小麦植物铁载体对花生吸收镉的影响及其机制研究

与其它作物相比，花生对镉具有较强吸收与籽粒富集能力。花生与禾本科作物的间套种和轮作应用广泛，禾本科作物分泌的麦根酸类植物铁载体能够改善花生的铁营养，同样也可能活化土壤中的镉，从而加剧花生对镉的积累。然而，植物铁载体对花生这种镉富集能力强的作物吸镉性及籽粒镉含量的影响尚未受到关注。本项目拟通过温室土壤盆栽、根际土壤培养和营养液培养方式，结合植物铁载体检测、土壤镉活性和形态分析及植物镉含量的测定等研究手段，明确缺铁环境下，小麦/花生套作对花生吸收和积累镉的影响，在此基础上从小麦植物铁载体分泌特性及其在根际土壤中的动态、植物铁载体对镉的活化作用，植物铁载体作用下的镉的吸收和迁移性等角度，揭示其影响机制。为种间套、间作污染问题防治提供理论依据，为改善花生的卫生品质提供保障。

为研究缺铁条件下小麦根系分泌的植物铁载体对间/套作花生吸收积累镉的影响及其根际机理，本项目分别采用溶液培养、土壤盆栽培养及微区实验，明确了小麦/花生间套作对花生吸收和积累镉的影响，并结合根际土壤镉形态分析、植物铁载体分泌特性及其活化作用检测等手段，初步揭示了其根际机制。结果表明，溶液培养时，缺铁使花生植株镉含量提高；在土壤盆栽条件下，与小麦间作导致花生镉含量降低，但迁移率增加；当采用自制的特殊实验装置排除两种作物的竞争吸收作用后，发现缺铁小麦根系分泌物导致花生的镉含量和积累量显著增加，微区实验结果也表明，碱性土壤中与小麦套作促进了花生对镉的吸收。小麦/玉米根系分泌物显著改变镉在根际土壤的吸附特性和形态分布，并影响植物对镉的吸收。缺铁导致小麦根系分泌物的溶铁特性大大增强，说明植物铁载体含量显著增加，而这种分泌物同时显著提升了土壤中镉的生物有效性。据研究结果推测，在小麦/花生套作的大田种植条件下，需防止土壤缺铁导致花生籽粒镉污染风险的增加。