，施用含腐殖酸類物質(zhì)的有機物料被認(rèn)為是降低重金屬遷移率的有效辦法[4]。腐殖酸是一種高分子有機混合物，含有豐富的羧基、酚羥基、羰基和甲氧基等活性含氧官能團[5]，通過與Cd2+發(fā)生吸附、螯合和絡(luò)合作用，影響Cd2+的遷移和生物有效性[6]。在前期研究中，趙敏等[7]通過施用堿性腐殖酸水溶肥有效提高土壤pH，降低土壤和樹仔菜的Cd含量。但也有一些研究報道認(rèn)為腐殖酸對土壤重金屬有活化作用，柏宏成[8]的研究表明，低濃度腐殖酸可以有效淋溶土壤Cd，活化土壤總Cd；鄒傳等[9]研究表明，可溶性腐殖酸可以活化和解吸Cd，腐殖酸濾渣則能吸附Cd，因此，腐殖酸的種類和環(huán)境因素等都會影響對重金屬活化或鈍化的作用。

樹仔菜（Sauropus androgynus）屬大戟科守宮木屬植物，又名守宮木、天綠香、泰國枸杞、五指山野菜等，是最具特色的海南野菜之一[10]。筆者前期研究發(fā)現(xiàn)，樹仔菜是一種易超量吸收Cd 并將其向上遷移的蔬菜[11]。但在Cd 污染土壤中樹仔菜的重金屬積累的生理特性還有待進(jìn)一步研究，腐殖酸類營養(yǎng)液在高Cd 脅迫下對樹仔菜的重金屬積累和生理生化的影響還未見報道。

筆者通過Cd 脅迫盆栽試驗，研究腐殖酸類營養(yǎng)液對不同Cd 濃度下樹仔菜生長指標(biāo)、葉綠素含量、生理生化活性的影響以及重金屬含量的變化規(guī)律，為明晰腐殖酸類營養(yǎng)液對樹仔菜在高Cd 脅迫下積累和生理生化影響的作用機制，尋找適合樹仔菜種植在Cd 污染土壤中的農(nóng)藝強化方法提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試土壤：盆栽用土壤采自海南省五指山市暢好鄉(xiāng)樹仔菜基地的表層土壤（0～20 cm），土壤類型為砂紅壤土。土壤采回后經(jīng)風(fēng)干、研磨、過篩（2 mm）后保存。

供試材料：海南省五指山市廣泛栽培的馬來西亞種樹仔菜由五指山市匯通農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)有限公司提供。選擇苗齡40 d 左右，大小均勻、無病蟲害、無損傷的幼苗進(jìn)行盆栽試驗。

供試肥料：腐殖酸營養(yǎng)液由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院分析測試中心提供，其中黃腐殖酸含量（w，后同）50%；復(fù)合肥料為雅苒國際有限公司生產(chǎn)，N、P、K質(zhì)量比為15∶15∶15；蚯蚓糞購自海南星農(nóng)夫生態(tài)科技有限公司，有機質(zhì)含量為50.1%。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計 試驗于2020 年8—9 月在海南省海口市中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院溫室大棚內(nèi)進(jìn)行。選用體積比為1∶1 的砂紅壤土和椰糠混合土樣作為盆栽土壤，每盆裝入1.5 kg 土壤，盆栽土基本理化性質(zhì)如下：pH 5.2，有機質(zhì)含量73.8 g·kg-1，陽離子交換量9.2 cmol+·kg-1，堿解氮含量103.3 mg·kg-1，速效鉀含量1.33 g·kg-1，有效磷含量59.4 mg·kg-1，交換性鈣含量20.7 cmol·kg-1，交換性鎂含量1.90 cmol·kg-1，Zn 含量42.9 mg·kg-1，未有Cd 檢出。

重金屬Cd 以CdCl2水溶液形式，采用噴霧方式以4 個濃度（w，后同）梯度均勻噴灑至土壤中，分別為0（Cd0）、15（Cd15）、25（Cd25）、45 mg · kg-1（Cd45），計算配置相應(yīng)濃度所需試劑質(zhì)量和土壤60%田間持水量所需水量，用扎有細(xì)孔的保鮮膜封住盆口，在室溫下老化2 周，其間采用稱質(zhì)量法補充丟失的水分。為保證土壤具有豐富的有機質(zhì)，老化平衡后施入底肥和10%的蚯蚓糞，1 周后移栽樹仔菜苗，每盆種植1 株，每個處理3 盆，試驗3 次重復(fù)。試驗分為試驗區(qū)和對照區(qū)，試驗區(qū)稱取0.125 g堿性腐殖酸營養(yǎng)液溶于50 mL 清水后對每株進(jìn)行灌根施肥，每10 d 施用1 次，對照區(qū)則不施用腐殖酸營養(yǎng)液，其他田間管理措施保持一致。種植4 個月后收獲，采集的土壤樣品經(jīng)自然風(fēng)干、磨細(xì)，分別過60 目和100 目篩，保存待測；植物樣品洗凈后，測定生物量，并分成根、葉兩部分分別測定酶活性。

