盆栽氮镉互作对蔬菜生长及品质的影响与调控

土壤重金属污染是近年来影响农产品品质和人类健康的重大环境问题。土壤镉污染对叶菜类蔬菜的品质影响很大，当土壤镉含量达到1mg/kg时，已经很难生产出镉含量符合卫生标准的叶菜产品（丁爱芳等，2003）。苋菜（Amarantustricolor）、小白菜（Brassicachinensis）均是一种营养丰富的大众化蔬菜，但对重金属的抵抗能力较弱，是易吸收镉的蔬菜之一，土壤pH 值（水）7.11、镉含量0.25mg/kg的情况下，苋菜的镉含量都能超过警戒浓度（赵勇等，2006）。所以，在镉污染的农田上种植蔬菜，势必会对人类健康构成威胁。

苋菜、小白菜又是易于富集硝酸盐的蔬菜，而蔬菜中的硝酸盐含量主要受氮肥的影响（胡克玲等，2006）。关于氮镉共存对农作物影响的研究有所进展，但结论不完全一致（GAVIF，BASTANT，RAUNWR，etal，1997；LANDBERGT，GREGERM.2003；李 艳 梅等，2008）。

1.镉氮交互作用对苋菜、小白菜生长的影响

由表1.44可知，镉污染水平极显著（P＜0.01）影响了苋菜单株重和株高，4个镉水平下（不考虑氮水平）单株重和株高的平均值分别是5.496、7.003、5.482、5.753g 和11.117、12.872、12.897、11.506cm。说明低浓度镉能够提高苋菜单株重和株高，这与前人所研究的低浓度镉对蔬菜的生长有刺激作用，而高浓度的镉对植物生长有抑制作用的结论一致（秦天才等，1997）。

4个氮水平下（不考虑镉水平）苋菜单株重和株高的平均值分别为2.002、7.132、7.240、7.361g 和8.192、13.986、13.461、12.753cm。说明施氮能够提高苋菜的单株重和株高，这与前人研究的结果一致。但从生长趋势上，随着氮浓度的增加生长速度减小，这与胡克玲等（2003）的研究结果一致。氮镉之间表现为极显著的交互效应，在4个镉水平下，施氮处理分别较不施氮，处理单株重增加234.39%、283.53%、234.82%、994.41%；株高分别增加89.36%、52.55%、46.62%、76.18%，且差异极显著。

表1.44　氮镉交互作用下对苋菜品质的影响

续表

列中不同小写字母表示在P＜0.05差异显著（P＜0.05）；**表示F检验在P＜0.01水平下显著。

由表1.45可知，镉污染水平对小白菜的生长影响不显著，但是施氮极显著地抑制了小白菜的生长，4 个氮水平下（不考虑镉水平）小白菜单株重的平均值分别为3.04g、2.97g、2.26g和1.07g，表明在镉污染条件下增施氮肥抑制了小白菜的生长。氮镉之间表现为极显著的交互效应，4个镉水平下施氮处理较不施氮处理单株重分别下降28.87%、13.45%、65.19%、-6.97%，且差异极显著，表明镉污染试验条件下增施氮肥有抑制小白菜生长的趋势。

表1.45　氮镉交互作用下对小白菜品质的影响

续表

列中不同小写字母表示在P＜0.05差异显著（P＜0.05）； **表示F检验在P＜0.01水平下显著。

2.镉氮交互作用对苋菜、小白菜Vc含量的影响

由表1.45可知，镉污染水平极显著（P＜0.01）影响了苋菜Vc含量，4个镉污染水平下（不考虑氮水平）的平均值分别是500.77、637.66、722.48、736.46mg/kg。在试验浓度范围内的镉能够极显著增加苋菜Vc含量，但镉污染水平1.0mg/kg与1.5mg/kg下的Vc含量差异不显著，说明镉浓度在1.0mg/kg 时苋菜Vc 含量最高。这与胡克玲等（2006）的研究结果不一致，可能与氮的设置水平和镉的浓度有关。4个氮水平下苋菜Vc含量的平均值（不考虑镉水平）分别为666.50、671.67、646.83、612.37mg/kg，在氮水平0.2g/kg时达到最大，但与对照差异不显著，随后随着氮水平的增加显著（P＜0.05）递减，分别比对照降低2.95%和8.12%。这与胡承孝等（1992）的研究结果一致。随着氮肥水平的增加，苋菜Vc含量显著（P＜0.05）下降，但是在氮水平0.2g/kg 时Vc 含量提高0.78%，差异不显著，但仍有增加趋势，这与王荣萍等（2007）的研究结果一致，适量的氮肥也能提高蔬菜Vc的含量。镉氮之间表现为极显著的交互效应，4 个镉水平下施氮处理较不施氮处理Vc含量分别增加-8.35%、16.17%、-4.66%、-13.06%。说明在镉一定水平下（除0.5mg/kg的镉污染水平外），施氮有减少Vc含量的趋势。

