全 文 ：植物营养与肥料学报 ２０１５，２１（４）：１００６－１０１５ ｄｏｉ牶１０１１６７４／ｚｗｙｆ．２０１５０４２０
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｈｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｌａｎｔｎｕｔｒｉｆｅｒｔ．ｏｒｇ
收稿日期：２０１４－０３－１２　　　接受日期：２０１４－１０－１５　　　网络出版日期：２０１５－０５－１１
基金项目：现代农业产业技术体系建设专项（Ｎｙｃｙ２５）；国家自然科学基金项目（２０４７７０３２）；国家科技支撑计划项目（２００７ＢＡＤ８７Ｂ１０）资助。
作者简介：杨芸（１９８９—），女，四川乐山人，硕士研究生，主要从事植物营养与环境生态研究。Ｅｍａｉｌ：４１０７１３６０２＠ｑｑ．ｃｏｍ
 通信作者 Ｅｍａｉｌ：ｘｕｗｅｉ＿ｈｏｎｇ＠１６３ｃｏｍ
外源铁对不同品种番茄光合特性、
品质及镉积累的影响
杨 芸１，周 坤１，徐卫红１，江 玲１，王崇力１，
熊仕娟１，谢文文１，陈 蓉１，熊治庭２，王正银１，谢德体１
（１西南大学资源环境学院，重庆 ４００７１５；２武汉大学资源环境学院，武汉 ４３００７９）
摘要：【目的】在人工模拟镉污染土壤条件下，讨论了叶面喷施Ｆｅ对番茄Ｃｄ积累及化学形态的影响，旨在为镉污染
土壤上番茄的安全生产提供理论依据。【方法】采用土培试验研究了在重金属 Ｃｄ（１０ｍｇ／ｋｇ）污染条件下，叶面喷
施不同浓度Ｆｅ（０、２００和４００μｍｏｌ／Ｌ，ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ）对２个番茄品种（‘４６４１’和‘渝粉１０９’）生长、光合特性、品质
及果实Ｃｄ形态和Ｃｄ积累量的影响。【结果】叶面喷施Ｆｅ提高了番茄的根、茎、叶、果实干重及植株总干重，增幅分
别为２０４％ ４８６％、１３３％ ５６０％、１６０％ ６３１％、９８％ １６５％和２１６％ ４０３％，随着喷施Ｆｅ
浓度的增加，番茄各部位干质量及总干质量呈先增加后降低的趋势，比较两个番茄品种，‘４６４１’耐 Ｃｄ性更强，而
‘渝粉１０９’对Ｆｅ的反应更为敏感；随着喷施Ｆｅ浓度的增加，２个番茄品种的叶片净光合速率（Ｐｎ）、气孔导度（Ｇｓ）
和蒸腾速率（Ｔｒ）呈先增加后降低趋势，在 Ｆｅ２００μｍｏｌ／Ｌ时最大，品种‘４６４１’的 Ｐｎ、Ｇｓ和 Ｔｒ较对照分别增加了
８％、１１％和２９％，而‘渝粉１０９’较对照分别增加了２８７％、１５５％和１８８％。而喷Ｆｅ处理却降低了番茄叶片胞
间ＣＯ２浓度（Ｃｉ），比较２个供试番茄品种，‘４６４１’光合作用和蒸腾作用强度均高于‘渝粉１０９’；喷 Ｆｅ提高了２种
番茄果实的硝酸盐含量以及渝粉‘１０９’还原糖含量，降低了‘渝粉 １０９’果实氨基酸含量，喷施高浓度 Ｆｅ（４００
μｍｏｌ／Ｌ）能提高２种番茄果实Ｖｃ含量，与对照相比，‘４６４１’和‘渝粉１０９’果实硝酸盐增加的幅度分别为１８１％
２２２％、２３％ ２２０％，Ｖｃ较对照分别增加了８２％和１３２％；番茄果实中Ｃｄ的主要存在形态为残渣态，其次为
盐酸提取态，去离子水提取态和乙醇提取态所占比例较小，残渣态Ｃｄ（ＦＲ）和盐酸提取态Ｃｄ（ＦＨＣｌ）为活性偏低形态
Ｃｄ，占Ｃｄ提取总量的７０８％，去离子水提取态（ＦＷ）和乙醇提取态（ＦＥ）为活性较高形态 Ｃｄ，仅占 Ｃｄ提取总量的
１１８％，有效地抑制了Ｃｄ的毒害作用。叶面喷施Ｆｅ降低了番茄果实各形态镉含量；番茄中Ｃｄ主要积累在叶和茎
中，而果实和根的积累量较少；喷 Ｆｅ降低了番茄叶、根、茎、果实的 Ｃｄ含量，降低幅度分别为 ７１％ ２１９％、
３５６％ ５０４％、１３０％ ３７０％和２８％ ８２％，但喷施高浓度Ｆｅ（４００μｍｏｌ／Ｌ）相比低Ｆｅ（２００μｍｏｌ／Ｌ）时的
番茄各部位Ｃｄ含量有所增加，无论是非否喷施Ｆｅ，叶、茎、果实中的 Ｃｄ积累量以及总 Ｃｄ积累量总是以‘４６４１’＞
