钙锌抑制剂对烤烟镉运输的影响

廖 勇，冉 舞，陆引罡，冷 璐，宋晓慧

（贵州省烟草公司，贵州 贵阳 550025）

钙锌抑制剂对烤烟镉运输的影响

廖 勇，冉 舞，陆引罡，冷 璐，宋晓慧

（贵州省烟草公司，贵州 贵阳 550025）

收集烟草木质部伤流液，分析添加钙锌抑制剂后镉的赋存形态及运输机制。结果表明：Ca/Zn复合处理对烟草各部位Cd的吸收具有一定的抑制作用。烟株木质部液中不同提取态的镉含量表现为水溶态＞NaC 1态＞盐酸态＞乙醇态，加入钙/锌后，木质部液中水溶态Cd的含量增加。在1mg·kg-1Cd浓度处理条件下，只加入钙的处理韧皮部液中各提取态的镉含量均大幅降低；在5mg·kg-1Cd浓度处理条件下，只加入锌的时候韧皮部液中各提取态的镉含量均大幅降低。

钙；锌；抑制剂；镉；运输

文献著录格式：廖勇，冉舞，陆引罡，等.钙锌抑制剂对烤烟镉运输的影响［J］.浙江农业科学，2016，57（1）：26-28.

研究表明，镉胁迫下，分别在菜豆的幼苗期和成熟期供应钙，若供钙充足可降低镉毒效应，若缺钙则会加剧镉毒效应，说明钙能竞争性抑制镉的吸收。早期研究认为，植物木质部中超过一半的镉以无机态存在，主要是 Cd2+或 Cd（OH）2形式［1］，但随后在大豆和番茄的木质部中发现镉主要以阴离子复合物的形式进行长距离运输［2］，通过 X-射线光谱分析发现，这些复合物主要是含氧或氮的配位体［3］，进一步对木质部伤流液分析发现，柠檬酸和组氨酸（His）是木质部流中Cu，Ni和Zn等金属离子的主要配位体［4］，由此可以推断，Ca，Zn等金属离子可能会竞争性地抑制植物中镉的吸收。为此，本试验通过在烟草中添加不同浓度的钙锌抑制剂来探究其对烤烟镉运输机制的影响，旨在为降低烤烟中的镉含量开拓新的思路与方法。

1 材料与方法

1.1 供试材料

烤烟品种为南江3号。供试重金属试剂为碳酸钙、硫酸锌。

试验用的基肥、追肥均为烟草专用肥。基肥氮磷钾的比例为10∶10∶26，追肥13∶0∶26。基肥施用量为50 kg·hm-2，追肥施用量为20 kg·hm-2，于移栽后30 d内施用。其总施N量为6.25 kg· hm-2、总施P2O5量为5 kg·hm-2，总施K2O量为18.7 kg·hm-2。N∶P2O5∶K2O比例约为1∶0.8∶2.99。移栽密度为1 100株·hm-2。折算为每株施肥量进行施肥。即基肥施用量为0.045 kg·株-1，追肥施用量为0.018 kg·株-1。

于贵州大学南校区盆栽试验基地开展试验。供试土壤为酸性黄砂泥，土壤肥力中等。去除表面10 cm土层，再取土。自然风干，过1 cm筛，把不同浓度的镉溶液均匀地喷洒于土壤表面，塑料纸封闭，平衡一个月，再加不同浓度的抑制剂。设置不同浓度的钙、锌浓度，在移栽之前加入土壤中。

1.2 处理设计

试验设镉、钙、锌3个因素，各3个水平，利用正交表从27个处理中挑选12个，每处理5次重复。Cd，C a和 Z n水平，处理组合 Cd1C a1Z n1（C K）为0，0和0mg·kg-1；Cd2C a1Z n1为1，0 和0mg·kg-1；Cd3C a1Z n1为5，0和0mg·kg-1；Cd2C a1Z n2为1，0和50mg·kg-1；Cd2C a2Z n3为1，100和100mg·kg-1；Cd2C a3Z n1为1，200和0mg·kg-1；Cd2C a2Z n1为1，100和0mg·kg-1；Cd3C a2Z n1为5，100和0mg·kg-1；Cd3C a1Z n3为5，0和 100mg·kg-1；Cd3C a3Z n2为 5，200和50mg·kg-1；Cd3C a1Z n2为5，0和50mg·kg-1；Cd3C a2Z n3为5，100和100mg·kg-1；

1.3 测定项目及方法

木质部汁液的收集：脱脂棉经稀盐酸、蒸馏水、去离子水清洗、烘干，装入洁净的离心管中待用。将烟苗移至阴处，在距根部7 cm处用经丙酮消毒的刀片快速切断茎秆，用脱脂棉蘸去离子水，快速擦洗与根系相连的切口并吸干表面水分。然后将经消毒烘干的脱脂棉球置于茎断面上，用塑料薄膜和橡皮筋扎紧。收集12 h后停止收集、称重，减去收集前离心管的质量，计算收集的木质部汁液的液量。将收集液贮存于超低温冰箱（-70℃以下）中备用，采用石墨炉原子吸收光谱法测定其镉含量。

韧皮部汁液的收集：将收集木质部汁液时切下的烟苗地上部分，用去离子水洗净茎切口并用脱脂棉球吸干表面水分，将3株一起插入装有15mL25mmo1·L-1的EDTA-Na2溶液的三角瓶中，放置于遮光密闭的培养箱中，保持相对湿度95%以上，20℃下收集韧皮部汁液24 h，计算单位时间烟苗韧皮部渗出汁液量，将收集液贮存于超低温冰箱（-70℃以下）中备用，采用石墨炉原子吸收光谱法测定镉含量。

