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我国土壤环境正在面临着日益严重的重金属污染问题,镉是我国土壤重金属污染的重要形式之一,农产品受到镉污染以及其在环境中对人体的危害已经引起了舆论的普遍关注,介于我国国情,污染土地面积大,但是农田资源紧张,重金属污染土地修复技术在修复效率与修复时长方面还亟需进步,如何在高效利用农田的基础上解决农产品的重金属污染成为缓解这些矛盾的重要措施。 大豆作为我国主要作物之一,在镉富集能力方面,属于低累积型植物,通过已有研究发现,嫁接技术可以改变重金属在植物体内的富集特征,同时降低植物果实中的重金属含量,这就为利用低累积型作物在重金属污染农田实现农产品安全生产提供了很大的可能性。 本文通过水培实验和盆栽实验,比较了四种常见大豆品种(中黄35,中黄55,中黄58,和东豆1号)的镉富集能力大小,并研究了镉对四种不同大豆品种生长发育(植株株高,根、茎、叶干重等)和生理生化指标(根系活力,叶片过氧化物酶(POD)活性,叶片丙二醛(MDA)含量)的影响,筛选出适合在嫁接实验中使用的大豆品种,如耐镉能力强的品种(用作嫁接过程中的砧木植物),镉富集能力强的品种(用作嫁接过程中的接穗植物),并通过不同嫁接方式(包括不同大豆品种的自嫁接,正向嫁接和反向嫁接),来阐明嫁接对阻控重金属在大豆植物体内的富集特性以及成熟大豆作物籽实中镉富集量的影响。 四种大豆品种在Cd富集能力从强到弱的顺序是中黄35>中黄55>中黄58>东豆1号;四种大豆各器官Cd的富集能力均为茎叶>豆荚>籽粒。不同大豆品种植物体不同器官中镉的分布规律类似,但是对镉的富集能力存在差异。 外源Cd(2mg/L)胁迫14天后,上述四种大豆的株高、根茎叶干重均发生显著降低(P<0.05);叶片过氧化物酶(POD)活性均显著升高(P<0.05);根系活力显著降低(P<0.05);叶片丙二醛(MDA)含量的变化趋势因大豆品种的不同而不同。表明镉对植物体的生长发育能产生明显的影响,而在耐镉差异性方面则因大豆品种不同呈现差异性。 不同嫁接方式对植物体内重金属的富集特征和籽实中镉富集量的影响作用程度是不同的,其中,正向嫁接(以东豆1号为砧木,中黄35为接穗)能够显著降低显著减少植物体地上部分镉的富集量(P<0.05),对应三种土壤镉处理浓度(2mg/kg,5mg/kg,和10mg/kg),其降低程度可以分别达到45.7%,47.1%,和50.8%,也可以显著减少成熟植物籽实中的镉含量(P<0.05),对应三种处理浓度,其降低程度可分别达到32.1%,36.5%,和31.1%,其它嫁接方式对植物体镉富集特性以及籽实中镉含量无明显影响。这说明,嫁接可以影响大豆镉富集特性以及籽实中镉含量,但是因大豆品种和嫁接形式不同而影响程度不同。