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烤烟对砷的吸收和累积特性研究

2015-01-20徐大兵佀国涵饶雄飞

湖北农业科学 2014年22期
关键词:烤烟

徐大兵 佀国涵 饶雄飞 等

摘要:采用盆栽试验研究了烤烟(Nicotiana tabacum L.)对不同浓度外源砷吸收和累积特性的影响。结果表明,外源砷浓度增加到50 mg/kg时对烤烟干物质量的影响不显著,而增加到100 mg/kg时烤烟干物质量比对照降低了16.59%。烤烟不同部位砷的浓度变化规律为根(1.38~3.87 mg/kg)>下部叶(0.80~2.18 mg/kg)>中部叶(0.55~1.21 mg/kg)>茎(0.31~1.35 mg/kg)>上部叶(0.61~0.96 mg/kg)>芽(0.31~0.55 mg/kg)。砷不同部位分布比例规律为下部叶(25.07%~35.35%)>茎(16.84%~26.64%)>根(15.23%~25.88%)>中部叶(11.84%~14.18%)>上部叶(7.20%~12.08%)>芽(3.22%~6.53%)。提高外源砷的浓度可以增加下部叶和茎部砷的累积。随着外源砷浓度的增加烤烟富集系数逐渐降低,而转移系数却呈现出先降低后增加的变化趋势。

关键词:烤烟(Nicotiana tabacum L.);吸收累积特性;富集系数;转移系数

中图分类号:S572;X53 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2014)22-5375-04

砷是一种在自然界中广泛存在且毒性很强的类金属。近年来,砷污染已严重威胁到人类的健康和生态安全,引起了国内外科研工作者的高度关注[1]。大量的研究表明,在砷污染的土壤上种植作物,会显著影响作物的生长和代谢能力,特别是砷污染浓度较高时,这种生理影响更大,甚至导致作物无法生长[2-5],然而作物种类不同所受影响亦不同[2,6]。

烤烟是一种重要的经济作物,也是烟民嗜好品中最重要的吸食原料[7]。因此,研究砷在烤烟中的累积和危害及其对烟民健康的影响具有重要的现实意义。常思敏等[8]研究发现在壤质潮土中添加的外源砷浓度超过20 mg/kg时会显著影响烤烟的产量。刘斌等[9]研究发现土壤类型显著影响作物砷的累积。湖北省鄂西烟区土壤类型以山地黄棕壤为主,而有关山地黄棕壤砷污染对烤烟生长和砷累积影响的报道尚不多见[10]。因此,本研究以山地黄棕壤为供试土壤,研究烤烟对不同浓度外源砷吸收和累积特性的影响,以期为湖北省鄂西烟区烤烟及其卷制品的无公害生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试土壤为典型的山地黄棕壤,且为常年种植烤烟的0~20 cm土层土壤。基本理化性质为有机质22.65 g/kg,全氮2.07 g/kg,全磷1.24 g/kg,全钾25.23 g/kg,碱解氮220.54 mg/kg,速效磷35.3 mg/kg,速效钾351.8 mg/kg,pH 6.85(水土比为2.5∶1),全砷8.79 mg/kg。

供试作物:云烟87。

1.2 试验设计

试验于2012年5月20 日到10月8日在湖北省农业科学院植保土肥研究所温室进行。以砷酸氢二钠为砷源,按照纯砷含量计算,共设置5个处理,分别为0(CK)、15、30、50和100 mg/kg。盆钵内直径28 cm,高26 cm,每盆装土10 kg定植1株烟苗。氮肥用量为6.0 g/盆,N:P2O5∶K2O=1∶1.5∶3,氮肥为尿素,磷肥为磷酸二氢钾,钾肥为硫酸钾。此外,每盆施用有机肥(氮磷钾比例为2.0∶2.5∶1.5)20 g。随机区组设计,常规水分管理。

1.3 测定项目及方法

待叶片成熟后,分部位和批次采收、洗净,杀青并70 ℃烘干至恒重。叶片采收后把根、茎和芽分开,洗净,杀青并70 ℃烘干至恒重。称量烤烟不同部位生物量干重。采用湿消解法消解,氢化物发生-原子荧光光谱法测定烟株样品中砷的含量。