‘渝粉１０９’，表明在Ｃｄ污染土壤上种植‘４６４１’较‘渝粉１０９’风险更大。【结论】叶面喷施适量Ｆｅ能够促进番茄的
光合作用和蒸腾作用，提高了番茄各部位的干重，降低了Ｃｄ对番茄的毒害效应，同时减少了番茄各部位Ｃｄ含量。
关键词：铁镉交互；光合特性；番茄品质；镉累积；镉形态
中图分类号：Ｓ６４１２　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１００８－５０５Ｘ（２０１５）０４－１００６－１０
Ｅｆｅｃｔｏｆｅｘｏｇｅｎｏｕｓｉｒｏｎｏｎｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ｑｕａｌｉｔｙ，ａｎｄ
ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｃａｄｍｉｕｍｉｎｄｉｆｅｒｅｎｔｖａｒｉｅｔｉｅｓｏｆｔｏｍａｔｏ
ＹＡＮＧＹｕｎ１，ＺＨＯＵＫｕｎ１，ＸＵＷｅｉｈｏｎｇ１，ＪＩＡＮＧＬｉｎｇ１，ＷＡＮＧＣｈｏｎｇｌｉ１，ＸＩＯＮＧＳｈｉｊｕａｎ１，
ＸＩＥＷｅｎｗｅｎ１，ＣＨＥＮＲｏｎｇ１，ＸＩＯＮＧＺｈｉｔｉｎｇ２，ＷＡＮＧＺｈｅｎｇｙｉｎ１，ＸＩＥＤｅｔｉ１
（１ＣｏｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４００７１５，Ｃｈｉｎａ；
２ＣｏｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７９，Ｃｈｉｎａ）
４期　　　 杨芸，等：外源铁对不同品种番茄光合特性、品质及镉积累的影响
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ】Ｉｎｓｏｉｌｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｗｉｔｈｃａｄｍｉｕｍ（Ｃｄ）ｐｏｌｕｔｉｏｎ，ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｖｅｌｓｏｆｅｘｏｇｅｎｏｕｓＦｅｗｅｒｅ
ａｄｄｅｄａｎｄｔｈｅｉｒｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｎｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｆｏｒｍｓｏｆｃａｄｍｉｕｍ（Ｃｄ）ａｎｄｔｈｅＣｄａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｏｍａｔｏｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ
ｔｏｐｒｏｖｉｄｅａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｅｆｏｒｔｏｍａｔｏｓａｆｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．【Ｍｅｔｈｏｄｓ】Ｐｏｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｃａｒｉｅｄｏｕｔｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ
ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｉｒｏｎｌｅｖｅｌｓ（０，２００ａｎｄ４００μｍｏｌ／Ｌ，ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ）ｏｎｔｈｅｐｌａｎｔｇｒｏｗｔｈ，ｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆ
ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔｅｎｚｙｍｅｓ，ｔｈｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｆｏｒｍｓｏｆｃａｄｍｉｕｍ（Ｃｄ）ｉｎｔｏｍａｔｏｗｈｅｎｅｘｐｏｓｅｄｔｏＣｄ（１０
