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      鹽脅迫作用下甲維鹽·毒死蜱對(duì)小白菜生理生化效應(yīng)研究

      2016-06-20 03:18:01張鳳鳳魏建宏張嘉超劉玉玲唐美珍湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院長(zhǎng)沙4028湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院長(zhǎng)沙4028曲阜師范大學(xué)南四湖濕地生態(tài)與環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室山東曲阜2765
      關(guān)鍵詞:甲維鹽生理指標(biāo)鹽脅迫

      張鳳鳳,魏建宏,羅 琳,張嘉超,劉玉玲,唐美珍(.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,長(zhǎng)沙4028;2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,長(zhǎng)沙4028;.曲阜師范大學(xué)南四湖濕地生態(tài)與環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東曲阜2765)

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      鹽脅迫作用下甲維鹽·毒死蜱對(duì)小白菜生理生化效應(yīng)研究

      張鳳鳳1,魏建宏2*,羅琳1,張嘉超1,劉玉玲1,唐美珍3
      (1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,長(zhǎng)沙410128;2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,長(zhǎng)沙410128;3.曲阜師范大學(xué)南四湖濕地生態(tài)與環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東曲阜273165)

      摘要:采用實(shí)驗(yàn)室盆栽方法模擬小白菜田間施藥,設(shè)置正交實(shí)驗(yàn)探究鹽脅迫與復(fù)配農(nóng)藥甲維鹽·毒死蜱的復(fù)合污染對(duì)小白菜生理生化效應(yīng)的影響,包括小白菜的生長(zhǎng)狀況,葉綠素、還原性糖、可溶性蛋白和纖維素含量的變化。研究結(jié)果表明:在鹽脅迫和甲維鹽·毒死蜱交互作用下,小白菜的生長(zhǎng)受到明顯抑制,且鹽分和甲維鹽·毒死蜱濃度越高,抑制程度越大;小白菜葉片中葉綠素、還原性糖、可溶性蛋白質(zhì)、纖維素的含量隨土壤鹽分和甲維鹽·毒死蜱濃度的增加均有不同程度的變化,與對(duì)照組相比,其生理指標(biāo)均有所降低。運(yùn)用Duncan′s新復(fù)極差法對(duì)鹽脅迫和甲維鹽·毒死蜱作用進(jìn)行主效應(yīng)分析,結(jié)果表明農(nóng)藥甲維鹽·毒死蜱對(duì)小白菜各項(xiàng)生理指標(biāo)有顯著影響,鹽脅迫對(duì)小白菜各項(xiàng)生理指標(biāo)有極顯著影響。

      關(guān)鍵詞:鹽脅迫;甲維鹽·毒死蜱;小白菜;生理指標(biāo);正交試驗(yàn)

      張鳳鳳,魏建宏,羅琳,等.鹽脅迫作用下甲維鹽·毒死蜱對(duì)小白菜生理生化效應(yīng)研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2016, 35(5):850-857.

      ZHANG Feng-feng, WEI Jian-hong, LUO Lin, et al. characteristics of non-heading Chinese cabbage under salt stresses[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2016, 35(5): 850-857.

      土壤污染生態(tài)修復(fù)研究。E-mail:zhangff93@163.com

      鹽漬土和土壤次生鹽漬化問題出現(xiàn)在世界各地的干旱、半干旱以及半濕潤(rùn)地區(qū),已成為制約土壤生態(tài)環(huán)境及農(nóng)業(yè)健康發(fā)展的一個(gè)世界性資源與環(huán)境問題[1],引起國(guó)內(nèi)外環(huán)境及土壤相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者的廣泛關(guān)注。Marcum[2]認(rèn)為,土壤鹽分會(huì)在耕層大量積聚,高濃度的鹽分對(duì)植物根系正常的養(yǎng)分吸收及物質(zhì)交換產(chǎn)生負(fù)面影響,因而農(nóng)作物生長(zhǎng)受到嚴(yán)重的抑制,從而造成大面積減產(chǎn)和歉收。鹽脅迫下,細(xì)胞膜系統(tǒng)的完整性受到破壞,因而抑制植物生長(zhǎng),進(jìn)而影響其生理健康狀況[3]。