砷累积量=烟株不同部位干物质量×该部位砷浓度

砷累积比例=烟株某个部位砷累积量/整个烟株砷累积量×100%

富集系数=烟株中砷的含量/土壤中砷的含量[10]

转移系数=烟株地上部砷的含量/根部砷的含量

1.4 统计分析

试验结果用算术平均数和标准误表示测定结果的精密度(X±S.D.)。利用Microsoft Excel 2003 软件、SPSS 13.0 数据分析软件进行试验数据的统计计算、统计检验和方差分析(Duncan)。

2 结果与分析

2.1 外源砷对烤烟干物质量的影响

表1表示不同浓度的外源砷对烤烟不同部位叶片和烟株干物质量的影响。CK处理下部叶干物质量分别比15、30、50和100 mg/kg砷处理增加了12.08%、3.67%、11.16%和9.31%,且只有CK处理和15 mg/kg砷处理间差异达到显著水平(P < 0.05)。对于整个植株干物质量而言,100 mg/kg砷处理最低,分别比CK、15、30和50 mg/kg砷处理减少了16.59%、6.98%、10.54%和10.16%,与CK处理间差异达到显著水平(P< 0.05)。

2.2 外源砷对烤烟不同部位砷浓度的影响

表2表示外源砷对烤烟不同部位砷浓度的影响。从表中可以看出,不同部位砷的浓度变化规律为根>下部叶>中部叶>茎>上部叶>芽。对于根和茎部砷浓度而言,15、30、50、100 mg/kg砷处理分别比CK增加了91.30%和67.74%、126%和61.29%、178%和152%、180%和335%,且50和100 mg/kg砷处理与CK间差异达到显著水平(P < 0.05)。随着外源砷浓度的增加,15、30、50、100 mg/kg砷处理烤烟下部叶和中部叶砷浓度逐渐增加,分别比CK增加了63.64%和22.50%、52.73%和88.75%、67.27%和125%、120%和173%,且只有15 mg/kg处理和CK处理下部叶砷浓度间差异不显著,其他处理与CK 处理间均达到显著水平。对于上部叶砷浓度而言,15 mg/kg处理最高,分别比CK、30、50和100 mg/kg增加了57.38%、23.08%、17.07%和5.49%。烤烟芽部砷浓度并没有随着砷浓度的增加而表现出明显的增加趋势。

2.3 外源砷对烤烟不同部位砷累积量和累积比例的影响

从表3可以看出,随着外源砷浓度的增加,烤烟不同部位对砷的累积量也不一致。茎和下部叶表现出相同的变化趋势,且均与外源砷浓度具有显著地正相关性(R2=0.962;R2=0.895)。15、30、50、100 mg/kg处理茎和下部叶砷累积量分别比CK增加了48.29%和24.95%、51.18%和82.31%、124%和111%、218%和178%,且与CK间差异显著(P<0.05)。CK处理中部叶砷累积量最低,分别比15、30、50和100 mg/kg处理降低了21.67%、36.30%、32.28%和44.82%。对于整个烟株砷的累积量而言,随着外源砷浓度的增加砷累积量逐渐增加,且与外援砷浓度具有极显著的正相关性,相关系数达到了0.923。15、30、50和100 mg/kg处理分别比CK增加了37.47%、63.25%、69.72%和117%,且差异达到显著水平。

图1表明不同部位砷累积量占整株累积量的比例。从图中可以看出,在不同部位之间分布规律为下部叶>茎>根>中部叶>上部叶>芽。其中,下部叶所占比例最大,且达到15.07%~35.35%。随着外源砷浓度的增加,茎部砷的累积量逐渐增加,从18.19%增加到26.64%。然而,对于根部、中部叶、下部叶和芽所占比例而言,随着外源砷浓度的增加,所占比例逐渐降低,4个部位所占比例分别介于15.23%~25.88%、11.84%~14.18%、7.20%~12.08%和3.22%~6.53%。

