铅胁迫对不同红麻品种生长及生物量的影响

安 霞，金关荣，骆霞虹，马广莹，金 亮，史小华，陈常理，李文略，周 媛，潘晓韵，朱关林

(浙江省萧山棉麻研究所 浙江省农业科学院花卉研究开发中心，浙江 杭州 311202)

红麻(HibiscuscannabinusL.)属锦葵科(Malvaceae)木槿属(Hibiscus)，是重要的韧皮纤维作物。红麻主要用于纺织，也用于制作纸浆、生物质能源、建材等方面[1-2]。

2010年浙江省政协发布的《关于我省食品药品安全情况的调研报告》显示，浙北、浙中和浙东沿海地区土壤重金属污染严重。宁波市郊蔬菜生产基地土壤受重金属汞、镉、铜、铅等污染的比例达70.7%[3-4]。作为地壳中含量最多的重金属元素铅(Pb)，被认为是最严重的重金属污染之一[5-6]。Pb可通过食物链的富集危及人类的健康且毒害持续时间较长[7-8]。红麻具备高水平的地上部生物量，而且抗逆能力强，只要从中筛选出耐性较好的品种，就可以应用于土壤修复。我们选择7个代表性的红麻品种，进行Pb胁迫处理，从叶片叶绿素相对含量(SPAD值)、生长及生物量角度分析，以期筛选耐Pb的红麻品种，旨在为利用红麻对浙江Pb污染土壤的修复提供理论参考。

1 材料和方法

1.1 材料

参试的红麻品种共7个：常规晚熟品种福红991、航天诱变育成的品种福红航992(福建农林大学育成)，杂交品种红优2号(广西大学育成)，常规晚熟品种湘红1号、杂交品种H368(中国农业科学院麻类研究所育成)，航天诱变育成的品种航优1号(浙江省萧山棉麻研究所)，常规晚熟品种浙8310(浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所育成)。

1.2 处理设计

试验对7个红麻品种均进行Pb胁迫处理，以清水处理为对照。试验采用盆栽，盆用基质为田间土壤和蛭石(均无Pb残留)按重量3∶1混合，并按照重量比加入5 g·kg-1复合肥，每盆最终装土2.5 kg。

每个品种设6盆，每盆种植2株生长一致的红麻。待所有红麻品种进入快速生长期，即株高达到50 cm时，对每品种中的3盆进行Pb胁迫处理。每盆一次性施入按基质重7 g·kg-1的Pb(NO3)2，即每盆施用Pb(NO3)217.5 g，施用方法为先将Pb(NO3)2溶解于1 000 mL水中，而后浇入盆栽的土壤中。对照为用ddH2O浇灌。

1.3 测定项目

在胁迫处理的大部分品种(约85%)出现严重的毒害作用时，收获全部参试材料，对每一品种分别测量SPAD值、株高、茎粗、叶片数、叶片长、叶柄长。收获时，测量红麻地上部鲜重、鲜叶重、鲜皮重、鲜麻骨重、鲜根重。

1.4 数据分析

使用SAS进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 对叶片SPAD值的影响

由表1可知，在Pb胁迫处理下，7个红麻品种叶片SPAD值均下降。说明在Pb胁迫处理下红麻叶片中的叶绿素合成受到明显抑制，导致叶片的叶绿素含量大幅降低。Pb胁迫处理对航优1号SPAD值影响最大，H368品种的SPAD值最高。

2.2 对红麻生长的影响

由表2可知，Pb胁迫处理使7个红麻品种株高、茎粗、叶片数、叶片长、叶柄长均下降，说明Pb胁迫处理抑制了红麻的生长。Pb胁迫处理对H368的株高影响最小、株高值最大，对红优2号的株高影响最大；对福红航992的茎粗影响最小；对航优1号、湘红1号的叶片数影响最小，H368的叶片数最多；对福红991叶片长度影响最小；对福红航992叶柄长度影响最小。

表1 Pb胁迫处理对红麻叶片SPAD值的影响

注：同列数据后无相同小写字母表示其差异达显著水平。表2～3同。

表2 Pb胁迫处理对红麻生长的影响

2.3 对红麻生物量的影响

由表3可知，Pb胁迫处理对H368的地上部鲜重影响最小，其次是浙8310，对红优2号的影响最大；对福红航992的鲜叶重影响最小，H368鲜叶重值最大；对航优1号的鲜皮重影响最小，H368鲜皮重值最大；对福红航992的鲜麻骨重影响最小，H368鲜麻骨值最大；对航优1号鲜根重影响最小，H368鲜根重值最大。

表3 Pb胁迫处理对红麻生物量的影响

3 小结与讨论

红麻是耐受和富集重金属效果良好且不进入食物链还能产生经济价值的作物之一。李丰涛等[9]对福建闽中南农田土壤环境做了调查和测定，结果显示红麻对重金属的迁移能力较强，当季对Pb最高累积量为263.4 g·hm-2。Babatunde等[10]将红麻种植在铅浓度不同的土壤中，收获后土壤中残留的铅含量明显低于所加入的铅含量，说明红麻富集了污染土壤中的铅。Salim等[11]将铅浓度控制在100 mg·kg-1水平，沙壤土栽培红麻茎和根的干物质的量有显著提高。陈军等[12]分析了不同的红麻品种对Pb的吸收和富集特性，结果表明不同的生长时期和不同的器官对Pb吸收和富集不同。李正文等[13]用不同浓度Pb2+处理红麻细胞质雄性不育系P3A、恢复系992及杂交种F1材料，结果表明在一定阈值内，红麻杂交种在重金属胁迫下的生长表现出比亲本较强的耐性。李兰平等[14]用不同浓度Pb2+处理红麻细胞质雄性不育系P3A、恢复系992及杂交种F1材料，随着Pb2+浓度的增大，F1与双亲的发芽率的差值也随之增大。

众所周知，随着我国现代工农业的发展，土壤重金属污染问题日趋严重。植物修复因其成本低、安全、环保、绿色，且不会造成二次污染而受到青睐。目前应用比较多的修复植物为东南景天、伴矿景天、毛竹等，但是大多数富集重金属效率高的植物都存在生物量偏小或生长缓慢的缺陷。红麻本身有巨大的生物量优势，不仅为大气输送洁净的氧气，而且能带走土壤中的重金属，同时创造了较高的经济价值。本试验使用7个代表性的红麻品种，以重金属铅(Pb)胁迫处理，从SPAD值、生长及生物量角度综合分析，H368品种相对于其他品种能保持较高的SPAD值及生物量，表明其对Pb有较好的耐性。这为进一步研究红麻响应Pb胁迫的防御机理，以及筛选对Pb胁迫抗性较强的红麻品种提供参考。

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