摘 要：為了探討不同亞麻品種在南方重金屬鎘污染土壤中的生態(tài)適應(yīng)性，以7個亞麻品種為試驗材料，分析不同亞麻品種夏播和冬播時在重金屬鎘污染土壤上的生長情況。結(jié)果表明：重金屬鎘對夏播亞麻的生長影響不大，但是與冬播亞麻相比，其農(nóng)藝性狀表現(xiàn)較差；夏播亞麻對重金屬鎘吸收表現(xiàn)較為優(yōu)秀，且所有品種的耐性指數(shù)都達到0.99以上，表現(xiàn)出對重金屬鎘的高耐性；7個亞麻品種均有較強吸收土壤中重金屬鎘的能力；夏播時以天亞9號在重金屬鎘污染土壤中的原莖產(chǎn)量最高，為5306.4kg/hm2；綜合考慮農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量，以晉亞10號和內(nèi)亞9號比較適宜重金屬鎘污染土壤冬播。
關(guān)鍵詞：亞麻；重金屬鎘；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量；夏播；冬播
亞麻（Linum usitatissimum L.）為一年生草本纖維作物，適宜在溫帶或亞熱帶種植，是重要的經(jīng)濟作物，根據(jù)其用途可分為纖用亞麻、油用亞麻、油纖兼用亞麻3種類型。亞麻纖維是麻紡工業(yè)的重要原料，亞麻籽油是一種優(yōu)質(zhì)食用油，富含α-亞麻酸，是人體必需脂肪酸[1]。隨著人們生活水平日益提高，我國亞麻消費的需求也日益增長，亞麻綜合產(chǎn)品在未來有巨大潛力[2]。目前，我國的亞麻種植區(qū)主要分布在北方地區(qū)，但是在南方冬（春）季亞麻試種已經(jīng)獲得成功，且亞麻原莖產(chǎn)量和纖維品質(zhì)均不遜色于我國亞麻纖維的主產(chǎn)區(qū)黑龍江省。近年來，由于工業(yè)活動、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及其他人為活動，土壤重金屬鎘污染日益嚴重，利用植物修復(fù)土壤的方法越來越受到關(guān)注[3-4]。亞麻對重金屬具有較強的耐受性，且對重金屬有很強的吸附作用，被認為是重金屬鎘污染土壤修復(fù)的理想作物之一[5]。因此，本課題以不同亞麻品種為材料，探討在南方重金屬鎘污染土壤上夏季種植亞麻的可行性以及亞麻對重金屬鎘的耐受性，以期為南方重金屬污染土壤的修復(fù)以及亞麻的種植推廣提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
供試亞麻品種7個，分別為輪選2號、內(nèi)亞9號、中亞麻3號、晉亞10號、天亞9號、中亞麻2號、輪選1號。供試藥品為CdCl2·2.5H2O。
1.2試驗方法
1.2.1適宜重金屬鎘污染土壤夏播亞麻品種篩選試驗
夏播亞麻品種篩選試驗地點為湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)苧麻所的苧麻試驗基地。種植用盆高25cm，直徑為30cm；種植所用土壤類型為第四紀紅黃壤，土壤肥力中等偏下，取自湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻所水稻田塊下方約1m處，土壤經(jīng)過風干再搗細，過2mm孔篩。盆栽試驗采用完全隨機設(shè)計，設(shè)置一個土壤中不加重金屬鎘的對照處理（CK）和一個土壤中含15mg/kg的鎘處理（HM），種植7個亞麻品種，每盆為1個重復(fù)，4次重復(fù)，共56盆，每盆土壤重量12.65kg。播種前先將重金屬鎘均勻混入處理HM的土壤中（28盆，每盆0.3855gCdCl2·2.5H2O）。于7月9日播種亞麻，播種量為0.6g/盆，采用撒播的播種方式。達到樅形期后進行間苗，每盆間至20株。記載株數(shù)、原莖產(chǎn)量、蒴果數(shù)和種子產(chǎn)量，折算成單位面積數(shù)據(jù)。
1.2.2適宜重金屬鎘污染土壤冬播亞麻品種篩選試驗
冬播亞麻品種篩選試驗在湖南省瀏陽市沿溪鎮(zhèn)和永和鎮(zhèn)水稻田進行，土壤肥力中等，沿溪鎮(zhèn)試驗水稻田中土壤鎘含量為8.03mg/kg，永和鎮(zhèn)試驗水稻田中土壤鎘含量為7.85mg/kg。采用隨機區(qū)組設(shè)計（小區(qū)面積為20m2），7個品種，3次重復(fù)，共計21個小區(qū)。試驗于10月23日播種，播種量90kg/hm2。