2.4 外源砷对烤烟富集系数和转移系数的影响

富集系数表征烤烟对砷的累积能力,系数越大,表明累积砷的能力越强。从图2可以看出,随着外源砷浓度的增加,烤烟富集系数逐渐减少,且两者具有极显著的负相关性(R2=-0.801)。同时,随着砷浓度的增加富集系数降低的趋势逐渐减小。CK处理富集系数最大,达到了0.59%,15、30、50、100 mg/kg处理富集系数显著低于CK。

转移系数表示烤烟把砷从根部转移到地上部的能力,系数越大,表明砷被运输到地上部的能力越强。从图3可以看出,随着外源砷浓度的增加,转移系数呈现出先降低后增加的变化趋势,且两者具有极显著的正相关(R2=0.705)。当外源砷的浓度从0增加到30时,转移系数从3.67%下降到3.58%再降低到3.20%,此后随着外源砷浓度从50 mg/kg增加到100 mg/kg时,转移系数又从4.79%增加到5.68%。

3 小结与讨论

3.1 讨论

目前,有关砷对烤烟碳氮代谢和生理生化特征方面影响的报道较多[7,8]。但是关于烟草对砷的吸收,以及砷在烟草体内的吸收和累积特性的影响研究鲜见报道[10]。在本试验中,与对照相比,外源砷的浓度增加到50 mg/kg时对烤烟的干物质量的影响不显著,而当砷浓度增加到100 mg/kg时显著影响烤烟干物质量。常思敏等[8]的研究发现当砷浓度增加到40 mg/kg时显著影响烤烟单株产量。这可能是由于土壤类型不同所致[9]。

在本试验中,不同部位砷的浓度变化规律为根(1.38~3.87 mg/kg)>下部叶(0.80~2.18 mg/kg)>中部叶(0.55~1.21 mg/kg)>茎(0.31~1.35 mg/kg)>上部叶(0.61~0.96 mg/kg)>芽(0.31~0.55 mg/kg),而在不同部位累积量变化规律为下部叶>茎>根>中部叶>上部叶>芽。常思敏等[10]的研究结果表明不同部位砷累积量的变化规律为根>下部叶>茎>中部叶>上部叶。鲁黎明等[11]研究结果表明根部砷累积量均高于茎部和叶片。这可能是由于外源砷浓度和供试土壤类型不同所致[9,11]。在本试验中可以看出,随着外源砷浓度的增加,下部叶和茎部砷的累积量逐渐增加,而根部的累积量则逐渐减少。之所以根部的累积量减少可能是由于外源添加的浓度较高,已经严重影响到根系的生长,导致根部生物量的降低,最终导致砷累积量的降低。

富集系数和转移系数能够反映烟株对砷的累积效果。在本试验中,随着外源砷浓度的增加,烤烟富集系数逐渐降低,且降低的趋势变得越来越缓慢。这可能是由于外源砷浓度的增加对烤烟的毒害作用逐渐加重,从而导致烤烟富集能力的降低。然而转移系数却呈现出先降低后增加的变化趋势。综合看来,当外源砷浓度介于15~50 mg/kg时,富集系数和转移系数变化较大,当从50 mg/kg增加到100 mg/kg时变化较缓。

3.2 小结

1)外源砷浓度增加到50 mg/kg时对烤烟干物质量的影响不显著,而增加到100 mg/kg时烤烟干物质量比CK显著降低了16.59%。

2)烤烟不同部位砷浓度变化规律为根(1.38~3.87 mg/kg)>下部叶(0.80~2.18 mg/kg)>中部叶(0.55~1.21 mg/kg)>茎(0.31~1.35 mg/kg)>上部叶(0.61~0.96 mg/kg)>芽(0.31~0.55 mg/kg)。而砷在不同部位分布规律为下部叶(25.07%~35.35%)>茎(16.84%~26.64%)>根(15.23%~25.88%)>中部叶(11.84%~14.18%)>上部叶(7.20%~12.08%)>芽(3.22%~6.53%)。随着外源砷浓度的增加,下部叶和茎部砷的累积增加,而上部叶、中部叶和根部的累积逐渐降低。

3)随着外源砷浓度的增加,烤烟富集系数逐渐降低,而转移系数却呈现出先降低后增加的变化趋势。

参考文献:

[1] 刘艳丽,徐 莹,杜克兵,等.无机砷在植物体内的吸收和代谢机制[J].应用生态学报,2012,23(3):842-848.

