干旱脅迫下不同濃度重金屬Cd對(duì)玉米生理生化特性及土壤微生物和酶活性的影響.pdf

1、隨著我國(guó)工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，大量的重金屬鎘進(jìn)入土壤，并在土壤中積累起來，對(duì)土壤酶、土壤微生物、土壤呼吸產(chǎn)生影響。玉米根系在土壤中吸收的鎘元素，并轉(zhuǎn)移到莖、葉、種子，最后通過食物鏈進(jìn)入人體，影響人體健康。干旱每年在我國(guó)各地都有發(fā)生，不同的地方干旱程度不一致，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)和發(fā)育造成影響并導(dǎo)致減產(chǎn)，甚至絕產(chǎn)。在盆栽條件下，以東單80為試驗(yàn)材料，采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，用不同濃度的重金屬Cd溶液處理土壤，并在玉米拔節(jié)-大喇叭口期、大喇叭口-抽雄吐絲期、抽

2、雄吐絲-成熟期進(jìn)行干旱脅迫處理，研究玉米不同生育期干旱脅迫下重金屬Cd不同濃度對(duì)玉米產(chǎn)量、生理生化指標(biāo)、玉米各部位鎘含量、土壤中三種微生物（細(xì)菌、放線菌、真菌）總數(shù)、土壤酶活性、土壤呼吸的影響，為重金屬鎘污染區(qū)在干旱條件下提高玉米產(chǎn)量提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。本試驗(yàn)的主要結(jié)果如下:
　　(1)在玉米整個(gè)生長(zhǎng)期中，重金屬鎘處理及不同水分梯度處理都對(duì)玉米的形態(tài)指標(biāo)產(chǎn)生較大影響。雙重脅迫對(duì)形態(tài)指標(biāo)的影響比單一脅迫下大。尤其是拔節(jié)-大喇叭口

3、期重度干旱(A3)和高濃度鎘處理(≥50mg.kg-1)對(duì)玉米的株高和穗位高影響達(dá)到顯著水平。而大喇叭口-抽雄吐絲期重度干旱和鎘濃度≥50mg.kg-1處理下玉米的百粒重低于對(duì)照，有顯著差異。
　　(2)玉米整個(gè)生育期中，當(dāng)鎘濃度≤15mg.kg-1時(shí)，葉片的葉綠素隨著干旱程度的加劇而下降，在拔節(jié)-大喇叭口期下降最顯著;當(dāng)鎘濃度(50、100mg.kg-1)時(shí)，葉綠素含量降低，與對(duì)照有顯著差異。葉綠素a在大喇叭口期之前下降明顯，之

4、后鎘與干旱脅迫基本對(duì)其無影響。三個(gè)生育期中凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度在干旱脅迫和鎘濃度≤5mg.kg-1處理下均比對(duì)照大，對(duì)光合特性有促進(jìn)作用;高濃度鎘抑制光合作用。
　　(3)在鎘和干旱雙重脅迫下，可溶性蛋白隨著脅迫程度的增大含量增加。雙脅迫下Pro在拔節(jié)-大喇叭口期變化比較平緩;大喇叭口期之后，低濃度鎘(≤1mg.kg-1)處理隨著干旱程度的增加Pro含量比對(duì)照低;高濃度鎘在干旱處理下其增加明顯，與對(duì)照差異顯著。在整個(gè)生育

5、期中隨著脅迫程度的增強(qiáng)丙二醛含量升高，玉米植株的膜脂過氧化嚴(yán)重，受傷害的程度大;玉米葉片細(xì)胞中SOD、POD、CAT等酶的活性在鎘和干旱復(fù)合脅迫下升高，從而清除植物體內(nèi)活性氧保護(hù)細(xì)胞膜。在三個(gè)生育期中各個(gè)處理間SOD活性均達(dá)到顯著差異;而POD、CAT在拔節(jié)-大喇叭口期、大喇叭口-抽雄吐絲期達(dá)到顯著差異，抽雄吐絲-成熟期差異不顯著。
　　(4)鎘與干旱復(fù)合脅迫下，土壤中三種微生物的總數(shù)、土壤酶活性、土壤呼吸強(qiáng)度差異均達(dá)到顯著水平。

6、重金屬Cd的不同濃度處理對(duì)土壤轉(zhuǎn)化酶有抑制作用，而對(duì)土壤呼吸強(qiáng)度和土壤過氧化氫酶的影響則隨著Cd濃度的增加表現(xiàn)為先促進(jìn)后抑制。其中，當(dāng)Cd濃度≤5mg.kg-1時(shí)，對(duì)土壤中三種微生物總數(shù)和土壤呼吸有促進(jìn)作用，高濃度(≥15 mg.kg-1)對(duì)其有抑制作用;Cd濃度≤1 mg.kg-1時(shí)，對(duì)土壤過氧化氫酶有促進(jìn)作用，隨著鎘濃度的升高對(duì)其抑制作用越明顯。土壤中三種微生物總數(shù)、土壤過氧化氫酶活性、土壤呼吸強(qiáng)度在玉米不同生育期均與土壤含水量成正