按照着生部位，将叶片分为上、中、下部叶，分别采收，洗净后烘干至恒重，称重，HNO3-HC1O4消煮后，采用石墨炉原子吸收光谱法测定其镉含量。

1.4 数据处理

数据经Exce1 2007处理后，用SPSS 17.0软件进行方差分析，对有显著差异的处理用 LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 烟株不同部位的镉含量

由表1可知，在不加钙的情况下，加入50，100mg·kg-1的锌对镉的吸收抑制效果最好。在Ca/Zn复合条件下，当C a，Z n浓度分别为100mg·kg-1时对镉的吸收抑制效果最明显。当Cd浓度为5mg·kg-1时，整体来看，Ca/Zn复合处理对烟草各部位Cd的吸收具有一定的抑制作用。

当Cd浓度为1mg·kg-1时，镉在烟株各部位的分布都表现出下部叶＞中部叶＞上部叶＞韧皮部＞木质部的趋势；但当Cd浓度为5mg·kg-1时，镉在烟株各部位的分布却表现出下部叶＞中部叶＞韧皮部＞上部叶＞木质部的趋势。当土壤中镉含量升高时，木质部和韧皮部中的镉含量大幅增加。这些结果暗示：镉在烟株内可能是双向运输的。在较高镉浓度（5mg·kg-1）条件下，韧皮部的镉含量高于上部叶，表明镉可能不只是通过共质体运输或质外体运输进行木质部装载，在韧皮部也存在某种特定的运输形式。

表1 各处理下烟株不同部位的镉含量

2.2 烟草木质部液中Cd的形态与含量

由表2可知，烟株木质部中各种提取态镉含量均随镉处理浓度的增加而增加。总体来看，烟株木质部液中各提取态镉的含量依次为水溶态＞NaC1提取态＞盐酸提取态＞乙醇提取态，醋酸提取态的镉在植株体内未检出。这说明烤烟木质部中镉的运输形态以水溶态为主；不溶或难溶的CdHPO4，Cd3（P O4）2和其他难溶的磷酸镉在木质部中含量极少或不存在。在1mg·kg-1Cd浓度处理条件下，加入钙/锌后，烟草木质部液中各提取态的镉含量大幅增加；在5mg·kg-1Cd浓度处理条件下，加入钙/锌后，烟草木质部液中水溶态的镉含量大幅增加；其他提取态镉的含量无明显变化规律。

2.3 烟草韧皮部液中Cd的形态与含量

由表3可知，烟株韧皮部中各提取态的镉含量均随镉处理浓度的增加而增加。在1mg·kg-1Cd浓度处理条件下，只加入钙的时候韧皮部液中各提取态的镉含量均大幅降低，且随着钙加入浓度的增加，其抑制效果增强，效果最好；在5mg·kg-1Cd浓度处理条件下，只加入锌的时候韧皮部液中各提取态的镉含量均大幅降低，且以50mg·kg-1的锌处理抑制效果最强；但在钙锌复合条件下，韧皮部液中各提取态的镉含量与不加钙锌的处理相差不大。与木质部相似，醋酸提取态的镉未在烟株韧皮部中检出。其他各提取态的镉含量在不同处理条件下分布规律不尽相同。

表2 烟草木质部液中各提取态Cd的含量μ g·L-1

表3 烟草韧皮部液中各提取态Cd的含量μ g·L-1

3 小结

随着土壤中镉含量的增加，烟株各部位镉含量相应增加。引入Ca/Zn复合处理后，烟草各部位Cd的含量下降，表明Ca/Zn复合处理对烟株各部位的镉积累具有一定的抑制作用。

烟株木质部液中不同提取态的镉含量表现为水溶态＞N a C 1态＞盐酸态＞乙醇态，这说明烤烟木质部中镉的运输形态以水溶态为主。加入钙/锌后，木质部液中水溶态Cd的含量增加。在1mg·kg-1Cd浓度处理条件下，只加入钙的处理韧皮部液中各提取态的镉含量均大幅降低；其他提取态镉的含量无明显变化规律。

烟株韧皮部中各提取态的镉含量均随镉处理浓度的增加而增加。在1mg·kg-1Cd浓度处理条件下，韧皮部液中各提取态的镉含量随着钙加入浓度的增加而降低；在5mg·kg-1Cd浓度处理条件下，只加入锌后，韧皮部液中各提取态的镉含量均大幅降低，且以50mg·kg-1的锌处理抑制效果最强。但钙锌复合处理条件下，对韧皮部液中各提取态的镉含量无明显抑制作用。

［1］KROTZ R M，EVANGELOU B P，WAGNER G J.Re1ationships between cadmium，zinc，Cd-peptide，and organic acid in tobacco suspension ce11s［J］.P1ant Physio1ogy，1989， 91（2） ：780-787.

［2］SALT D E，RAUSER W E.MgATP-dependent transport of phytoche1atins across the tonop1ast of oat roots［J］.P1ant Physio1ogy，1995，107（4） ：1293-1301.

［3］CASTERLINE J L，BARNETT N M. Cadmium-binding componentsin soybean p1ants［J］.P1ant Physio1ogy，1982，69（5） ：1004-1007.

［4］席玉英，郭栋生.钙、锌对玉米幼苗吸收镉、铅的影响［J］.山西大学学报（自然科学版），1994，17（1）：101-103.

（责任编辑：高 峻）

S572

A

0528-9017（2016）01-0026-03

10.16178/j.issn.0528-9017.20160110

2015-11-18

廖 勇（1978-），男，贵州贵阳人，农艺师，研究生，主要从事烟草营养与栽培方面的研究工作，E-mai1：512870940 @qq.com。