由表1.45可见，镉污染水平极显著（P＜0.01）影响了小白菜Vc的含量，4个镉污染水平下（不考虑氮水平）小白菜Vc含量的平均值分别是23.63、29.69、31.37、23.05mg/100g，这说明在试验水平内镉能够极显著（P＜0.01）增加小白菜Vc含量，至镉污染浓度1.0mg/kg土时小白菜Vc含量达最大值，这说明低浓度镉能够促进而高浓度则抑制小白菜Vc含量的合成。4个氮水平下（不考虑镉水平）小白菜Vc 平均含量分别为31.38、29.09、22.90、24.39mg/100g，说明在镉污染条件下施氮抑制了小白菜Vc的合成，这与胡承孝等（1996）的研究结果一致。镉氮之间表现为极显著的交互效应，4个镉水平下施氮处理较不施氮处理小白菜Vc 含量分别下降3.86%、18.46%、25.79%、22.79%，说施氮能够降低小白菜Vc的含量。

3.镉氮交互作用对苋菜、小白菜叶绿素含量的影响

由表1.44可知，氮素营养水平极显著（P＜0.01）增加了苋菜叶绿素的含量，4个氮水平下苋菜叶绿素含量的平均值（不考虑镉水平）分别为1.645、2.181、2.102、2.068mg/g，但是在施氮的3个水平下差异不显著且呈下降趋势，说明施氮能够极显著增加苋菜叶绿素的含量，且在施氮0.2g/kg处理时叶绿素含量最高。说明在镉污染水平下，施氮0.2g/kg为合成叶绿素的最佳施肥量。

由表1.45可知，镉污染极显著（P＜0.01）地提高了小白菜叶绿素的含量，4个镉水平下（不考虑氮水平）小白菜的平均值分别为1.007mg/g、1.172mg/g、1.247mg/g和1.284mg/g，结果显示，镉污染水平达1.0mg/kg土时，对小白菜叶绿素合成的促进达最大。氮镉存在极显著（P＜0.01）的互作效应，4 个镉污染水平下施氮较不施氮小白菜叶绿素的含量分别下降11.21%、 -6.25%、3.13%、3.33%，说明在镉污染水平下施氮不能增加小白菜叶绿素的含量。

4.镉氮交互作用对苋菜、小白菜可溶性糖含量的影响

由表1.44可知，镉污染水平极显著（P＜0.01）影响了苋菜可溶性糖的含量，4个镉污染水平下（不考虑氮水平）的平均值分别是0.183%、0.223%、0.230%、0.208%。在试验浓度范围内的镉能够极显著（P＜0.01）增加苋菜可溶性糖的含量，但镉污染水平0.5与1.0mg/kg下的可溶性糖的含量差异不显著，说明镉浓度为0.5mg/kg时苋菜可溶性糖含量最大。4 个氮水平下（不考虑镉水平）苋菜可溶性糖含量的平均值分别为0.254%、0.190%、0.231%、0.169%，说明施氮极显著（P＜0.01）降低了苋菜可溶性糖的含量。镉氮之间表现为极显著的交互效应，4个镉水平下施氮处理较不施氮处理分别增加-41.35%、 -8.40%、15.53%、 -42.50%。说明在镉污染条件下（除1.0mg/kg 的镉污染水平外），施氮能够减少可溶性糖的含量。

镉污染水平极显著（P＜0.01）地增加小白菜可溶性糖的含量，4个镉污染水平下（不考虑氮水平）小白菜可溶性糖平均含量分别是0.101%、0.123%、0.185%、0.126%，这说明在试验氮水平内低浓度的镉能够极显著（P＜0.01）提高小白菜可溶性糖含量，镉污染水平在1.0mg/kg时小白菜可溶性糖含量达最大。氮素水平极显著（P＜0.01）地影响了小白菜可溶性糖的含量，4 个氮水平下（不考虑镉水平）小白菜可溶性糖平均含量分别为0.116%、0.083%、0.126%、0.209%，研究结果表明，在镉污染条件下，随着施氮量的增加，小白菜可溶性糖含量呈升高的趋势；镉氮之间表现为极显著的交互效应，0.5mg/kg和1.5mg/kg的镉污染水平下施氮为负效应，即小白菜可溶性糖分别下降35.25%和5.59%；无镉污染时施氮较不施氮小白菜可溶性糖含量增加74.36%。说明施氮对小白菜可溶性糖含量的影响因镉污染水平不同。

5.镉氮交互作用对苋菜、小白菜可溶性蛋白质含量的影响(www.xing528.com)

由表1.44可知，镉污染水平极显著（P＜0.01）地抑制了苋菜可溶性蛋白的合成，4个镉污染水平下（不考虑氮水平）苋菜可溶性蛋白的平均值分别是47.07、41.45、43.10、41.62mg/kg。但镉污染水平0.5、1.0和1.5mg/kg下的可溶性糖的含量差异不显著，说明镉污染极显著降低了苋菜可溶性蛋白的含量，在镉污染0.5mg/kg时达最低值。4个氮水平下（不考虑镉水平）苋菜可溶性蛋白含量的平均值分别为47.75、49.99、41.43、34.07mg/kg，说明适量的氮肥（0.2g/kg）能够显著（P＜0.05）促进可溶性蛋白的合成，但过量的氮（0.4、0.6g/kg）极显著抑制苋菜可溶性蛋白的合成。镉氮之间极显著的交互效应，4个镉水平下施氮处理较不施氮处理可溶性蛋白含量分别增加-22.92%、22.27%、-11.39%、-26.64%。说明在镉污染条件下（除0.5mg/kg的镉污染水平外），施氮极显著（P＜0.01）地减少可溶性蛋白的含量。