1.2.3農(nóng)藝性狀測定
在亞麻的工藝成熟期或生理成熟期，從試驗小區(qū)中隨機取樣20株，測定株高、莖粗、分枝數(shù)，用直尺測量亞麻植株從子葉痕到花序下部的第一個分枝基部間的距離（工藝長度）；從試驗小區(qū)中隨機取樣20株麻莖，晾干以后除去葉片、蒴果，測定單株莖重。亞麻收獲后，將亞麻原莖晾干稱重，計算小區(qū)平均產(chǎn)量，換算成單位面積產(chǎn)量。將亞麻種子分別脫粒，經(jīng)過干燥和清選獲得飽滿、清潔的種子，稱重，計算小區(qū)平均產(chǎn)量，換算成單位面積產(chǎn)量。
1.2.4鎘含量測定
鎘含量測定采用硝酸-高氯酸法：稱取樣品1g（精確到0.001g）放入100mL三角瓶中，加入混合酸（硝酸∶高氯酸=3∶1），蓋上小漏斗，放置于通風櫥中浸泡過夜，在電熱板上加熱消解，若顏色變深，再加混合酸，直至冒白煙、消化液呈無色透明或略帶黃色，取下稍冷，加入適量去離子水，加熱趕酸，用去離子水定容至25mL容量瓶中，中速定量濾紙過濾待測。同時進行試劑空白測定。計算方法如下：耐性指數(shù)=重金屬處理亞麻干重/對照亞麻干重；富集系數(shù)=植物地上部重金屬含量/根際土壤重金屬含量；轉(zhuǎn)運系數(shù)=植物地上部重金屬含量/地下部重金屬含量。
1.2.5數(shù)據(jù)處理與分析
試驗數(shù)據(jù)采用Excel2016、DPS19.0等軟件進行統(tǒng)計分析。
2結(jié)果與分析
2.1夏播亞麻在重金屬鎘污染土壤中的農(nóng)藝性狀
由表1可知，在農(nóng)藝性狀方面，處理HM與CK除了分枝數(shù)差異顯著外，其他農(nóng)藝性狀差異均不顯著。由此表明，南方夏播亞麻在15mg/kg的鎘污染土壤上種植與常規(guī)土壤無太大區(qū)別，土壤中含15mg/kg的鎘重金屬對亞麻的生長發(fā)育影響不大。
由表2可知，重金屬鎘對不同亞麻品種農(nóng)藝性狀的影響有所不同，天亞9號的原莖產(chǎn)量最高，但是種子產(chǎn)量最低。輪選2號種子產(chǎn)量較高，但是原莖產(chǎn)量最低。其他亞麻品種的原莖產(chǎn)量則處于中間水平。
表1重金屬鎘對亞麻農(nóng)藝性狀的影響
注：同列不同小寫字母表示處理間差異顯著（P<0.05）。下同。
表2重金屬鎘對不同品種亞麻農(nóng)藝性狀的影響
2.2夏播亞麻對鎘的吸收情況
耐性指數(shù)是指重金屬處理下亞麻干重與對照亞麻干重的比值，反映了亞麻對重金屬的耐性情況。由表3可知：所有供試品種根部、莖部和葉部的鎘含量均高于根際土壤，中亞麻2號盆內(nèi)土壤中的重金屬流失情況最為嚴重，僅剩0.16mg/kg；7個亞麻品種的耐性指數(shù)均在0.99以上，表明該7個亞麻品種均對15mg/kg的鎘重金屬耐性高。富集系數(shù)反映重金屬在植物體內(nèi)的富集情況，為植物地上部重金屬含量與根際土壤重金屬含量的比值。富集系數(shù)越大，表明植物吸收土壤中重金屬的能力越強。7個供試品種中富集系數(shù)從大到小的排列順序為輪選1號>天亞9號>輪選2號>晉亞10號>中亞麻3號>中亞麻2號>內(nèi)亞9號，其中，輪選1號富集系數(shù)最高，達11.403；內(nèi)亞9號富集系數(shù)最低，為2.060。轉(zhuǎn)運系數(shù)表示植物將重金屬從地下部根系向地上部莖葉的運輸能力，為植物地上部重金屬含量與地下部重金屬含量的比值，數(shù)值越大，表明植物向上運輸重金屬的能力越強。7個品種中只有天亞9號的地上部鎘重金屬含量高于根部，轉(zhuǎn)運系數(shù)為1.070，其他6個品種的根中鎘重金屬含量均高于地上部。
表3不同品種亞麻各部位鎘含量及耐性指數(shù)、富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運系數(shù)
2.3冬播亞麻在重金屬鎘污染土壤中的農(nóng)藝性狀