[2] 石元值,阮建云,马立峰,等.茶树中镉、砷元素的吸收累积特性[J].生态与农村环境学报,2006,22(3):70-75.

[3] 再吐尼古丽·库尔班,吐尔逊·吐尔洪,阿扎提·阿布都古力,等.砷污染农田甜高粱对砷的累积特性[J].西北农业学报,2013, 22(3):182-187.

[4] 胡留杰,曾希柏,何怡忱,等.外源砷形态和添加量对作物生长及吸收的影响研究[J].农业环境科学学报,2008,27(6):2357-2361.

[5] 赵小燕.砷在土壤-小麦体系中的吸附解吸及富集特性的研究[D].陕西杨凌:西北农林科技大学,2013.

[6] MATHIEU N K,曾希柏,李莲芳,等.几种叶类蔬菜对砷吸收及累积特性的比较研究[J].农业环境科学学报,2013,32(3):485-490.

[7] 常思敏,马新明,王保安,等.砷对烤烟(Nicotiana tabacum L.)碳代谢的影响[J].生态学报,2007,27(6):2302-2308.

[8] 常思敏,马新明,张贵龙,等.砷对烤烟碳氮代谢及其产量和品质的影响[J].植物生态学报,2006,30(4):682-688.

[9] 刘 斌,赵阿娟,杨虹琦,等.外源砷在3类土壤转化形态及其烟株中的分布[J].中国农学通报,2013,29(13):100-105.

[10] 常思敏,贾东坡,田志强,等.不同施砷量对烤烟砷吸收、积累及分布的影响[J].河南农业大学学报,2006,40(5):486-489.

[11] 鲁黎明,顾会战,彭 毅,等.烟草对重金属铅铬砷汞积累分配特性分析[J].华北农学报,2013,28(S1):366-370.

(责任编辑 龚 艳)

2.3 外源砷对烤烟不同部位砷累积量和累积比例的影响

从表3可以看出,随着外源砷浓度的增加,烤烟不同部位对砷的累积量也不一致。茎和下部叶表现出相同的变化趋势,且均与外源砷浓度具有显著地正相关性(R2=0.962;R2=0.895)。15、30、50、100 mg/kg处理茎和下部叶砷累积量分别比CK增加了48.29%和24.95%、51.18%和82.31%、124%和111%、218%和178%,且与CK间差异显著(P<0.05)。CK处理中部叶砷累积量最低,分别比15、30、50和100 mg/kg处理降低了21.67%、36.30%、32.28%和44.82%。对于整个烟株砷的累积量而言,随着外源砷浓度的增加砷累积量逐渐增加,且与外援砷浓度具有极显著的正相关性,相关系数达到了0.923。15、30、50和100 mg/kg处理分别比CK增加了37.47%、63.25%、69.72%和117%,且差异达到显著水平。

图1表明不同部位砷累积量占整株累积量的比例。从图中可以看出,在不同部位之间分布规律为下部叶>茎>根>中部叶>上部叶>芽。其中,下部叶所占比例最大,且达到15.07%~35.35%。随着外源砷浓度的增加,茎部砷的累积量逐渐增加,从18.19%增加到26.64%。然而,对于根部、中部叶、下部叶和芽所占比例而言,随着外源砷浓度的增加,所占比例逐渐降低,4个部位所占比例分别介于15.23%~25.88%、11.84%~14.18%、7.20%~12.08%和3.22%~6.53%。

2.4 外源砷对烤烟富集系数和转移系数的影响

富集系数表征烤烟对砷的累积能力,系数越大,表明累积砷的能力越强。从图2可以看出,随着外源砷浓度的增加,烤烟富集系数逐渐减少,且两者具有极显著的负相关性(R2=-0.801)。同时,随着砷浓度的增加富集系数降低的趋势逐渐减小。CK处理富集系数最大,达到了0.59%,15、30、50、100 mg/kg处理富集系数显著低于CK。