      在土壤生態(tài)系統(tǒng)中,污染源往往多樣且復(fù)雜,除了鹽堿,還有農(nóng)藥等制約因子對(duì)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生脅迫。毒死蜱(Chlorpyrifos,O,O-二乙基-O-3、5、6-三氯-2-吡啶基硫代磷酸酯)作為一種低毒、高效的廣譜性有機(jī)磷殺蟲劑,其復(fù)配農(nóng)藥40%甲維鹽·毒死蜱不僅能夠替代大部分高毒殺蟲劑,而且降低生產(chǎn)成本,被大量使用[4]。毒死蜱施入農(nóng)田后可有效控制作物蟲害的發(fā)生,同時(shí)也易被土壤吸附,消解作用緩慢[5]。正常量農(nóng)藥的使用對(duì)病蟲害有防治作用,表面上對(duì)農(nóng)作物沒有傷害,但其生理指標(biāo)卻發(fā)生了明顯的變化[6-7]。已有研究表明,毒死蜱脅迫可顯著影響植物的生長(zhǎng)及其生理生化過程,如毒死蜱可降低干旱條件下小麥的相對(duì)含水量、葉綠素含量[8]、丙二醛含量[9]和青菜植株中可溶性糖含量[10],以及番木瓜幼苗的根系活力等[11]。甲維鹽和毒死蜱按不同配比復(fù)配后,雖有研究表明其藥效增強(qiáng),可以減少害蟲對(duì)單一藥劑的抗藥性風(fēng)險(xiǎn)[12],具有較大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,但其代謝產(chǎn)物3,5,6-三氯吡啶-2-酚(3,5,6-trichloro-2-pyridinol,TCP)具有較強(qiáng)的極性和水溶性,不僅會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生潛在的威脅,也會(huì)對(duì)植物內(nèi)部生理代謝產(chǎn)生復(fù)合作用。雖然不少學(xué)者研究了有關(guān)毒死蜱對(duì)作物的生理危害,但其復(fù)配后對(duì)作物的生理影響尚未進(jìn)行過多探索,尤其缺少在北方鹽堿地條件下的研究。在有大面積鹽堿地的北方,研究鹽脅迫下復(fù)配農(nóng)藥甲維鹽·毒死蜱對(duì)小白菜生理的影響,通過其生理指標(biāo)(如葉綠素、還原性糖等)的含量來反映鹽脅迫與復(fù)合農(nóng)藥對(duì)作物生長(zhǎng)的影響,對(duì)鹽堿地區(qū)域蔬菜種植中農(nóng)藥的合理使用具有重要的指導(dǎo)意義。

      1 材料與方法

      1.1供試農(nóng)藥與小白菜

      40%甲維鹽·毒死蜱由成都新朝陽(yáng)生物化學(xué)有限公司生產(chǎn);小白菜(Brassica campestris L. ssp. chinensis Makino)種子選用永安蔬菜良種繁育中心培育的原種“上海青”,購(gòu)于蘇州寒山種業(yè)有限公司。

      1.2供試土壤

      供試土壤為棕壤,采自曲阜師范大學(xué)農(nóng)場(chǎng)菜地,取0~20 cm表層土,自然風(fēng)干并剔除石塊和植物殘?bào)w后,磨碎過篩(孔徑=1 mm)備用。土樣的理化性質(zhì)[4]見表1。

      1.3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

      鹽(NaCl,分析純)濃度設(shè)3個(gè)處理水平(干土重):0.3%、0.6%、1.2%,分別表示為A1、A2、A3。土壤中鹽濃度設(shè)定的依據(jù)為:根據(jù)我國(guó)土壤鹽漬化標(biāo)準(zhǔn),土壤含鹽總量(干土重)<0.3%,為非鹽漬土;土壤含鹽總量(干土重)=0.5%~1.0%,為中鹽漬土;土壤含鹽總量(干土重)=1.0%~2.2%,為強(qiáng)鹽漬土[4]。