1.2.2 Cd 脅迫下樹仔菜生長指標(biāo)測定 采用直尺測定樹仔菜株高；吸干樹仔菜葉片和根部的水分，用電子天平直接測量地上部和根部的鮮質(zhì)量；將樹仔菜地上部和根部清洗干凈后放入烘箱內(nèi)105 ℃殺青30 min 后，在70 ℃下干燥72 h 至恒質(zhì)量，用電子天平測量地上部和根部的干質(zhì)量；采用長寬乘積法測定葉面積，葉長用直尺測量樹仔菜展開葉尖至葉基的距離，葉寬為直尺測量樹仔菜展開葉最寬部分的距離。

1.2.3 Cd 脅迫下樹仔菜生理指標(biāo)的測定 在樹仔菜收獲時將根和葉分開，裝入塑封袋內(nèi)，于-80 ℃超低溫冰箱保存，備用。按照蘇州科銘生物技術(shù)有限公司提供的試劑盒說明書，測定以下指標(biāo)。采用分光光度法測定葉綠素含量；采用TBA 法測定丙二醛（MDA）含量，采用羥胺法測定超氧化物歧化酶（SOD）活性、采用比色法測定過氧化物酶（POD）活性、采用鉬酸銨比色法測定過氧化氫酶（CAT）活性。

1.2.4 Cd 脅迫下樹仔菜Cd 和Zn 含量的測定 稱取0.25 g 樹仔菜干樣加入8 mL 硝酸放入消解爐中消解，定容至25 mL，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測定樹仔菜Cd 和Zn 含量[11]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2016、Origin 2018 制圖，采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)的差異顯著性分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 腐殖酸營養(yǎng)液對Cd脅迫下樹仔菜生長的影響

由表1 可知，在CK 處理中，隨著Cd 脅迫濃度的增加，樹仔菜葉面積、葉片數(shù)和株高逐漸下降。其中，Cd45 處理的樹仔菜葉面積和株高分別比Cd0處理顯著降低22.2%和16.2%，而葉片數(shù)在不同處理間差異不顯著。樹仔菜地上部干質(zhì)量和總干質(zhì)量呈先降低后升高的變化趨勢，在Cd0～Cd25 處理下，樹仔菜地上部干質(zhì)量和總干質(zhì)量均顯著下降，Cd45 處理樹仔菜總干質(zhì)量比Cd15 和Cd25 處理分別增加5.2%和13.3%。

表1 腐殖酸營養(yǎng)液在Cd 脅迫下對樹仔菜生長的影響Table 1 Effects of AF on growth of Sauropus androgynus under Cd stress

在AF 處理中，隨著土壤Cd 濃度增加，樹仔菜地上部干質(zhì)量、根部干質(zhì)量、總干質(zhì)量、葉面積、葉片數(shù)、株高均呈下降趨勢。其中，Cd45 處理的樹仔菜總干質(zhì)量、葉面積、葉片數(shù)和株高比Cd0 處理分別顯著下降14.9%、37.6%、30.9%和49.1%。

與CK 處理相比，在Cd0～Cd45 處理下，AF 處理的樹仔菜地上部干質(zhì)量、葉面積和葉片數(shù)均顯著高于CK 處理。AF 處理的樹仔菜總干質(zhì)量和株高在Cd0～Cd25 處理下顯著高于CK 處理12.4%～16.7%和8.4%～37.7%。在Cd 濃度為45 mg·kg-1時，AF 處理與CK 處理的樹仔菜總干質(zhì)量差異不顯著，AF 處理的株高顯著低于CK 處理16.4%。這表明了高Cd 土壤下樹仔菜在一定的時間和濃度范圍內(nèi)可以正常生長，施用腐殖酸營養(yǎng)液可促進(jìn)樹仔菜生長，但隨著Cd 濃度的增加，樹仔菜生長程度逐漸下降，尤其是在Cd 濃度達(dá)到45 mg·kg-1時，樹仔菜株高受到顯著抑制。