ｍｇ／ｋｇ）．【Ｒｅｓｕｌｔｓ】ＴｈｅｅｘｏｇｅｎｏｕｓＦｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｄｒｙｗｅｉｇｈｔｓｏｆｒｏｏｔｓ，ｓｔｅｍｓ，ｌｅａｖｅｓ，ｆｒｕｉｔｓａｓｗｅｌａｓｔｈｅｔｏｔａｌ
ｄｒｙｍａｔｅｒ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ２０４％ －４８６％，１３３％ －５６０％，１６０％ －６３１％，９８％ －１６５％ ａｎｄ
２１６％－４０３％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｄｒｙｗｅｉｇｈｔｓｏｆｐｌａｎｔｐａｒｔｓａｎｄｗｈｏｌｅｐｌａｎｔｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｉｒｓｔ，ａｎｄｔｈｅｎ
ｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆＦｅｌｅｖｅｌｓ．Ｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｔｗｏｔｅｓｔｅｄｔｏｍａｔｏｃｕｌｔｉｖａｒｓ，‘４６４１’ｈａｄｓｔｒｏｎｇｅｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ
ｔｏＣｄ，‘Ｙｕｆｅｎ１０９’ｗａｓｍｏｒｅｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏＦｅ．ＴｈｅＰｎ，ＧｓａｎｄＴｒｖａｌｕｅｓｉｎｔｏｍａｔｏｌｅａｖｅｓｏｆｂｏｔｈｔｈｅｃｕｌｔｉｖａｒｓｗｅｒｅ
ｈｉｇｈｗｉｔｈｍｏｄｅｒａｔｅＦｅ（２００μｍｏｌ／Ｌ）ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄｌｏｗｗｉｔｈｅｘｃｅｓｓＦｅ（４００μｍｏｌ／Ｌ）；ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅ
ｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｈｅＰｎ，ＧｓａｎｄＴｒｏｆ‘４６４１’ｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ８％，１１％ ａｎｄ２９％ ａｎｄｔｈｅｓｅｏｆ‘Ｙｕｆｅｎ１０９’ｗｅｒｅ
ｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ２８７％，１５５％ ａｎｄ１８８％，ｗｈｉｌｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｃｅｌｕｌａｒｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅ（Ｃｉ）ｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈ
ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＦｅ．Ｂｏｔｈｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎｏｆ‘４６４１’ｗｅｒｅｓｔｒｏｎｇｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆ‘Ｙｕｆｅｎ１０９’．
Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｎｉｔｒａｔｅｉｎｆｒｕｉｔｓｏｆｂｏｔｈｔｈｅｃｕｌｔｉｖａｒｓａｎｄｓｕｇａｒｉｎ‘Ｙｕｆｅｎ１０９’ｉｎｃｒｅａｓｅｄａｆｔｅｒＦｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｗｈｉｌｅ
ａｍｉｎｏａｃｉｄｉｎ‘Ｙｕｆｅｎ１０９’ｄｅｃｒｅａｓｅｄｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ，ａｎｄｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｎｉｔｒａｔｅ１８１％ －２２２％ ａｎｄ
２３％－２２０％．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｈｉｇｈＦｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（４００μｍｏｌ／Ｌ）ｆａｃｉｌｉｔａｔｅｄｔｈｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＶｃｉｎｆｒｕｉｔ
ｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ８２％ ａｎｄ１３２％．ＣａｄｍｉｕｍｗａｓｍａｉｎｌｙｅｘｉｓｔｅｄｉｎｔｈｅｆｒａｃｔｉｏｎｓｏｆｒｅｓｉｄｕａｌＣｄａｎｄｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄ
ｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅＣｄｉｎｆｒｕｉｔｓ，ｗｈｉｃｈｗｅｒｅｌｏｗａｃｔｉｖｉｔｙｆｏｒｍａｎｄａｃｃｏｕｎｔｉｎｇｆｏｒ７０８％ ｏｆｔｈｅｔｏｔａｌ．Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄｗａｔｅｒ
ｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅＣｄ（ＦＷ）ａｎｄｅｔｈａｎｏｌｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅＣｄ（ＦＥ）ｗｅｒｅｈｉｇｈａｃｔｉｖｉｔｙｆｏｒｍｗｉｔｈｏｎｌｙ１１８％ ｏｆｔｈｅｔｏｔａｌＣｄ．
ＴｏｘｉｃｅｆｅｃｔｓｏｆＣｄｏｎＴｏｍａｔｏｗｅｒｅｅｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｎｈｉｂｉｔｅｄｂｙｓｐｒａｙｉｎｇＦｅ．ＦｏｌｉａｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｖｅｌｓｏｆＦｅ
ｒｅｄｕｃｅｄｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆａｌＣｄｆｏｒｍｓｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ．Ｃａｄｍｉｕｍｗａｓｍｏｓｔｌｙａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄｉｎｌｅａｖｅｓａｎｄ
ｓｔｅｍｓｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆＣｄｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｌｅａｖｅｓ＞ｔｏｏｔｓ＞ｓｔｅｍ ＞ｆｒｕｉｔｓｗｉｔｈｆｏｌｉａｒＦｅ．ＳｐｒａｙｉｎｇＦｅ
ｃｏｕｌｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＣｄｉｎｔｏｍａｔｏｌｅａｖｅｓ，ｒｏｏｔｓ，ｓｔｅｍｓａｎｄｆｒｕｉｔｓｗｉｔｈａｒａｎｇｅｓｏｆ７１％－２１９％，
３５６％－５０４％，１３０％－３７０％ ａｎｄ２８％－８２％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｃａｄｍｉｕｍｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆａｌｐｌａｎｔｓｐａｒｔｓ
ｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｆｏｌｉａｒＦｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ，ｗｈｉｌｅｄｉｓｐｌａｙｅｄａｎｕｐｗａｒｄｔｒｅｎｄｗｈｅｎｅｘｃｅｓｓｉｖｅＦｅ
ａｐｐｌｉｅｄ．ＴｈｅＣｄａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｌｅａｖｅｓ，ｓｔｅｍｓａｎｄｆｒｕｉｔｓａｎｄｔｏｔａｌａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆ‘４６４１’ｗｅｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅ
ｏｆ‘Ｙｕｆｅｎ１０９’．Ｉｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｐｌａｎｔｉｎｇ‘４６４１’ｉｎＣｄｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌｈａｄｇｒｅａｔｅｒｒｉｓｋ．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ】
ＡｐｐｒｏｐｒｉａｔｅＦｅｃｏｕｌｄｐｒｏｍｏｔｅｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｏｍａｔｏｌｅａｖｅｓａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｄｒｙｗｅｉｇｈｔｓｏｆ
ｅａｃｈｐａｒｔｏｆｔｈｅｔｏｍａｔｏｐｌａｎｔｓ．ＴｏｘｉｃｅｆｅｃｔｓｏｆＣｄｏｎｔｏｍａｔｏｐｌａｎｔｓａｎｄｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＣｄｉｎｅａｃｈｐａｒｔｃｏｕｌｄ
ｂｅｄｅｃｒｅａｓｅｄｂｙａｐｐｌｙｉｎｇｔｈｅａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＦｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｉｒｏｎａｎｄｃａｄｍｉｕｍ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ牷ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ牷ｔｏｍａｔｏｑｕａｌｉｔｙ牷Ｃｄａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ牷
Ｃｄｆｒａｃｔｉｏｎ
　　镉是生物毒性最强的重金属，其在环境中化学
活动性强，移动性大，毒性持久［１－２］，土壤中的镉通
过植物根系吸收和体内转运最终在植物可食部分中
积累，进而通过食物链的富集作用而对人体健康产
生影响［３］。土壤环境中的镉主要来自工业废物排
放、污水灌溉、大气沉降和长期施用磷肥。随着我国
工农业的发展，化肥、农药和污泥等的大量施用以及
工业废水和重金属的大气沉降的增加，菜田土壤中
Ｃｄ含量明显增加。植物组织中Ｃｄ浓度积累到一定
水平时，就会表现出毒害症状，严重时甚至会导致植
物死亡［４］，影响作物的产量和品质［５］。
重金属污染土地的治理主要有客土法、石灰改
良法、化学淋洗法等和植物修复技术等方法［６－１０］。
近年来，利用竞争性阳离子与Ｃｄ２＋的拮抗效应来抑
制镉吸收或转移到作物可食部位中的农艺调控方
法，已逐渐成为镉污染治理研究的焦点［１１］。Ｓｈａｏ
等［１２］报道，土壤加入铁肥后水稻根、茎和果实的 Ｃｄ
含量显著减少。但也存在相反的报道［１３］。番茄