      40%甲維鹽·毒死蜱水乳劑是甲維鹽與毒死蜱按一定比例的混配農(nóng)藥,其有效成分為甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽0.5%、毒死蜱39.5%[4]。土壤中甲維鹽·毒死蜱的有效濃度設(shè)3個(gè)處理水平:2.5、5.0、10.0 mg·kg-1,分別表示為B1、B2、B3。土壤中甲維鹽·毒死蜱濃度設(shè)定的依據(jù)為:甲維鹽·毒死蜱的農(nóng)藥殘留田間施藥量分為低劑量450 g·hm-2、高劑量675 g·hm-2,農(nóng)藥施用農(nóng)田后初始浸潤(rùn)土壤深度為0.3~0.4 cm[13],甲維鹽·毒死蜱低劑量施用時(shí)在土壤中的降解半衰期為5.3 d[14]。

      鹽和甲維鹽·毒死蜱復(fù)合污染土樣處理采用有交互作用的正交表L9(34)設(shè)計(jì)安排實(shí)驗(yàn)[14-15],正交實(shí)驗(yàn)表及實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄見表2。同時(shí)設(shè)空白對(duì)照。每個(gè)處理做三個(gè)平行,分別將風(fēng)干土3 kg置于5 L塑料盆中,每盆播種20粒左右小白菜種子,在日光溫室中培養(yǎng),控制其含水量為田間持水量的75%±5%,小白菜的萌發(fā)率在85%~90%之間,每盆有17~18株小白菜,待小白菜長(zhǎng)至三葉后噴灑農(nóng)藥及進(jìn)行鹽脅迫。甲維鹽·毒死蜱一次性噴灑,噴灑量為50 mL;鹽溶液(約500 mL)均勻澆入盆中,并在花盆下面放置一個(gè)塑料小盤,使下滲的溶液得以保留,對(duì)照組則澆入自來水(加鹽溶液前幾天噴水少許,有利于鹽分在干燥土壤中迅速擴(kuò)散)。培養(yǎng)期間進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓茏o(hù),防病蟲害,保證土壤水分充足,使之不會(huì)成為植物生長(zhǎng)的限制因子。于處理后第5、10、15、25、35 d分別取不同處理下小白菜的葉片,依次用自來水、超純水沖洗干凈后測(cè)定小白菜中葉綠素、還原性糖、可溶性蛋白及纖維素的含量。

      1.4測(cè)定方法

      葉綠素用80%的丙酮提取后分光光度計(jì)法測(cè)定[16];還原性糖用斐林試劑比色法測(cè)定;可溶性蛋白用紫外吸收分光光度法測(cè)定;纖維素用處理前后差值法計(jì)算[16]。

      表1 供試土壤的主要理化性質(zhì)Table 1 Basic physic-chemical characteristics of tested soil

      1.5數(shù)據(jù)分析

      實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為3次平行處理的平均值,采用Excel 和SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,采用Duncan′s新復(fù)極差測(cè)驗(yàn)法進(jìn)行方差分析并繪制殘差圖。

      2 結(jié)果與討論

      2.1甲維鹽·毒死蜱對(duì)鹽脅迫下小白菜幼苗生長(zhǎng)的影響

      40%的甲維鹽·毒死蜱和NaCl分別作用及其復(fù)合污染對(duì)小白菜生長(zhǎng)的影響如表2所示。在鹽脅迫下,施加的農(nóng)藥濃度越高對(duì)幼苗生長(zhǎng)的毒害作用越大。處理后第5 d,小白菜生長(zhǎng)狀況開始發(fā)生變化,逐漸有發(fā)黃葉片產(chǎn)生;隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),其生長(zhǎng)狀況變化更為顯著,發(fā)黃葉片增多、葉片脫落、植株矮小等;到第35 d時(shí),其多數(shù)葉片已脫落,部分植株已枯死,表明鹽脅迫和甲維鹽·毒死蜱的共同作用嚴(yán)重影響了小白菜的生長(zhǎng)。將小白菜的生長(zhǎng)狀況劃分為好、較好、一般、較差和差五個(gè)等級(jí),不同時(shí)間下各處理小白菜的生長(zhǎng)狀況等級(jí)見表2。