2.2 腐殖酸營養(yǎng)液對Cd脅迫下樹仔菜根部和葉片Cd和Zn含量的影響

Cd 脅迫下樹仔菜根部和葉片Cd 和Zn 含量變化見圖1。由圖1-A 可知，隨著Cd 脅迫濃度的增加，CK 處理和AF 處理的樹仔菜根部Cd 含量呈增加趨勢。CK 處理下樹仔菜根部Cd 含量分別為0.61、322.8、587.9、1 000.7 mg·kg-1；AF 處理下樹仔菜根部Cd 含量分別為0.69、382.6、645.3、1 390.9 mg·kg-1。在Cd0～Cd25 處理下，兩處理的樹仔菜根部Cd 含量差異不顯著，在Cd 濃度為45 mg·kg-1時，AF 處理的根部Cd 含量顯著高于CK 處理39.0%。從Cd脅迫下樹仔菜葉片Cd 含量變化可以看出，隨著Cd濃度的增加，CK 處理的樹仔菜葉片Cd 含量呈先升高后降低的變化趨勢，AF 處理的樹仔菜葉片Cd 含量則呈上升趨勢。在Cd 濃度為45 mg·kg-1時，CK處理和AF 處理的樹仔菜葉片Cd 含量分別為7.64和17.93 mg·kg-1，說明在正常農(nóng)藝措施的情況下，土壤Cd 濃度到達(dá)一定值后樹仔菜葉片Cd 含量會下降，但腐殖酸營養(yǎng)液施用后會促進(jìn)Cd 在樹仔菜根部和葉片中富集。

圖1 Cd 脅迫下腐殖酸營養(yǎng)液對樹仔菜根部和葉片Cd和Zn 含量的影響Fig.1 Effects of AF on the contents of Cd and Zn in roots and leaves of Sauropus androgynus under Cd stress

由圖1-B 可知，隨著土壤Cd 濃度增加，CK 處理的樹仔菜根部Zn 含量均顯著下降，AF 處理的樹仔菜根部Zn 含量呈降-升-降的變化趨勢，CK 處理的樹仔菜根部Zn 含量均顯著高于AF 處理。隨著土壤Cd 濃度增加，CK 處理的樹仔菜葉片的Zn 含量不斷下降，而AF 處理中的樹仔菜葉片的Zn含量逐漸升高。在Cd0～Cd25 處理下，AF 處理的樹仔菜葉片Zn 含量均顯著低于CK 處理，在Cd濃度為45 mg·kg-1時，AF 處理的樹仔菜葉片Zn 含量顯著高于CK 處理36.9%。說明在高濃度Cd 脅迫下，腐殖酸營養(yǎng)液可以促進(jìn)Zn 在樹仔菜葉片中富集。

2.3 腐殖酸營養(yǎng)液對Cd脅迫下樹仔菜葉綠素含量的影響

由圖2 可知，隨著土壤Cd 脅迫濃度的升高，CK 處理中樹仔菜葉綠素a 呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢，葉綠素b 含量呈先上升后下降再上升的變化趨勢，AF 處理中樹仔菜葉綠素a 和葉綠素b 含量均呈先下降后上升的變化趨勢。在沒有Cd 脅迫時，AF 處理的樹仔菜葉綠素a 和葉綠素b 含量分別顯著高于CK 處理77.8%和71.8%；在Cd 濃度為15 mg·kg-1時，AF 處理的樹仔菜葉綠素a 和葉綠素b含量急劇下降，其中葉綠素a 含量顯著低于CK 處理；在Cd 濃度為45 mg·kg-1時，兩個處理的樹仔菜葉綠素a 和葉綠素b 含量差異不顯著。通過對葉綠素a/b 的計算（圖2-C），發(fā)現(xiàn)CK 處理和AF 處理的葉綠素a/b 在Cd25 處達(dá)到最高，說明在Cd濃度為25 mg·kg-1時，樹仔菜對Cd 的敏感度最強。

圖2 Cd 脅迫下腐殖酸營養(yǎng)液對樹仔菜葉綠素a、葉綠素b含量和葉綠素a/b 的影響Fig.2 Effects of AF on chlorophyll a,chlorophyll b content and chlorophyll a/b of Sauropus androgynus under Cd stress

