有机肥对Pb_Cd污染下马铃薯生长及土壤酶活性的影响_王沛裴

ＷＡＮＧ Ｐｅｉ⁃ｐｅｉ １ ， ＺＨＥＮＧ Ｓｈｕｎ⁃ｌｉｎ１，２ ， ＷＡＮ Ｎｉａｎ⁃ｘｉｎ１ ， ＺＨＡＯ Ｔｉｎｇ⁃ｔｉｎｇ１ ， ＨＥ Ｃａｉ⁃ｌｉａｎ１ ， ＹＵＡＮ Ｊｉ⁃ｃｈａｏ１，２ （ １������ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１１１３０， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ ： Ａ ｐｏｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｎｕｒｅ ａｓ ｂａｓｅ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｏｎ ｐｌａｎｔ ｍｏｒｐｈｏｌ⁃
ｉｎ ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ｏｖｅｒ ｔｈｅ ｐｌａｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｉｌｓ ｗｉｔｈｏｕｔ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｎｕｒｅ， ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅｄ ｍｅａｎ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｅａｄ ａｎｄ ｃａｄｍｉｕｍ ｉｎ ｔｕｂｅｒ ｂｙ ８７������ ４％ ａｎｄ １６������ ７％， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｐｏｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓ
良剂㊂ ＣＯＶＥＬＯ 等
有机肥在受重金属污染土壤中被广泛用作改［ Nhomakorabea］㊂
片中 ＳＯＤ 活性采用氮蓝四唑 （ ＮＢＴ） 法测定，叶绿素 含量采用分光光度计法测定； 马铃薯块茎中 Ｐｂ㊁Ｃｄ １������ ４㊀ 数据分析 处理㊂ 全量采用火焰原子吸收法测定㊂
附㊁螯合等作用固定重金属， 创造有利于 Ｃｄ㊁Ｐｂ 沉 淀条件，降低土壤 Ｃｄ㊁Ｐｂ 活性和生物有效性， 改善 土壤环境㊂ 李正强等
性随受 Ｐｂ㊁ Ｃｄ 污 染 程 度 的 增 加 呈 先 增 后 减 的 趋 势 ［３］ ㊂ Ｐｂ㊁Ｃｄ 污染引起土壤环境的变化会直接抑
㊃６６０ ㊀ ㊃
㊀ 生㊀ 态㊀ 与㊀ 农㊀ 村㊀ 环㊀ 境㊀ 学㊀ 报
第 ３２ 卷
重金属 的 抵 御 能 力， 破 坏 植 物 抗 氧 化 系 统 的 平 衡性
［６］
态㊁叶片生理和根际土壤酶活性的影响，探讨有机肥对马铃薯 Ｐｂ㊁Ｃｄ 毒害的缓解作用㊂ 结果表明：（ １） Ｐｂ㊁Ｃｄ 污染 下，底施有机肥对马铃薯生长起促进作用㊂ 块茎成熟期， 马铃薯根际土壤中脲酶活性㊁ 过氧化氢酶活性和蔗糖酶 ９������ ６％；（２） 成熟期 Ｐｂ㊁Ｃｄ 复合污染下底施有机肥处理马铃薯叶片 ＳＯＤ 活性和叶绿素含量比 Ｐｂ 单因素污染分别低 １２������ ７％ 和 ４������ １％，比 Ｃｄ 单因素污染分别低 ８������ ４％ 和 １４������ ７％；（ ３） Ｐｂ㊁Ｃｄ 污染下， 底施有机肥处理马铃薯平均株高和 产量比未施有机肥处理分别增加 ３２������ ７％ 和 ４０������ ８％，块茎中 Ｐｂ 和 Ｃｄ 平均累积量分别减少 ８７������ ４％ 和 １６������ ７％㊂ 试验 结果表明马铃薯底施有机肥对 Ｐｂ㊁Ｃｄ 胁迫均有较明显的缓解效应㊂ 关键词： Ｐｂ㊁Ｃｄ 复合污染； 有机肥； 马铃薯； 酶活性 ＤＯＩ： １０．１１９３４ ／ ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８３１．２０１６．０４．０２２ 中图分类号： Ｘ５３㊀ ㊀ 文献标志码： Ａ㊀ ㊀ 文章编号： １６７３－４８３１（２０１６）０４－０６５９－０５ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍａｎｕｒｅ ｏｎ Ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ Ｐｏｔａｔｏ ａｎｄ Ｓｏｉｌ Ｅｎｚｙｍｅ Ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ Ｓｏｉｌｓ Ｐｏｌｌｕｔｅｄ Ｗｉｔｈ Ｐｂ ａｎｄ Ｃｄ． 活性分别比未施有机肥处理增加 ７０������ ９％㊁５������ ６％ 和 ５８������ ６％， 马铃薯叶片 ＳＯＤ 活性和叶绿素含量分别增加 ４������ ７％ 和
２㊀ 结果与分析