（ＬｙｃｏｐｅｒｓｉｃｏｎｅｓｃｕｌｉｎｔｕｍＭｉｌ．）是人们喜食的果菜之
一，在我国各地也均有栽培。有研究表明番茄对Ｃｄ
耐性和吸收富集方面存在基因型差异［１４］。但铁对
不同番茄品种果实品质、Ｃｄ积累及化学形态的影响
报道较少。本研究在人工模拟镉污染土壤条件下，
采用盆栽试验研究了叶面喷施不同浓度的 Ｆｅ对不
７００１
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
同品种番茄生长、光合特性、果实品质、Ｃｄ积累及化
学形态的影响，旨在为镉污染土壤上番茄的安全生
产提供理论依据。
１　材料与方法
１１　供试材料
供试作物为番茄（ＳｏｌａｎｕｍｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｕｍＭｉｌ．），
由重庆市农业科学院蔬菜花卉所提供，品种为
‘４６４１’和‘渝粉１０９’。供试土壤由重庆市九龙坡区
白市驿蔬菜基地提供。土壤全氮为１２１ｇ／ｋｇ、有
机质为３３３ｇ／ｋｇ、有效氮、有效磷和速效钾分别为
１１０８、１０６和 １０４６ｍｇ／ｋｇ，ｐＨ为 ６９，ＣＥＣ为
２０７ｃｍｏｌ／ｋｇ。没有检验出Ｃｄ。
１２　试验设计
盆栽试验于２０１２年３月１０日到２０１２年７月９
日在西南大学１号温室内进行。所用的Ｆｅ、Ｃｄ分为
ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ和 ＣｄＣｌ２·２５Ｈ２Ｏ，Ｃｄ浓度为 １０
ｍｇ／ｋｇ，设Ｆｅ浓度为０、２００和４００μｍｏｌ／Ｌ。试验所
用塑料盆的规格为直径２５ｃｍ，高１７ｃｍ。将５ｋｇ过
４０目筛的经过 Ｃｄ处理的风干土样装入塑料盆，扩
散２ ３周后，进行番茄幼苗移栽，每盆１株。每个
处理３个重复，共９盆，随机排列。以ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４的
形式加入１００ｍｇ／ｋｇ的底肥磷，以 ＫＣｌ的形式加入
１８０ｍｇ／ｋｇ的底肥钾，以 ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４和尿素的形式
加入１８０ｍｇ／ｋｇ的氮。在番茄开花期对叶面喷施铁
营养液，对照处理喷去离子水，每５天喷一次，共７
次，每次每盆１００ｍＬ。试验用的药品、肥料均用分
析纯。用土壤水分速测仪测定３次浇水前的土壤含
水量，取平均值，然后计算所需的补水量，根据补水
量浇去离子水使土壤湿度达到田间最大持水量的
６０％。对番茄产量的记录从第一次结果开始，收获
期为培养时间的１２０ｄ，对植株各部位进行１０５℃的
杀青处理后，在６０℃下烘干至恒重。
１３　测定方法
土壤基本理化性质采用常规方法测定［１５］。土
样经ＨＣｌ－ＨＮＯ３－ＨＣｌＯ４消解后，用原子吸收分光
光度计（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒＳＩＭＭＡ６０００，Ｎｏｒｗａｌｋ，ＵＳＡ）
测定Ｃｄ含量。用便携式光合测定系统（Ｌｉ６４００，ＬＩ
－ＣＯＲ，ＵＳＡ）在晴天上午１０：００ １１：００测定番茄
植株第２花序下第１片叶的的净光合速率（Ｐｎ）、气
孔导度（Ｇｓ）、胞间 ＣＯ２浓度（Ｃｉ）和蒸腾速率（Ｔｒ）。
当第三穗果实达到坚熟成熟度时取样测定番茄果实
的品质和Ｃｄ化学形态分级。硝酸盐采用紫外分光
光度法［１６］；维生素Ｃ采用２，６－二氯酚滴定法；还
原糖采用３，５－二硝基水杨酸显色—分光光度法；
游离氨基酸用茚三酮显色—分光光度法测定［１７］。
将烘干植株样品在研钵中研碎，经 ＨＮＯ３－ＨＣｌＯ４法
消煮，用原子吸收分光光度计（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒＳＩＭＭＡ
６０００，Ｎｏｒｗａｌｋ，ＵＳＡ）测定不同部位 Ｃｄ含量，镉的检
测限为０００５ｍｇ／ｋｇ。
成熟番茄果实中各 Ｃｄ形态分级采用连续浸取
法浸取Ｃｄ［１８］，即准确称取２０００ｇ鲜样，置于烧杯