2.4 腐殖酸營養(yǎng)液對Cd脅迫下樹仔菜根部和葉片丙二醛含量的影響

由圖3-A 可知，隨著Cd 濃度升高，CK 處理的根部MDA 含量呈先升高后降低的變化趨勢，AF 處理的根部MDA 含量呈逐漸升高趨勢。在Cd0～Cd25 處 理 下，CK 處 理 和AF 處 理 的 根 部MDA 含量差異不顯著；在Cd 濃度為45 mg·kg-1時，AF 處理的根部MDA 含量比CK 處理顯著提高19.6%。從圖3-B 可知，隨著Cd 濃度的升高，CK 處理和AF 處理的葉片MDA 含量均呈先升高后降低的變化趨勢。在Cd 濃度為25 mg·kg-1時，葉片MDA 含量最高。在Cd15～Cd45 處理下，AF 處理的葉片MDA 含量分別比CK 處理顯著提高10.1%、10.8%和7.0%，且AF 處理和CK 處理葉片的MDA 含量均高于根部。說明隨著土壤Cd 濃度增加，AF 處理中的根部膜脂過氧化程度逐漸增加，樹仔菜有特殊的運輸渠道將土壤中的Cd 運輸?shù)饺~部，對葉片細(xì)胞質(zhì)膜造成損傷，從而降低對根部的傷害程度，但是當(dāng)Cd 濃度達(dá)到一定程度后，葉片細(xì)胞質(zhì)膜損傷程度逐漸下降。

圖3 Cd 脅迫下腐殖酸營養(yǎng)液對樹仔菜根部和葉片的MDA 的影響Fig.3 Effects of AF on MDA of roots and leaves of Sauropus Androgynus under Cd stress

2.5 腐殖酸營養(yǎng)液對Cd脅迫下樹仔菜根部和葉片抗氧化酶活性的影響

由圖4 可知，在Cd 脅迫下樹仔菜葉片和根部CAT、SOD、POD 活性的響應(yīng)不同。從圖4-A～B 可知，隨著Cd 脅迫濃度的增加，AF 處理的樹仔菜根部CAT 活性隨著Cd 脅迫濃度的增加而提高，在Cd0 和Cd15 處理下，AF 與CK 處理差異不顯著；在Cd25 和Cd45 處理下，AF 處理的樹仔菜根部CAT 活性分別顯著高于CK 處理44.5%和93.4%。AF 處理與CK 處理的葉片CAT 活性隨著Cd 濃度增加均呈先升高后降低的變化趨勢，在Cd濃度為15 mg·kg-1時，CAT 活性最高，AF 處理的葉片CAT 活性在Cd0、Cd15、Cd25、Cd45 處理下分別顯著高于CK 處理101.5%、218.8%、309.1%和317.4%。

圖4 Cd 脅迫下腐殖酸營養(yǎng)液對樹仔菜根部和葉片的CAT、SOD、POD 活性的影響Fig.4 Effects of AF on CAT,SOD,POD activity of roots and leaves of Sauropus androgynus under Cd stress

從圖4-C～D 可知，Cd 脅迫處理的樹仔菜葉片中的SOD 活性大于根。隨著土壤Cd 濃度增加，AF處理的根部SOD 活性逐漸升高，在Cd0～Cd25 處理下，CK 處理和AF 處理的根部SOD 活性沒有顯著差異，在Cd 濃度為45 mg·kg-1時，CK 處理的根部SOD 活性顯著高于AF 處理。隨著土壤Cd 濃度增加，AF 處理的葉片SOD 活性則呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢，在沒有Cd 脅迫時，AF 處理的葉片SOD 活性顯著高于CK 處理20.6%，在Cd15～Cd45處理下，AF 與CK 處理差異不顯著。

從圖4-E～F 可知，隨著土壤Cd 濃度的升高，CK 處理中根部POD 活性逐漸下降，AF 處理的POD 活性則呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢。在Cd0 和Cd45 處理下，AF 處理的根部POD 活性分別顯著高于CK 處理187.6%和186.4%。隨著土壤Cd 濃度的升高，樹仔菜葉片POD 活性的變化呈先降低后升高的變化趨勢。在沒有Cd 脅迫時，AF 處理的樹仔菜葉片POD 活性顯著高于CK 處理35.1%。