      2.2鹽脅迫下甲維鹽·毒死蜱對(duì)小白菜葉片生理生化指標(biāo)的影響

      2.2.1對(duì)葉綠素和還原性糖含量的影響

      葉綠素含量的多少在一定程度上反映了植物光合作用強(qiáng)度的高低,從而影響植物的生長(zhǎng),葉綠素含量的降低將直接導(dǎo)致生物量下降[17]。從圖1a中可以看出:在鹽和農(nóng)藥處理下,隨脅迫作用的增大,小白菜葉片的葉綠素含量呈下降趨勢(shì)。在低濃度鹽(0.3%)處理后第5 d,葉綠素含量下降比較平穩(wěn),隨農(nóng)藥濃度的升高變化不明顯,葉綠素含量在短期低鹽刺激下略有上升,之后隨著鹽脅迫強(qiáng)度的增大和脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷下降,最高下降了近64%;隨著鹽濃度的升高,葉綠素含量降低,至實(shí)驗(yàn)結(jié)束葉綠素含量基本穩(wěn)定。總體來看,處理后第5 d葉綠素含量較高,處理后第25 d葉綠素含量變化幅度較大,且隨時(shí)間的延長(zhǎng)和脅迫強(qiáng)度的增大,葉綠素含量逐漸降低。在第25 d,土壤含鹽量為1.2%和農(nóng)藥量為0.09 g·m-2時(shí),小白菜葉片葉綠素含量最低;到35 d時(shí)葉片已較少,尤其是高濃度鹽和高濃度農(nóng)藥的實(shí)驗(yàn)組已基本無葉片可取,整體來說葉綠素含量較低,但較第25 d時(shí)略有上升,可能是部分農(nóng)藥揮發(fā)導(dǎo)致。以上結(jié)果表明,在鹽和農(nóng)藥交互脅迫下,小白菜中葉綠素含量降低,鹽脅迫對(duì)葉綠素具有極顯著的破壞作用,且鹽和農(nóng)藥共同作用對(duì)小白菜中葉綠素的破壞作用更大,均導(dǎo)致葉綠素的合成受到嚴(yán)重破壞,引起植株光合能力減弱[18],說明復(fù)合污染加速了小白菜的衰老。

      還原性糖是很多非鹽生植物的主要滲透調(diào)節(jié)劑[19],也是合成其他有機(jī)溶質(zhì)的碳架保護(hù)和能量來源,對(duì)細(xì)胞膜和原生質(zhì)膠體也有穩(wěn)定作用,在細(xì)胞內(nèi)無機(jī)離子濃度高時(shí)起保護(hù)酶類的作用[20]。由圖1b可以看出:鹽和農(nóng)藥組合為A1B3時(shí),小白菜葉片中還原性糖含量最低,隨著鹽濃度的不斷增大,還原性糖含量呈緩慢上升趨勢(shì),隨著農(nóng)藥濃度的不斷增大,還原性糖含量呈下降趨勢(shì);鹽和農(nóng)藥組合為A3B2時(shí),小白菜葉片中還原性糖含量達(dá)最大值,較最低值增加了34%。這與高鹽脅迫下生長(zhǎng)率降低是由葉片中糖濃度增高產(chǎn)生反饋抑制[21-22]和毒死蜱降低了青菜植株中糖含量的觀點(diǎn)一致,說明在高鹽漬條件下還原性糖的積累具有重要意義。但隨著鹽和農(nóng)藥脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),還原性糖含量不斷降低,可能是呼吸作用的增強(qiáng)和光合作用的衰竭所致[23-24]。

      表2 農(nóng)藥對(duì)鹽脅迫下小白菜幼苗生長(zhǎng)的影響Table 2 Growth of non-heading Chinese cabbage in soil treated with salt and emamectin benzoate-chlorpyrifos mixture