中，加入３７５ｍＬ提取剂，使样品保持浸透状态，并
在３０℃恒温箱中放置过夜（约１７ １８ｈ），次日回
收提取液，再加入同体积的同样提取液，浸取２ｈ后
再回收提取液，重复 ２次，即在 ２４ｈ内提取 ４次。
将４次提取液（共１５０ｍＬ）混合，经电热板蒸至近干
后，加入适量ＨＮＯ３－ＨＣｌＯ４混合酸（４∶１，体积比）消
煮澄清后用１０％硝酸定容，然后用原子吸收分光光
度计（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒＳＩＭＭＡ６０００，Ｎｏｒｗａｌｋ，ＵＳＡ）测定
Ｃｄ的含量，镉的检测限为０００５ｍｇ／ｋｇ。提取剂及
提取顺序为８０％乙醇（ＦＥ，提取硝酸盐、氯化物为主
的无机盐以及氨基酸盐）、去离子水（ＦＷ，提取水溶
性有机酸盐、重金属一代磷酸盐）、１ｍｏｌ／Ｌ氯化钠
溶液（ＦＮａＣｌ，提取果胶盐，与蛋白质结合态或呈吸着
态的重金属）、２％醋酸（ＦＨＡｃ，难溶性重金属磷酸盐，
包括二代磷酸盐）、０６ｍｏｌ／Ｌ盐酸（ＦＨＣｌ，提取草酸
盐）。
１４　数据处理
试验所得结果均为３次重复测定的平均值，数
据用ＳＰＳＳ１８０软件进行统计分析。
２　结果与分析
２１　不同Ｆｅ浓度处理对蕃茄植株生物量的影响
由表１可知，在Ｃｄ污染土壤上，不同品种间和
Ｆｅ浓度处理番茄果实、根、茎、叶生长差异达到了显
著水平。喷施 Ｆｅ显著提高了２个番茄品种果实、
根、茎、叶和总干质量，与对照相比增幅分别为
２０４％ ４８６％、１３３％ ５６０％、１６０％
６３１％、９８％ １６５％和 ２１６％ ４０３％。在喷
施Ｆｅ２００μｍｏｌ／Ｌ时，番茄植株果实、根、茎、叶及总
干质量达到最大值。未喷施Ｆｅ时，番茄果实干质量
以‘４６４１’＞‘渝粉１０９’，喷施 Ｆｅ后，番茄果实干质
量以‘渝粉１０９’＞‘４６４１’。
８００１
４期　　　 杨芸，等：外源铁对不同品种番茄光合特性、品质及镉积累的影响
表１　不同Ｆｅ浓度处理对番茄单株干重的影响（ｇ／ｐｏｔ）
Ｔａｂｌｅ１　ＥｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔＦｅｌｅｖｅｌｓｏｎｔｈｅｄｒｙｗｅｉｇｈｔｓｏｆｔｏｍａｔｏ
品种
Ｃｕｌｔｉｖａｒ
Ｆｅ
（μｍｏｌ／Ｌ）
果实
Ｆｒｕｉｔ
根
Ｒｏｏｔ
茎
Ｓｔｅｍ
叶
Ｌｅａｆ
植株干重
Ｄｒｙｗｅｉｇｈｔ
４６４１ ０ ２８０±０１３ｃ ２７３±０１２ｃ ２０３±０２６ｂ １３１４±０１５ｃ ６４１７±０７２ｃ
２００ ３７４±０２８ａ ４２６±０１９ａ ３３１±０３５ａ １５３０±０２０ａ ９００６±０８８ａ
４００ ３３７±０６１ｂ ３７８±０１０ｂ ３１３±０５３ａ １４４３±００９ｂ ８３２１±０６５ｂ
渝粉 １０９
Ｙｕｆｅｎ１０６
０ ２５９±０４９ｂ ２４１±００７ｃ ３５０±０２１ｃ １５６７±０３１ｂ ７８９８±０８３ｃ
２００ ３８５±０３３ａ ３５０±００５ａ ４５７±０６６ａ １８２６±０２４ａ １０５９６±１５４ａ
４００ ３７４±０５４ａ ２７３±００８ｂ ４０６±０３７ｂ １５３４±０１６ｂ ９６０７±１２２ｂ
　　注（Ｎｏｔｅ）：数值后不同小写字母代表同一个品种不同Ｆｅ浓度之间差异显著（Ｐ≤００５）Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ
ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ（Ｐ≤００５）ａｍｏｎｇｄｉｆｅｒｅｎｔＦｅｌｅｖｅｌｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｕｌｔｉｖａｒ．
２２　不同Ｆｅ浓度处理对番茄光合效率的影响
由图１可知，不同品种间和不同 Ｆｅ浓度处理
下，番茄植株净光合速率（Ｐｎ）、气孔导度（Ｇｓ）、胞间
ＣＯ２浓度（Ｃｉ）、蒸腾速率（Ｔｒ）差异达到显著水平。
随铁浓度的增加 Ｐｎ、Ｇｓ和 Ｔｒ先增后降，在 ２００