镉污染极显著（P＜0.01）地刺激小白菜可溶性蛋白的合成，4个镉污染水平下（不考虑氮水平）小白菜可溶性蛋白平均含量分别是2.436%、2.689%、3.146%和3.328%，且差异均极显著，与苋菜的结果刚好相反，而与前面高浓度镉污染对小白菜可溶性蛋白的研究结果一致。4个氮水平下（不考虑镉水平）小白菜可溶性蛋白平均含量分别为3.053%、3.172%、3.056%和2.319%，与苋菜的研究结果一致。镉氮之间表现为极显著的交互效应，0.5mg/kg土和1.5mg/kg土的镉污染水平下施氮为负效应，即小白菜可溶性蛋白分别下降15.74%和20.81%；1.0mg/kg的镉污染水平下施氮为正效应，即增加16.97%，其原因值得深入研究。

讨论：

1.氮镉交互作用对苋菜、小白菜生长量的影响

在试验水平内，氮、镉水平极显著地增加了苋菜的生物量，从苋菜的整个生长周期来看，从外观观察上似乎看不出长势之间的差异性，这表明在试验浓度内的镉对苋菜生长的影响还不会引起一般菜农的注意，与高浓度镉（20mg/kg、50mg/kg）相比，当镉浓度20mg/kg时从外观上看也能够正常生长，这说明苋菜的耐镉能力很强，更要引起菜农的注意。随着施氮量的增加小白菜生物量显著递减，这可能是因为苋菜收获后施加了氮肥和底肥，使氮肥过量的缘故。

2.镉氮交互作用对苋菜、小白菜叶绿素的影响

对叶绿素而言，在第一季的试验浓度范围内氮素营养是主导因子，随着施氮量的增加苋菜叶绿素含量增加，施氮0.2g/kg时达最高峰，随着氮浓度的升高，苋菜叶绿素趋于平稳状态，且差异不显著，表明适量的氮能增加苋菜叶绿素的含量，可能由于氮素的过量存在，在第一季镉对苋菜的影响差异不显著；在第二季的试验中，由于收获完苋菜按设计方案加入了底肥和氮水平，所以土壤中的氮处于过量状态，为此，在这一季镉占主导地位，但是处理3和处理4差异不显著，说明在试验浓度范围内，镉污染水平达1.0mg/kg时已经达到了小白菜叶绿素的最大量，连茬种植苋菜后种植小白菜，此时与4 个镉水平处理对应的土壤镉污染水平为0.20～0.25mg/kg土、0.50～0.70mg/kg土、1.10～1.30mg/kg土和1.58～1.80mg/kg土。从试验结果来看，低浓度的镉是能够促进小白菜叶绿素合成的，但是当镉浓度达1.10mg/g土以上时，小白菜叶绿素增加缓慢，差异不显著。这可能是因为镉与锌的性质相似，而锌、铜、锰、铁等某些酶的活化剂促进叶绿素的合成。

3.镉氮交互作用对苋菜、小白菜可溶性蛋白、可溶性糖以及Vc的影响

在试验浓度范围内，高浓度的镉降低了苋菜可溶性蛋白质的含量，经过一季的种植，镉浓度降低，增加了小白菜可溶性蛋白的含量，当氮处理0.2g/kg时，小白菜中可溶性蛋白量最高。镉污染水平极显著（P＜0.01）地增加了苋菜、小白菜的可溶性糖的含量；氮素水平极显著地降低了苋菜、小白菜可溶性糖的含量，氮镉交互效应差异极显著。试验浓度范围内的镉氮水平下，镉污染水平极显著地增加了苋菜、小白菜Vc的含量，施氮极显著地降低了苋菜、小白菜Vc的含量，但适量的氮仍然有增加苋菜Vc 含量的趋势，氮镉存在极显著地交互效应。

小结：

（1）在试验浓度范围内，镉污染水平对苋菜的生长、小白菜的可溶性蛋白以及苋菜和小白菜中叶绿素、可溶性糖、Vc等的含量显著地增加，对苋菜可溶性蛋白的含量有显著地降低趋势。

（2）在镉污染条件下，施适量的氮对苋菜的生长、叶绿素的含量以及苋菜和小白菜可溶性蛋白的含量有显著地增加作用，但高浓度的氮对上述指标有抑制作用；另外，对小白菜的生长、苋菜可溶性糖以及苋菜和小白菜的Vc等的含量有显著地抑制作用。

（3）氮镉互作效应明显，在4个镉水平下，施氮较不施氮促进了苋菜的生长而降低了小白菜的生长、叶绿素的含量以及苋菜和小白菜可溶性糖、可溶性蛋白、Vc的含量。

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