      2.2.2對(duì)可溶性蛋白和纖維素含量的影響

      植物體內(nèi)的可溶性蛋白質(zhì)大多數(shù)是參與各種代謝的酶類,其含量是植物體總代謝情況的一個(gè)重要指標(biāo),也是間接測(cè)定植物體內(nèi)代謝強(qiáng)度的一個(gè)指標(biāo)[25]。由圖2a可以看出:處理后第5 d時(shí),在鹽濃度一定的情況下,隨著農(nóng)藥濃度的升高,小白菜中的蛋白質(zhì)含量升高;處理后第10 d,鹽濃度為0.3%時(shí),隨著農(nóng)藥濃度的升高,小白菜中的蛋白質(zhì)含量降低,鹽濃度為0.6%和1.2%時(shí),隨著農(nóng)藥濃度的升高,小白菜中的蛋白質(zhì)含量升高;處理后第15 d和第10 d的變化趨勢(shì)基本一致,隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),小白菜中的蛋白質(zhì)含量均高于對(duì)照組,但總體呈下降趨勢(shì)。在農(nóng)藥濃度一定的情況下,隨著鹽濃度的升高,蛋白質(zhì)含量先下降后升高,表明農(nóng)藥對(duì)小白菜的蛋白質(zhì)合成或吸收有所影響??傮w來看,在鹽和農(nóng)藥脅迫下,小白菜的可溶性蛋白質(zhì)含量與對(duì)照組基本持平,并隨脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而有所降低,表明有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)小白菜中蛋白質(zhì)積累有一定的促進(jìn)作用[26],且鹽脅迫后可能產(chǎn)生較多的有害物質(zhì),小白菜在逆境條件下需要合成較多的酶類物質(zhì)以清除這些有害物質(zhì)。到第25 d后蛋白質(zhì)含量變化幅度減小,說明農(nóng)藥的殘留作用已經(jīng)較小,只受鹽脅迫的影響。

      由圖2b可以看出:在鹽濃度一定的情況下,隨著農(nóng)藥濃度的升高,小白菜葉片中粗纖維含量有所降低,但影響不大。在農(nóng)藥濃度一定的情況下,隨著鹽濃度的升高,小白菜葉片中纖維含量隨之降低。在鹽濃度和農(nóng)藥濃度最高(A3B3處理)時(shí),小白菜中的纖維素含量降至最低??傮w來說,隨著脅迫天數(shù)的延長(zhǎng),葉片中纖維素的含量有所上升,但仍然低于對(duì)照組,說明農(nóng)藥脅迫對(duì)葉片中纖維素的含量影響不顯著;而隨鹽脅迫的增強(qiáng)葉片中纖維素含量逐漸降低,則是由鹽濃度過高造成植物體內(nèi)滲透壓變化引起的。

      圖1 小白菜葉綠素和還原性糖含量Figure 1 Content of chlorophyll and reducing sugar in non-heading Chinese cabbage treated with salt and emamectin benzoate-chlorpyrifos mixture

      圖2 小白菜可溶性蛋白及纖維素含量Figure 2 Concentrations of soluble protein and cellulose in non-heading Chinese cabbage treated with salt and emamectin benzoate-chlorpyrifos mixture

      2.3鹽脅迫和甲維鹽·毒死蜱對(duì)小白菜葉片生理生化指標(biāo)影響的主效應(yīng)分析

      2.3.1對(duì)葉綠素和還原性糖含量的方差分析

      由表3可以看出,在單一農(nóng)藥作用下,施藥初期,隨鹽分水平增加,小白菜中葉綠素含量顯著降低,表明鹽脅迫對(duì)葉綠素具有顯著的破壞作用;小白菜葉片中還原性糖的含量隨農(nóng)藥濃度的升高受影響程度不明顯,但仍低于對(duì)照組。這說明,鹽脅迫對(duì)小白菜葉片中還原性糖含量雖有一定的促進(jìn)作用,但農(nóng)藥脅迫的影響大于鹽脅迫。

      表4中F檢驗(yàn)結(jié)果表明,農(nóng)藥濃度對(duì)葉綠素含量有極顯著影響,農(nóng)藥與鹽交互作用對(duì)葉綠素含量影響不顯著;鹽濃度對(duì)還原性糖含量有顯著的影響,農(nóng)藥濃度和農(nóng)藥與鹽交互作用對(duì)還原性糖含量的影響不顯著。

