外源铁对不同品种番茄光合特性、品质及镉积累的影响

【目的】在人工模拟镉污染土壤条件下,讨论了叶面喷施Fe对番茄Cd积累及化学形态的影响,旨在为镉污染土壤上番茄的安全生产提供理论依据。【方法】采用土培试验研究了在重金属Cd(10mg/kg)污染条件下,叶面喷施不同浓度Fe(0、200和400μmol/L,FeSO4·7H2O)对2个番茄品种(‘4641’和‘渝粉109’)生长、光合特性、品质及果实Cd形态和Cd积累量的影响。【结果】叶面喷施Fe提高了番茄的根、茎、叶、果实干重及植株总干重,增幅分别为20.4%～48.6%、13.3%～56.0%、16.0%～63.1%、9.8%～16.5%和21.6%～40.3%,随着喷施Fe浓度的增加,番茄各部位干质量及总干质量呈先增加后降低的趋势,比较两个番茄品种,‘4641’耐Cd性更强,而‘渝粉109’对Fe的反应更为敏感;随着喷施Fe浓度的增加,2个番茄品种的叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)呈先增加后降低趋势,在Fe200μmol/L时最大,品种‘4641’的Pn、Gs和Tr较对照分别增加了8%、11%和2.9%,而‘渝粉109’较对照分别增加了28.7%、15.5%和18.8%。而喷Fe处理却降低了番茄叶片胞间CO2浓度(Ci),比较2个供试番茄品种,‘4641’光合作用和蒸腾作用强度均高于‘渝粉109’;喷Fe提高了2种番茄果实的硝酸盐含量以及渝粉‘109’还原糖含量,降低了‘渝粉109’果实氨基酸含量,喷施高浓度Fe(400μmol/L)能提高2种番茄果实Vc含量,与对照相比,‘4641’和‘渝粉109’果实硝酸盐增加的幅度分别为18.1%～22.2%、2.3%～22.0%,Vc较对照分别增加了8.2%和13.2%;番茄果实中Cd的主要存在形态为残渣态,其次为盐酸提取态,去离子水提取态和乙醇提取态所占比例较小,残渣态Cd(FR)和盐酸提取态Cd(FHCl)为活性偏低形态Cd,占Cd提取总量的70.8%,去离子水提取态(FW)和乙醇提取态(FE)为活性较高形态Cd,仅占Cd提取总量的11.8%,有效地抑制了Cd的毒害作用。叶面喷施Fe降低了番茄果实各形态镉含量;番茄中Cd主要积累在叶和茎中,而果实和根的积累量较少;喷Fe降低了番茄叶、根、茎、果实的Cd含量,降低幅度分别为7.1%～21.9%、35.6%～50.4%、13.0%～37.0%和2.8%～8.2%,但喷施高浓度Fe(400μmol/L)相比低Fe(200μmol/L)时的番茄各部位Cd含量有所增加,无论是非否喷施Fe,叶、茎、果实中的Cd积累量以及总Cd积累量总是以‘4641’>‘渝粉109’,表明在Cd污染土壤上种植‘4641’较‘渝粉109’风险更大。【结论】叶面喷施适量Fe能够促进番茄的光合作用和蒸腾作用,提高了番茄各部位的干重,降低了Cd对番茄的毒害效应,同时减少了番茄各部位Cd含量。