转移系数表示烤烟把砷从根部转移到地上部的能力,系数越大,表明砷被运输到地上部的能力越强。从图3可以看出,随着外源砷浓度的增加,转移系数呈现出先降低后增加的变化趋势,且两者具有极显著的正相关(R2=0.705)。当外源砷的浓度从0增加到30时,转移系数从3.67%下降到3.58%再降低到3.20%,此后随着外源砷浓度从50 mg/kg增加到100 mg/kg时,转移系数又从4.79%增加到5.68%。

3 小结与讨论

3.1 讨论

目前,有关砷对烤烟碳氮代谢和生理生化特征方面影响的报道较多[7,8]。但是关于烟草对砷的吸收,以及砷在烟草体内的吸收和累积特性的影响研究鲜见报道[10]。在本试验中,与对照相比,外源砷的浓度增加到50 mg/kg时对烤烟的干物质量的影响不显著,而当砷浓度增加到100 mg/kg时显著影响烤烟干物质量。常思敏等[8]的研究发现当砷浓度增加到40 mg/kg时显著影响烤烟单株产量。这可能是由于土壤类型不同所致[9]。

在本试验中,不同部位砷的浓度变化规律为根(1.38~3.87 mg/kg)>下部叶(0.80~2.18 mg/kg)>中部叶(0.55~1.21 mg/kg)>茎(0.31~1.35 mg/kg)>上部叶(0.61~0.96 mg/kg)>芽(0.31~0.55 mg/kg),而在不同部位累积量变化规律为下部叶>茎>根>中部叶>上部叶>芽。常思敏等[10]的研究结果表明不同部位砷累积量的变化规律为根>下部叶>茎>中部叶>上部叶。鲁黎明等[11]研究结果表明根部砷累积量均高于茎部和叶片。这可能是由于外源砷浓度和供试土壤类型不同所致[9,11]。在本试验中可以看出,随着外源砷浓度的增加,下部叶和茎部砷的累积量逐渐增加,而根部的累积量则逐渐减少。之所以根部的累积量减少可能是由于外源添加的浓度较高,已经严重影响到根系的生长,导致根部生物量的降低,最终导致砷累积量的降低。

富集系数和转移系数能够反映烟株对砷的累积效果。在本试验中,随着外源砷浓度的增加,烤烟富集系数逐渐降低,且降低的趋势变得越来越缓慢。这可能是由于外源砷浓度的增加对烤烟的毒害作用逐渐加重,从而导致烤烟富集能力的降低。然而转移系数却呈现出先降低后增加的变化趋势。综合看来,当外源砷浓度介于15~50 mg/kg时,富集系数和转移系数变化较大,当从50 mg/kg增加到100 mg/kg时变化较缓。

3.2 小结

1)外源砷浓度增加到50 mg/kg时对烤烟干物质量的影响不显著,而增加到100 mg/kg时烤烟干物质量比CK显著降低了16.59%。

2)烤烟不同部位砷浓度变化规律为根(1.38~3.87 mg/kg)>下部叶(0.80~2.18 mg/kg)>中部叶(0.55~1.21 mg/kg)>茎(0.31~1.35 mg/kg)>上部叶(0.61~0.96 mg/kg)>芽(0.31~0.55 mg/kg)。而砷在不同部位分布规律为下部叶(25.07%~35.35%)>茎(16.84%~26.64%)>根(15.23%~25.88%)>中部叶(11.84%~14.18%)>上部叶(7.20%~12.08%)>芽(3.22%~6.53%)。随着外源砷浓度的增加,下部叶和茎部砷的累积增加,而上部叶、中部叶和根部的累积逐渐降低。

3)随着外源砷浓度的增加,烤烟富集系数逐渐降低,而转移系数却呈现出先降低后增加的变化趋势。

参考文献:

[1] 刘艳丽,徐 莹,杜克兵,等.无机砷在植物体内的吸收和代谢机制[J].应用生态学报,2012,23(3):842-848.

[2] 石元值,阮建云,马立峰,等.茶树中镉、砷元素的吸收累积特性[J].生态与农村环境学报,2006,22(3):70-75.