      2.3.2對(duì)可溶性蛋白和纖維素含量的方差分析

      由表5可以看出,在單一農(nóng)藥作用下,隨著鹽濃度的升高,蛋白質(zhì)含量先下降后上升,表明農(nóng)藥對(duì)小白菜的蛋白質(zhì)合成或吸收有一定影響。在鹽和農(nóng)藥脅迫下,小白菜的可溶性蛋白質(zhì)含量與對(duì)照組基本持平;而隨著鹽濃度的升高,小白菜葉片中粗纖維含量隨之降低,隨著脅迫天數(shù)的延長(zhǎng),葉片中粗纖維的含量有所上升,但仍然低于對(duì)照組??傮w來看,農(nóng)藥脅迫對(duì)葉片中可溶性蛋白和纖維素的含量沒有顯著影響。

      表6中F檢驗(yàn)結(jié)果表明,鹽濃度和農(nóng)藥與鹽交互作用均對(duì)可溶性蛋白含量有極顯著影響,農(nóng)藥濃度對(duì)可溶性蛋白含量影響不顯著;鹽濃度對(duì)纖維素含量有顯著影響,農(nóng)藥濃度和農(nóng)藥與鹽交互作用后對(duì)纖維素含量的影響不顯著。

      表3 葉綠素和還原性糖含量測(cè)定結(jié)果Table 3 Content of chlorophyll and reducing sugar in soil treated with salt and emamectin benzoate-chlorpyrifos mixture

      表4 葉綠素和還原性糖含量的方差分析結(jié)果Table 4 Variance of analysis of chlorophyll and reducing sugar quantity in non-heading Chinese cabbage

      2.3.3對(duì)小白菜生理生化指標(biāo)影響主效應(yīng)分析的殘差結(jié)果

      由圖3可以看出,鹽度對(duì)小白菜葉片中還原性糖含量和纖維素含量具有顯著影響,并且呈負(fù)相關(guān),誤差限較小。模型模擬結(jié)果與上述結(jié)論一致,表明數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與周期性良好;而農(nóng)藥濃度與小白菜葉片中各生理生化指標(biāo)含量并不呈線性關(guān)系,說明隨著時(shí)間的推移,噴灑的農(nóng)藥有一定的降解,對(duì)小白菜的脅迫效應(yīng)也有所減弱。模型模擬結(jié)果亦與上述結(jié)論一致。

      在鹽和農(nóng)藥脅迫下,小白菜葉片葉綠素含量、還原性糖含量、蛋白質(zhì)含量、纖維素含量均有不同程度的變化。小白菜可以耐受一定范圍內(nèi)的鹽和農(nóng)藥脅迫,低濃度的鹽和農(nóng)藥脅迫對(duì)小白菜的生長(zhǎng)反而具有促進(jìn)作用,但超過一定濃度時(shí)會(huì)抑制小白菜幼苗的生長(zhǎng)。這種隨脅迫濃度加大而生物量積累減少的現(xiàn)象在其他植物中也有相似的報(bào)道[27-28]。小白菜細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)作用是有一定限度的,當(dāng)鹽和農(nóng)藥濃度過高時(shí),細(xì)胞極度失水,細(xì)胞膜受到損傷,細(xì)胞產(chǎn)生膜泄露現(xiàn)象,離子和可溶性有機(jī)物質(zhì)失去平衡,葉綠素分解,因此葉綠素含量明顯降低,此時(shí)滲透調(diào)節(jié)能力不能阻擋生理上的惡化過程[29]。對(duì)于鹽脅迫,小白菜可通過增加還原性糖含量進(jìn)行滲透調(diào)節(jié),但農(nóng)藥濃度的升高會(huì)使葉片中還原性糖的含量下降,并且農(nóng)藥脅迫對(duì)還原性糖含量的影響大于鹽脅迫,最終導(dǎo)致還原性糖含量下降。在鹽和農(nóng)藥脅迫條件下,小白菜本身會(huì)產(chǎn)生抗逆機(jī)制,增加體內(nèi)蛋白質(zhì)含量以抵制不良環(huán)境的危害,所以小白菜葉片中的蛋白質(zhì)含量在鹽和農(nóng)藥脅迫下有所升高。對(duì)于小白菜葉片中的纖維素來說,鹽和農(nóng)藥對(duì)其影響主要表現(xiàn)在對(duì)小白菜幼苗的影響上,低濃度的鹽和農(nóng)藥脅迫對(duì)小白菜的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用,超過一定濃度時(shí)會(huì)抑制小白菜幼苗的生長(zhǎng),導(dǎo)致纖維素含量降低。隨著農(nóng)藥在土壤中的降解,纖維素的含量有所回升,但當(dāng)鹽和農(nóng)藥超過一定濃度時(shí)會(huì)對(duì)小白菜造成不可逆影響,纖維素含量很少甚至沒有。