2.6 相關(guān)性分析

從表2 可知，樹仔菜株高與根部Cd 含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與葉面積、葉綠素b 含量呈極顯著正相關(guān)，與總干質(zhì)量、葉綠素a 含量、葉片POD 和根部POD 活性呈顯著正相關(guān)；樹仔菜葉片Cd 含量與根部Cd 含量、根部CAT 活性呈顯著正相關(guān)，與葉片MDA、根部MDA 含量呈極顯著正相關(guān)，與根部Zn含量、葉片POD 活性呈顯著負(fù)相關(guān)；樹仔菜根部Cd含量與根部MDA 含量、根部CAT 活性呈顯著正相關(guān)，與根部Zn 含量、株高、葉片POD 活性呈顯著負(fù)相關(guān)；樹仔菜根部Zn 含量與葉片Cd 含量、根部Cd含量和葉片MDA 含量呈顯著負(fù)相關(guān)；葉綠素a 含量與葉綠素b 含量、根和葉片POD 活性呈極顯著正相關(guān)，與株高、葉面積呈顯著正相關(guān)，與葉片MDA 含量呈顯著負(fù)相關(guān)；葉綠素b 含量與株高、葉面積、根部和葉片POD 活性呈極顯著正相關(guān)，與葉片SOD 活性、總干質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，與葉片MDA 含量呈顯著負(fù)相關(guān)；葉綠素a/b 與總干質(zhì)量呈顯著負(fù)相關(guān)。

表2 樹仔菜重金屬含量和生理生化特性的相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis of heavy metal content and physio-biochemistry characteristic in Sauropus androgynus

3 討論與結(jié)論

3.1 腐殖酸營養(yǎng)液對Cd脅迫下樹仔菜幼苗生長的影響

Liu 等[12]研究表明，腐殖酸肥料可以提高土壤養(yǎng)分有效性和玉米養(yǎng)分吸收效率，嚴(yán)萍[13]研究證明，腐殖酸對小麥、水稻幼苗的株高、鮮干質(zhì)量、根系活力都有一定的促進(jìn)作用。在筆者的研究中，Cd 脅迫下施用腐殖酸營養(yǎng)液可促進(jìn)樹仔菜生長發(fā)育，在土壤Cd 濃度為0～25 mg·kg-1時，施用腐殖酸營養(yǎng)液的樹仔菜幼苗總干質(zhì)量、株高、葉面積和葉片數(shù)均高于對照組。但是在土壤Cd 濃度為45 mg·kg-1時，雖然AF 處理顯著促進(jìn)了Cd 在樹仔菜根部的積累，樹仔菜葉面積和葉片數(shù)均高于CK 處理，然而株高卻顯著低于CK 處理，樹仔菜株高與根部Cd 含量呈顯著負(fù)相關(guān)，說明了Cd 在樹仔菜根部的積累量可能達(dá)到上限，導(dǎo)致樹仔菜生長受到了抑制，主要是體現(xiàn)在株高上，但是并未出現(xiàn)樹仔菜死亡的現(xiàn)象。

3.2 腐殖酸營養(yǎng)液對Cd 脅迫下樹仔菜幼苗Cd 和Zn含量的影響

當(dāng)Cd 脅迫濃度達(dá)到45 mg·kg-1時，CK 處理的樹仔菜葉片的Cd 和Zn 含量顯著降低，AF 處理后樹仔菜的根部和葉片的Cd 含量以及葉片的Zn 含量均高于CK 處理，這可能是樹仔菜在正常種植下土壤Cd 脅迫達(dá)到一定濃度后，根部代謝受損，向葉片遷移的速率下降，而施用腐殖酸營養(yǎng)液促進(jìn)了樹仔菜對土壤中Cd 和Zn 含量的吸收。王凱迪[14]研究表明，施用腐殖酸對土壤Cd 具有一定的活化作用。吳洪燕等[5]發(fā)現(xiàn)，低分子腐殖酸對土壤重金屬的吸附絡(luò)合能力更強，能提高Cd 的生物有效性。在本研究中，筆者施用的腐殖酸營養(yǎng)液主要成分為黃腐酸（含量≥50%），黃腐酸是一種易溶于酸堿的腐殖質(zhì)，易和重金屬離子形成易溶的絡(luò)合物[15]。因此，在筆者的試驗中，施用腐殖酸營養(yǎng)液顯著提高了樹仔菜Cd 和葉片Zn 的積累量，可能存在至少兩方面的原因，一是腐殖酸營養(yǎng)液提高了土壤重金屬的生物有效性，土壤Cd 和Zn 更容易被樹仔菜吸收和遷移；二是腐殖酸營養(yǎng)液促進(jìn)了樹仔菜生物量提高，進(jìn)而提高樹仔菜對重金屬的積累量。由于樹仔菜以食用嫩梢（嫩莖10 cm）為主，一般種植6 個月后方可采摘嫩莖供食用，筆者的試驗材料為生長2個月左右樹仔菜幼苗，嫩梢尚不明顯，因此，在Cd脅迫下腐殖酸營養(yǎng)液是否促進(jìn)嫩梢對Cd 積累還有待進(jìn)一步研究。