由表4可知，不同試驗點各亞麻品種株高在68.3~114.5cm之間，通過對不同試驗點同品種比較發(fā)現(xiàn)，永和地區(qū)的亞麻株高要比沿溪地區(qū)的亞麻株高低3.3~34.5cm，其中中亞麻2號在不同試驗點株高差異最大，達34.5cm。通過對不同品種間比較發(fā)現(xiàn)，在永和試驗點，內(nèi)亞9號株高最高，為107.6cm；中亞麻2號最矮，為68.3cm。在沿溪試驗點，輪選1號株高最矮，僅95.1cm；內(nèi)亞9號株高最高，達114.5cm。工藝長度在60.0~99.9cm之間。2個試驗點的亞麻莖粗在1.15~1.99mm之間，通過對不同品種間比較發(fā)現(xiàn)，在永和地區(qū)，莖粗最粗的為輪選1號，達1.84mm；輪選2號最細，為1.15mm。在沿溪地區(qū)，中亞麻2號莖最粗，達1.99mm；內(nèi)亞9號最細，為1.35mm。通過對不同試驗點間品種莖粗比較發(fā)現(xiàn)，中亞麻2號的試驗點間差異最大，其次是天亞9號、輪選2號、中亞麻3號，剩下3個品種莖粗變化不明顯。分枝數(shù)差異都不明顯。單株莖重在0.55~0.84g之間。通過對不同品種比較發(fā)現(xiàn)，永和試驗點原莖產(chǎn)量最高的是晉亞10號，達5915.00kg/hm2；原莖產(chǎn)量最低的是中亞麻3號，為3955.67kg/hm2。沿溪試驗點原莖產(chǎn)量最高的是內(nèi)亞9號，達7138.56kg/hm2；原莖產(chǎn)量最低的是天亞9號，為5495.04kg/hm2。不同試驗點比較發(fā)現(xiàn)，永和試驗點的原莖產(chǎn)量普遍低于沿溪試驗點的原莖產(chǎn)量，其中中亞麻3號兩地間差異最大，達1893.33kg/hm2。通過對兩地間亞麻品種種子產(chǎn)量的比較發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量差異最大的是中亞麻2號，達82.96kg/hm2；品種間比較可知，晉亞10號在2個試驗點的種子產(chǎn)量都最高，分別為490.20kg/hm2和507.28kg/hm2。
表4不同地區(qū)不同品種亞麻的主要農(nóng)藝性狀
3結(jié)論與討論
試驗結(jié)果表明，夏播亞麻在15mg/kg的鎘重金屬污染土壤上播種與常規(guī)土壤上播種差異不顯著，說明南方夏播亞麻對重金屬鎘的吸收能力較強，這與許英等[5]的研究結(jié)果基本相同，但由于南方夏季氣候變化較快，降雨量大的同時氣溫較高，對亞麻生長前期的影響較大。7個供試品種的平均原莖產(chǎn)量4306.9kg/hm2，平均種子產(chǎn)量12.035kg/hm2，原莖產(chǎn)量與種子產(chǎn)量較低，這與張英等[6]在洞庭湖區(qū)冬季亞麻品種篩選的試驗中的結(jié)果相差甚遠，無法達到在修復(fù)土壤的同時收獲產(chǎn)量的目的。種子產(chǎn)量低下的原因，可能是因為亞麻本是種植于我國北方夏季，長日照植物北種南移后，由于南方夏季氣溫高，亞麻未能經(jīng)歷低溫，無法完成春化作用，同時我國南方夏季日照長度短于北方，南方夏季日照長度可能沒有達到亞麻的臨界日長，使得亞麻無法進入生殖生長階段。
鑒于我國南方冬春季的適宜氣候條件和土壤條件適合種植亞麻以及南方麻、棉紡織企業(yè)對亞麻原料的需求，我國的纖維亞麻已由黑龍江省發(fā)展至全國十幾個?。▍^(qū)），先后有遼寧、山東、四川、廣東、湖南等?。▍^(qū)）試種黑亞10號、黑亞12號等品種獲得成功，并形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模和經(jīng)濟實力，建立了我國亞麻的生產(chǎn)新基地[7]。篩選或選育出最適宜種植的品種在南方進行冬播，既可解決部分冬閑田拋荒，提高土地利用率，增加農(nóng)民收入，還可為湖南省眾多的用麻企業(yè)提供急需、充足的原料。
重金屬鎘對夏播亞麻的生長影響不大，但是夏播亞麻與冬播亞麻相比，其農(nóng)藝性狀表現(xiàn)較差。在重金屬鎘吸收方面，所有夏播亞麻品種的耐性指數(shù)都達到0.99以上，表現(xiàn)出對重金屬鎘的高耐性；7個亞麻品種均有著良好的吸收土壤中重金屬鎘的能力。夏播亞麻以天亞9號原莖產(chǎn)量最高。重金屬鎘對不同品種的冬播亞麻生長影響有所不同，最適應(yīng)的2個品種為晉亞10號與內(nèi)亞9號。
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文章摘自：李倩,何鵬亮,姜晚霞等.適宜南方鎘污染土壤種植的亞麻品種篩選[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2023,(23):30-33.