      表5 可溶性蛋白和纖維素含量測(cè)定結(jié)果Table 5 Content of soluble protein and cellulose in soil treated with salt and emamectin benzoate-chlorpyrifos mixture

      表6 可溶性蛋白和纖維素含量的方差分析結(jié)果Table 6 Variance of analysis of soluble protein and cellulose quantity in non-heading Chinese cabbage

      3 結(jié)論

      (1)鹽和農(nóng)藥均對(duì)小白菜生理指標(biāo)產(chǎn)生了一定的影響。在脅迫初期負(fù)面效應(yīng)較大,但在脅迫后期其含量上升并基本恢復(fù)到對(duì)照水平,表明作物體在受到農(nóng)藥脅迫后需要有一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間才能修復(fù)因農(nóng)藥對(duì)作物植株本身造成的傷害。

      (2)在高鹽和不同濃度的甲維鹽·毒死蜱分別脅迫及其復(fù)合脅迫作用下,小白菜能夠抵抗一定程度的鹽和農(nóng)藥脅迫,并且小白菜對(duì)農(nóng)藥的耐受程度更強(qiáng)一些。

      今后應(yīng)重點(diǎn)研究小白菜對(duì)鹽和農(nóng)藥的抗性機(jī)制,探索小白菜或其他植物體內(nèi)發(fā)揮耐受作用的大分子,以及脅迫因子如何在代謝層面影響植物生長(zhǎng),這對(duì)引導(dǎo)植物規(guī)避污染及調(diào)控植物生長(zhǎng)有重要意義。

      圖3 鹽脅迫和甲維鹽·毒死蜱對(duì)小白菜生理生化指標(biāo)影響主效應(yīng)分析的殘差圖Figure 3 General partial residual plot of analysis of characteristics of non-heading Chinese cabbage in vegetable soil

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      中圖分類號(hào):X503.231

      文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

      文章編號(hào):1672-2043(2016)05-0850-08

      doi:10.11654/jaes.2016.05.005

      收稿日期:2015-11-08

      基金項(xiàng)目:銦提取過程污染控制與管理方案研究(201309051);國(guó)家國(guó)際科技合作專項(xiàng)(2013DFG91190)

      作者簡(jiǎn)介:張鳳鳳(1992—),女,漢族,山東臨沂人,碩士生,主要從事

      *通信作者:魏建宏E-mail:weijianhong111666@163.com

      Effects of combined emamectin benzoate-chlorpyrifos on physiological and biochemical characteristics of nonheading Chinese cabbage under salt stresses

      ZHANG Feng-feng1, WEI Jian-hong2*, LUO Lin1, ZHANG Jia-chao1, LIU Yu-ling1, TANG Mei-zhen3
      (1.College of Resources & Environment, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2.College of Bioscience & Biotechnology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 3.Key Laboratory of Nansihu Lake Wetland Ecosystem & Environment Protection, Qufu Normal University, Qufu 273165, China)

      Abstract:The impacts of salt and emamectin benzoate-chlorpyrifos mixture on physiochemical characteristics of non-heading Chinese cabbage were investigated using orthogonal experimental design and pot culture. Parameters such as chlorophyll, reducing sugar, soluble protein and cellulose of non-heading Chinese cabbage were chosen. Results showed that the physiochemical parameters were inhibited in varying degrees by salt and emamectin benzoate-chlorpyrifos mixture in a dose-effect mode. The values for these parameters decreased with increasing levels of contaminants. The main effect by using Duncan′s new multiple range method analysis indicated that the pesticide had a significant effect while the salt had an extremely significant effect on physiochemical characteristics of non-heading Chinese cabbage.

      Keywords:salt stress; emamectin benzoate-chlorpyrifos; non-heading Chinese cabbage; physiochemical characteristics; orthogonal experiment

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