２������ １㊀ 有机肥对 Ｐｂ㊁Ｃｄ 污染下马铃薯土壤根际酶活 性的影响 ㊀ ㊀ 由图 １ 可知，苗期有机肥处理土壤根际脲酶活 性显著低于 ＣＫ 处理 （ Ｐ ＜ ０������ ０５） ㊂ 块茎成熟期，Ｐｂ ＋ 有机肥和 Ｃｄ ＋有机肥处理脲酶活性分别比 Ｐｂ 和 Ｃｄ 处理显著增加 ７８������ ５％ 和 ７４������ １％ （ Ｐ ＜ ０������ ０５） ，Ｐｂ ＋ Ｃｄ ＋ 有机肥比 Ｐｂ ＋ Ｃｄ 处理减少 １１������ １％， 但差异不显著㊂ 底施有机肥能提高 Ｐｂ㊁Ｃｄ 污染下马铃薯根际土壤 脲酶活性，且 Ｐｂ㊁Ｃｄ 单一处理比 Ｐｂ ＋ Ｃｄ 复合处理脲 酶活性提高率高㊂ Ｐｂ ＋Ｃｄ ＋有机肥和 Ｐｂ ＋ Ｃｄ 处理土壤根际过氧化 氢酶活性差异不大㊂ 单一 Ｃｄ 污染时， 块茎形成期 有机肥处理马铃薯根际土壤过氧化氢酶活性被显 著激活，块茎成熟期 Ｃｄ ＋有机肥处理比 Ｃｄ 处理显著 增加 １２������ ７％（ Ｐ ＜０������ ０５） ；单一 Ｐｂ 污染时，Ｐｂ ＋ 有机肥 处理马铃薯土壤根际过氧化氢酶活性则显著低于 Ｐｂ 处理（ Ｐ ＜０������ ０５） ㊂ Ｐｂ ＋Ｃｄ ＋有机肥处理马铃薯根际土壤蔗糖酶活 期，有机肥处理蔗糖酶活性与 ＣＫ 对照相比仅增加 ５������ ２％，而 Ｐｂ ＋有机肥㊁Ｃｄ ＋ 有机肥和 Ｐｂ ＋ Ｃｄ ＋ 有机肥 ５８������ ２％㊁６１������ ９％ 和 ５４������ ８％（ Ｐ ＜０������ ０５） ㊂ 的影响 处 理 分 别 比 Ｐｂ㊁ Ｃｄ㊁ Ｐｂ ＋ Ｃｄ 处 理 组 显 著 增 加 ２������ ２㊀ 有机肥对 Ｐｂ㊁Ｃｄ 污染下马铃薯叶片生理指标 ２������ ２������ １㊀ 有机肥对 Ｐｂ㊁Ｃｄ 污染下马铃薯叶片叶绿素 含量的影响 染土壤的马铃薯叶片叶绿素含量 （ Ｐ ＜ ０������ ０５） ㊂ 块茎 成熟期，Ｐｂ ＋有机肥㊁Ｃｄ ＋ 有机肥和 Ｐｂ ＋ Ｃｄ ＋ 有机肥 处理叶绿素 ａ 含量分别比 Ｐｂ㊁Ｃｄ 和 Ｐｂ ＋ Ｃｄ 处理显 著增加 ２３������ ２％㊁４０������ ４％ 和 ２２������ ８％，叶绿素 ｂ 含量分别 显著增加 ４１������ ６％㊁４４������ ５％ 和 １４������ ４％，类胡萝卜素含量 分别显著增加 ２７������ ８％㊁４２������ ５％ 和 １８������ ４％，且有机肥的 添加对单一 Ｃｄ 污染下马铃薯叶绿素和类胡萝卜素 含量影响最大㊂ 如图 ２ 所示，底施有机肥可显著增加 Ｐｂ㊁Ｃｄ 污 性比 Ｐｂ ＋ Ｃｄ 处理显著提高 （ Ｐ ＜ ０������ ０５） ㊂ 块茎成熟
收稿日期： ２０１５－０６－０２ 基金项目： 四川科技支撑计划 （ ２０１２ＮＺ００１７） ； 四川省育种攻关配 套项目（２０１１ＮＺ００９８－１５－５） ① 通信作者 Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｚｈｅｎｇｓｈｕｎｌｉｎ１２３＠ １６３．ｃｏｍ
ｋｇ －１［２］ ㊂ Ｐｂ㊁Ｃｄ 污染时， 土壤根际脲酶和蔗糖酶活
有机肥对 Ｐｂ㊁Ｃｄ 污染下马铃薯生长及土壤酶活性的影响
２������ 西南地区作物栽培重点实验室， 四川 成都㊀ ６１１１３０）
王沛裴１ ， 郑顺林１，２① ， 万年鑫１ ， 赵婷婷１ ， 何彩莲１ ， 袁继超１，２ ㊀ （１������ 四川农业大学农学院， 四川 成都 ㊀ ６１１１３０；
摘要： 采用土培盆栽试验研究基施有机肥对 ｗ （ Ｐｂ） 为 ９００ ｍｇ㊃ｋｇ －１ ㊁ ｗ （ Ｃｄ） 为 ５ ｍｇ㊃ｋｇ －１ 胁迫下马铃薯植株形
㊀ ㊀ 土壤酶活性是评价土壤肥力的重要指标之一㊂ 土壤酶对重金属敏感性强， 具有专一性和综合性， 通过其与植物的生理指标相结合可确定土壤受重 金属污染的程度 ［１］ ，因此有研究表明土壤酶活性对 ｗ （ Ｃｄ） 临界值为 ５ ｍｇ ㊃ ｋｇ ， ｗ （ Ｐｂ） 为 ５００ ｍｇ ㊃
－１
制植物生长，其外在表现包括叶片变黄㊁ 植株矮小㊁ 产量降低等 ［４］ ，内在表现包括植物体内超氧化物岐 化酶活性和叶绿素含量改变等 ［５］ ㊂ 随污染胁迫时 间延长， 植物体内 ＳＯＤ 活性迅速下降， 减弱植物对
Ａｇｒｏｎｏｍｙ， Ｓｉｃｈｕａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１１１３０， Ｃｈｉｎａ； ２������ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｃｒｏｐ Ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ， ｏｇｙ ａｎｄ ｌｅａｆ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｔａｔｏ ｇｒｏｗｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｕｎｄｅｒ ｌｅａｄ （９００ ｍｇ㊃ｋｇ －１ ） ａｎｄ ｃａｄｍｉｕｍ （５ ｍｇ㊃ｋｇ －１ ） ｓｔｒｅｓｓｅｓ ａｎｄ ｏｎ ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｉｃ ｓｏｉｌ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｆｏｒ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｎｕｒｅ ｍｉｔｉｇａｔｉｎｇ ｈａｒｍ ｏｆ Ｐｂ ａｎｄ Ｃｄ ｔｏ ｔｈｅ ｔｈｅ ｓｏｉｌｓ ｐｏｌｌｕｔｅｄ ｗｉｔｈ Ｐｂ ａｎｄ Ｃｄ， ａｎｄ ａｔ ｔｈｅ ｔｕｂｅｒ ｍａｔｕｒｉｎｇ ｓｔａｇｅ， ｕｒｅａｓｅ， ｃａｔａｌａｓｅ ａｎｄ ｉｎｖｅｒｔａｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ７０������ ９％， ５������ ６％ ａｎｄ ５８������ ６％， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ｉｎ ａｃｔｉｖｉｔｙ， ａｎｄ ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ， ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅ ｄｉｓｍｕｔａｓｅ （ ＳＯＤ） ｄｉｄ ｂｙ ４������ ７％ ｉｎ ａｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｃｏｎｔｅｎｔ ｂｙ ９������ ６％ ｉｎ ｌｅａｖｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ａｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈａｔ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｉｌｓ ｗｉｔｈｏｕｔ ｍａｎｕｒｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＳＯＤ ｂｙ １２������ ７％ ａｎｄ ８������ ４％， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｂｙ ４������ １％ ａｎｄ １４������ ７％ ｉｎ ｌｅａｖｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ａｔ ｔｈｅ ｍａｔｕｒｉｎｇ ｓｔａｇｅ ａｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ｗｉｔｈ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｉｌｓ ｐｏｌｌｕｔｅｄ ｗｉｔｈ ｌｅａｄ ａｎｄ ｃａｄｍｉ⁃ ｕｍ， ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ； ａｎｄ （３） ｂａｓａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｎｕｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｉｎ ｐｏｌｌｕｔｅｄ ｓｏｉｌｓ ｂｙ ３２������ ７％ ａｎｄ ４０������ ８％ ｔｈａｔ ｂａｓａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｎｕｒｅ ｉｓ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｉｎ ｍｉｔｉｇａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓｅｓ ｏｆ ｌｅａｄ ａｎｄ ｃａｄｍｉｕｍ ｔｏ ｐｏｔａｔｏ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｌｅａｄ ａｎｄ ｃａｄｍｉｕｍ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ； ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｎｕｒｅ； ｐｏｔａｔｏ； ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｎｕｒｅ； （２） ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｕｎｄｅｒ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｌｅａｄ ａｎｄ ｃａｄｍｉｕｍ， ｂａｓａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｐｌａｎｔ． Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｓｈｏｗ：（ １） ｂａｓａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｎｕｒｅ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｔａｔｏ ｇｒｏｗｉｎｇ ｉｎ