镉胁迫下连作辣椒的生长与光合特性.docVIP

镉胁迫下连作辣椒的生长与光合特性 　　辣椒（Capsicum annuum L.）是一种重要的茄果类蔬菜，营养价值高，并且从辣椒中提取出来的辣椒碱、辣椒红色素及辣椒籽油在食品、医疗、军事、化妆品等行业中应用广泛，使辣椒成为一种世界性的仅次于豆类、番茄的第三大蔬菜作物。据不完全统计，我国辣椒的种植面积约为133万公顷，占世界辣椒面积的35%，仅次于我国白菜类蔬菜的栽培面积。然而，由于土地、气候等条件的限制以及对高产高效的追求，辣椒连作较为普遍。另据调查可知，我国蔬菜基地土壤中普遍存在着重金属Cd污染。沈阳市郊蔬菜基地每公斤土壤中Cd含量高达0.8～3.3毫克，且呈现出逐年增加的趋势；山东寿光蔬菜基地土壤中Cd超标率达15.4%。广州和深圳蔬菜生产基地Cd超标率达9.62%，最高浓度达每公斤土壤中0.99毫克Cd。可见，连作与重金属Cd污染在蔬菜作物辣椒的种植中很难避免。但目前关于连作对蔬菜生长与生理的影响报道较多，重金属对蔬菜生长的影响研究也比较深入，而对镉胁迫下连作土壤对蔬菜作物的生长与生理的影响鲜见报道。因此本文以蔬菜作物辣椒为试材，研究其在镉胁迫下的生长与光合特性，为克服辣椒连作障碍的研究奠定基础。 　　1 材料与方法 　　1.1 试验材料与试验设计 　　供试辣椒品种为日本三鹰朝天椒（沈阳市富友种业有限公司提供）。供试的土壤为辣椒连作3年土壤。供试CdCl2?2H2O为分析纯。 　　试验采用泡沫箱，外尺寸为310毫米×230毫米×200毫米，内尺寸为275毫米×200毫米×160毫米，每箱装土8公斤。试验设5个镉添加水平，分别为0（CK），0.5，1，4，16毫克每公斤土， 分别记为A0、A1、A2、A3、A4处理。Cd2+以溶液形式分别按各自用量加入土样中，充分搅拌混匀。每个处理重复4次。7月中旬辣椒始花期对辣椒生长指标进行测定。 　　1.2 方法 　　本试验于2014年在沈阳大学塑料大棚内进行，3月3日播种，3月17日辣椒出苗，5月6日定植，7月16日始花期，测定辣椒的株高、茎粗、叶片数、叶面积、叶绿素等生长指标，同时测定辣椒的光合参数。9月18日开始收果，10月15日终收期，测定辣椒的生物量。 　　叶片光合参数测定：选择晴朗的天气9：00～11：00，采用Li-6400便携式光合测定仪（美国LI-COR公司）分别在辣椒苗定植3个月时测定植株自上向下第3片叶的光合参数，包括净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr），并按以下公式计算叶片气孔限制值（Ls）与水分利用率（WUE）：Ls=1-Ci/CO2S， WUE=Pn/Tr。 　　2 结果与分析 　　2.1 镉胁迫下连作辣椒的生长指标 　　镉胁迫下连作辣椒的生长受到抑制，辣椒的株高、茎粗、展叶数、叶面积、叶绿素a与叶绿素b含量等指标均低于未投入镉的连作土壤A0处理，并且连作土壤中的镉含量增加，辣椒的受抑制程度升高。由图1a可知，镉投加量为16毫克每公斤的A4处理，辣椒的株高显著低于A0、A1处理，但与A2、A3处理没有显著性差异，株高指标总的看来，各个处理没有极显著性差异。由图1b和图1c可知，辣椒茎粗、展叶数受到镉影响差异显著，A4处理，辣椒的茎粗、展叶数显著、极显著小于A3处理，极显著小于A2、A1、A0处理。由图1d可知，辣椒的叶面积，A4处理极显著的小于其他处理，而A0、A1、A2、A3处理没有差异显著性。由图1e和图1f可知，连作辣椒受到镉胁迫后，辣椒的叶绿素a含量、叶绿素b含量降低，且处理浓度越高，作用越明显。 　　2.2 镉胁迫下连作辣椒的光合作用 　　由图2可知，随着Cd处理浓度增加，辣椒叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）呈下降趋势，Cd浓度为16 毫克每公斤的A4处理极显著的低于未施加Cd的A0处理，分别较A0下降了43.47%、31.25%、33.52%，处理A3的Pn、Gs、Tr显著的低于A0处理，处理A2的Pn、Gs、Tr与处理A3差异不显著。由图2c可知，随着Cd处理浓度增加，辣椒叶片的胞间CO2浓度（Ci）升高，A4处理极显著的高于A0处理，较A0升高了31.63%。表明Cd处理会引起辣椒叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率的变化，影响了功能叶片的光合作用能力。 　　2.3 镉胁迫下连作辣椒的生物量特征 　　由表1可知，随着Cd处理浓度增加，辣椒的根重呈下降趋势，分别较未加入Cd的处理降低0.53%、4.77%、9.02%、23.08%，只有处理A4与处理A0差异显著，其他处理差异不显著。连作辣椒叶重受Cd影响后的表现同辣椒根重，只有A4处理显著低于其他处理，而较低浓度的3个处理与A0差异不显著。连作辣椒的单果重，A3、A4处理受