[3] 再吐尼古丽·库尔班,吐尔逊·吐尔洪,阿扎提·阿布都古力,等.砷污染农田甜高粱对砷的累积特性[J].西北农业学报,2013, 22(3):182-187.

[4] 胡留杰,曾希柏,何怡忱,等.外源砷形态和添加量对作物生长及吸收的影响研究[J].农业环境科学学报,2008,27(6):2357-2361.

[5] 赵小燕.砷在土壤-小麦体系中的吸附解吸及富集特性的研究[D].陕西杨凌:西北农林科技大学,2013.

[6] MATHIEU N K,曾希柏,李莲芳,等.几种叶类蔬菜对砷吸收及累积特性的比较研究[J].农业环境科学学报,2013,32(3):485-490.

[7] 常思敏,马新明,王保安,等.砷对烤烟(Nicotiana tabacum L.)碳代谢的影响[J].生态学报,2007,27(6):2302-2308.

[8] 常思敏,马新明,张贵龙,等.砷对烤烟碳氮代谢及其产量和品质的影响[J].植物生态学报,2006,30(4):682-688.

[9] 刘 斌,赵阿娟,杨虹琦,等.外源砷在3类土壤转化形态及其烟株中的分布[J].中国农学通报,2013,29(13):100-105.

[10] 常思敏,贾东坡,田志强,等.不同施砷量对烤烟砷吸收、积累及分布的影响[J].河南农业大学学报,2006,40(5):486-489.

[11] 鲁黎明,顾会战,彭 毅,等.烟草对重金属铅铬砷汞积累分配特性分析[J].华北农学报,2013,28(S1):366-370.

(责任编辑 龚 艳)

2.3 外源砷对烤烟不同部位砷累积量和累积比例的影响

从表3可以看出,随着外源砷浓度的增加,烤烟不同部位对砷的累积量也不一致。茎和下部叶表现出相同的变化趋势,且均与外源砷浓度具有显著地正相关性(R2=0.962;R2=0.895)。15、30、50、100 mg/kg处理茎和下部叶砷累积量分别比CK增加了48.29%和24.95%、51.18%和82.31%、124%和111%、218%和178%,且与CK间差异显著(P<0.05)。CK处理中部叶砷累积量最低,分别比15、30、50和100 mg/kg处理降低了21.67%、36.30%、32.28%和44.82%。对于整个烟株砷的累积量而言,随着外源砷浓度的增加砷累积量逐渐增加,且与外援砷浓度具有极显著的正相关性,相关系数达到了0.923。15、30、50和100 mg/kg处理分别比CK增加了37.47%、63.25%、69.72%和117%,且差异达到显著水平。

图1表明不同部位砷累积量占整株累积量的比例。从图中可以看出,在不同部位之间分布规律为下部叶>茎>根>中部叶>上部叶>芽。其中,下部叶所占比例最大,且达到15.07%~35.35%。随着外源砷浓度的增加,茎部砷的累积量逐渐增加,从18.19%增加到26.64%。然而,对于根部、中部叶、下部叶和芽所占比例而言,随着外源砷浓度的增加,所占比例逐渐降低,4个部位所占比例分别介于15.23%~25.88%、11.84%~14.18%、7.20%~12.08%和3.22%~6.53%。

2.4 外源砷对烤烟富集系数和转移系数的影响

富集系数表征烤烟对砷的累积能力,系数越大,表明累积砷的能力越强。从图2可以看出,随着外源砷浓度的增加,烤烟富集系数逐渐减少,且两者具有极显著的负相关性(R2=-0.801)。同时,随着砷浓度的增加富集系数降低的趋势逐渐减小。CK处理富集系数最大,达到了0.59%,15、30、50、100 mg/kg处理富集系数显著低于CK。

转移系数表示烤烟把砷从根部转移到地上部的能力,系数越大,表明砷被运输到地上部的能力越强。从图3可以看出,随着外源砷浓度的增加,转移系数呈现出先降低后增加的变化趋势,且两者具有极显著的正相关(R2=0.705)。当外源砷的浓度从0增加到30时,转移系数从3.67%下降到3.58%再降低到3.20%,此后随着外源砷浓度从50 mg/kg增加到100 mg/kg时,转移系数又从4.79%增加到5.68%。