3.3 腐殖酸營養(yǎng)液對Cd脅迫下樹仔菜幼苗葉綠素含量的影響

在筆者的試驗中，沒有Cd 脅迫時，施用腐殖酸營養(yǎng)液的樹仔菜葉綠素a 和葉綠素b 含量均高于CK 處理組，但是Cd 濃度為15 mg·kg-1時，AF 處理的葉綠素a 和葉綠素b 含量急劇下降。葉綠素a/b被認(rèn)為是衡量植物葉片感受重金屬相對敏感的一個指標(biāo)[16]，在Cd15～Cd45 處理下，AF 組的葉綠素a/b 顯著低于CK 組。葉綠素a 和葉綠素b 含量與葉片MDA 含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與葉片SOD 活性呈顯著正相關(guān)，與葉片POD 活性呈極顯著正相關(guān)，說明Cd 脅迫下樹仔菜幼苗葉綠素的變化會使MDA 含量和酶活性等生理生化發(fā)生相應(yīng)變化。朱潤華等[17]的研究表明，隨著Cd 脅迫濃度增加，越來越多的重金屬沉積在細(xì)胞膜表面，破壞葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能，導(dǎo)致葉綠素降解。張大為等[18]的研究表明，高濃度的Cd 脅迫會顯著抑制油菜的葉綠素含量，導(dǎo)致葉片黃化，與本研究結(jié)果一致。

3.4 腐殖酸營養(yǎng)液對Cd脅迫下樹仔菜生理生化特性的影響

從生理生化的角度來看，腐殖酸營養(yǎng)液可以緩解樹仔菜的氧化脅迫。MDA 是膜脂過氧化的最終分解產(chǎn)物，濃度越高，表明膜脂過氧化程度越高，細(xì)胞膜損傷越嚴(yán)重[16]。在筆者的研究中，在CK 組中，根部和葉片MDA 含量呈先升高后降低的變化趨勢，說明樹仔菜在正常種植下，脅迫程度超過樹仔菜自身調(diào)節(jié)作用的極限后，相關(guān)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量下降。施用腐殖酸營養(yǎng)液的樹仔菜根部MDA 含量隨著根部Cd 含量的增加而逐漸升高，這可能與AF處理促進(jìn)樹仔菜根部和葉片Cd 積累有關(guān)，樹仔菜根部和葉片細(xì)胞膜受傷害的程度更加嚴(yán)重。過氧化氫酶、超氧化物歧化酶和過氧化物酶是抗氧化酶系統(tǒng)中控制植物體內(nèi)活性氧積累的最主要的酶[17]。隨著Cd 濃度增加，AF 處理的根部CAT 和SOD 活性不斷升高，在Cd 濃度為45 mg·kg-1時，根部CAT和POD 活性均顯著高于CK 處理，說明樹仔菜受到Cd 脅迫時，整個酶保護系統(tǒng)起到了一定的緩解自由基危害的作用，從而將脅迫產(chǎn)生的活性氧維持在平衡水平。Garcia 等[20]研究表明，腐殖酸與植物的根系統(tǒng)存在互相作用，影響葉片和根部抗氧化防御系統(tǒng)中CAT 和SOD 活性，與本研究結(jié)果一致。此外，在筆者的研究中，葉片較根部變化趨勢明顯可能是由于葉片是植物主要的光合作用部位，酶活性變化較為敏感。這也說明了Cd 脅迫下樹仔菜體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)消除Cd 誘導(dǎo)的ROS 能力沒有降低，且在葉片中尚有所增強，因此樹仔菜對Cd 的解毒能力較強，這應(yīng)是其能富集Cd 的原因之一。

綜上所述，在Cd 脅迫下腐殖酸營養(yǎng)液促進(jìn)了樹仔菜重金屬的積累，并通過激發(fā)抗氧化酶保護系統(tǒng)來抵抗樹仔菜中ROS 積累，在Cd 濃度為0～25 mg·kg-1范圍內(nèi)，腐殖酸營養(yǎng)液在促進(jìn)樹仔菜重金屬積累的同時促進(jìn)幼苗生長，為樹仔菜在高Cd土壤中種植進(jìn)行土壤生物修復(fù)提供了新的思路。