3 小结与讨论

3.1 讨论

目前,有关砷对烤烟碳氮代谢和生理生化特征方面影响的报道较多[7,8]。但是关于烟草对砷的吸收,以及砷在烟草体内的吸收和累积特性的影响研究鲜见报道[10]。在本试验中,与对照相比,外源砷的浓度增加到50 mg/kg时对烤烟的干物质量的影响不显著,而当砷浓度增加到100 mg/kg时显著影响烤烟干物质量。常思敏等[8]的研究发现当砷浓度增加到40 mg/kg时显著影响烤烟单株产量。这可能是由于土壤类型不同所致[9]。

在本试验中,不同部位砷的浓度变化规律为根(1.38~3.87 mg/kg)>下部叶(0.80~2.18 mg/kg)>中部叶(0.55~1.21 mg/kg)>茎(0.31~1.35 mg/kg)>上部叶(0.61~0.96 mg/kg)>芽(0.31~0.55 mg/kg),而在不同部位累积量变化规律为下部叶>茎>根>中部叶>上部叶>芽。常思敏等[10]的研究结果表明不同部位砷累积量的变化规律为根>下部叶>茎>中部叶>上部叶。鲁黎明等[11]研究结果表明根部砷累积量均高于茎部和叶片。这可能是由于外源砷浓度和供试土壤类型不同所致[9,11]。在本试验中可以看出,随着外源砷浓度的增加,下部叶和茎部砷的累积量逐渐增加,而根部的累积量则逐渐减少。之所以根部的累积量减少可能是由于外源添加的浓度较高,已经严重影响到根系的生长,导致根部生物量的降低,最终导致砷累积量的降低。

富集系数和转移系数能够反映烟株对砷的累积效果。在本试验中,随着外源砷浓度的增加,烤烟富集系数逐渐降低,且降低的趋势变得越来越缓慢。这可能是由于外源砷浓度的增加对烤烟的毒害作用逐渐加重,从而导致烤烟富集能力的降低。然而转移系数却呈现出先降低后增加的变化趋势。综合看来,当外源砷浓度介于15~50 mg/kg时,富集系数和转移系数变化较大,当从50 mg/kg增加到100 mg/kg时变化较缓。

3.2 小结

1)外源砷浓度增加到50 mg/kg时对烤烟干物质量的影响不显著,而增加到100 mg/kg时烤烟干物质量比CK显著降低了16.59%。

2)烤烟不同部位砷浓度变化规律为根(1.38~3.87 mg/kg)>下部叶(0.80~2.18 mg/kg)>中部叶(0.55~1.21 mg/kg)>茎(0.31~1.35 mg/kg)>上部叶(0.61~0.96 mg/kg)>芽(0.31~0.55 mg/kg)。而砷在不同部位分布规律为下部叶(25.07%~35.35%)>茎(16.84%~26.64%)>根(15.23%~25.88%)>中部叶(11.84%~14.18%)>上部叶(7.20%~12.08%)>芽(3.22%~6.53%)。随着外源砷浓度的增加,下部叶和茎部砷的累积增加,而上部叶、中部叶和根部的累积逐渐降低。

3)随着外源砷浓度的增加,烤烟富集系数逐渐降低,而转移系数却呈现出先降低后增加的变化趋势。

参考文献:

[1] 刘艳丽,徐 莹,杜克兵,等.无机砷在植物体内的吸收和代谢机制[J].应用生态学报,2012,23(3):842-848.

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[3] 再吐尼古丽·库尔班,吐尔逊·吐尔洪,阿扎提·阿布都古力,等.砷污染农田甜高粱对砷的累积特性[J].西北农业学报,2013, 22(3):182-187.

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[10] 常思敏,贾东坡,田志强,等.不同施砷量对烤烟砷吸收、积累及分布的影响[J].河南农业大学学报,2006,40(5):486-489.

[11] 鲁黎明,顾会战,彭 毅,等.烟草对重金属铅铬砷汞积累分配特性分析[J].华北农学报,2013,28(S1):366-370.

(责任编辑 龚 艳)

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