μｍｏｌ／ＬＦｅ时，Ｐｎ、Ｇｓ和Ｔｒ达到最大值，２个番茄品
种‘４６４１’和‘渝粉１０９’的 Ｐｎ、Ｇｓ和 Ｔｒ较对照分别
增加了 ８％和 ２８７％，１１％和 １５５％，２９％和
１８８％。无论喷施 Ｆｅ与否，Ｐｎ、Ｇｓ、Ｃｉ和 Ｔｒ以
‘４６４１’＞‘渝粉１０９’。
图１　不同浓度Ｆｅ处理对番茄光合效率的影响
Ｆｉｇ．１　ＥｆｅｃｔｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔＦｅｌｅｖｅｌｓｏｎｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｏｍａｔｏ
２３　不同Ｆｅ浓度处理对番茄营养品质的影响
由图２可知，喷施不同浓度Ｆｅ对２个番茄品种
氨基酸、还原糖、维生素 Ｃ、硝酸盐产生了不同程度
的影响。除‘４６４１’还原糖含量和‘渝粉１０９’氨基酸
含量在对照处理（未喷施 Ｆｅ处理）达到最高外，
‘４６４１’品种番茄果实的氨基酸、维生素、硝酸盐 和
‘渝粉１０９’品种番茄果实的还原糖含量、维生素、硝
酸盐的含量均在喷施最高浓度 Ｆｅ即 ４００μｍｏＬ／Ｌ
时达到最高。在Ｃｄ污染条件下，喷施 Ｆｅ对番茄氨
基酸含量的影响因番茄品种的不同而不同，喷Ｆｅ能
９００１
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
够增加‘４６４１’氨基酸含量，却降低了‘渝粉１０９’氨
基酸含量，与对照相比，增加和降低的幅度分别为
４５％ １６６％、５０８％ ５９８％；随着喷施 Ｆｅ浓
度的增加，‘４６４１’的还原糖含量降低，而‘渝粉１０９’
的还原糖含量却增加，且降低和增加的幅度分别为
６５％ ９８％、２０６％ ３４１％；喷施低 Ｆｅ（２００
μｍｏｌ／Ｌ）使‘４６４１’和‘渝粉１０９’果实中的维生素 Ｃ
含量较未喷施 Ｆｅ时有所降低，但喷施高 Ｆｅ（４００
μｍｏｌ／Ｌ）能够显著提高维生素Ｃ含量，与对照相比，
分别增加了８２％和１３２％；喷Ｆｅ增加了‘４６４１’和
‘渝粉１０９’番茄果实中硝酸盐的含量，增幅分别为
１８１％ ２２２％、２３％ ２２０％。
图２　不同Ｆｅ浓度处理对番茄果实品质的影响
Ｆｉｇ．２　ＥｆｅｃｔｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔＦｅｌｅｖｅｌｓｏｎｆｒｕｉｔｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｏｍａｔｏ
２４　果实中不同形态Ｃｄ含量
由表２可知，２个品种和不同Ｆｅ浓度处理的番
茄果实中Ｃｄ的提取总量及各形态 Ｃｄ含量差异达
到显著水平。镉在番茄果实中主要是以残渣态
（ＦＲ）形式存在，其次依次是盐酸提取态（ＦＨＣｌ）、乙
醇提取态（ＦＥ）、氯化钠提取态（ＦＮａＣｌ）、醋酸提取态
（ＦＨＡｃ）和去离子水提取态（ＦＷ），其平均含量分别为
１１２１ｍｇ／ｋｇ、０３０３ｍｇ／ｋｇ、０２０６ｍｇ／ｋｇ、０１５０
ｍｇ／ｋｇ和 ００８８ｍｇ／ｋｇ，分别占镉提取总量的
５５７％、１５１％、１７４％、７４％和４４％。其中，残
渣态Ｃｄ（ＦＲ）和盐酸提取态Ｃｄ（ＦＨＣｌ）为活性偏低形
态Ｃｄ，其平均含量之和为１４２４ｍｇ／ｋｇ，占 Ｃｄ提取
总量的７０８％；去离子水提取态（ＦＷ）和乙醇提取
态（ＦＥ）为活性较高形态 Ｃｄ，二者平均含量之和为
０２３８ｍｇ／ｋｇ，占 Ｃｄ提取总量的１１８％。与对照相
比，喷施 Ｆｅ使‘４６４１’品种 ＦＥ、ＦＷ、ＦＨＡＣ含量、
‘４６４１’品种 Ｃｄ总提取量以及‘渝粉１０９’品种 Ｆｗ
含量显著降低，降低幅度为７９７％ １００％、８８７％
１００、５６８％ ６２７％和２４９％ １００％。无论喷
施Ｆｅ与否，果实ＦＲ和总Ｃｄ提取量以‘４６４１’＞‘渝
粉１０９’。
２５　番茄植株各部位Ｃｄ含量和积累量
由表３可知，番茄各部位Ｃｄ含量和积累量在２
个品种间和Ｆｅ浓度间的差异均达到显著水平。Ｃｄ
在番茄植株体内各组织器官的分配规律为叶＞根＞
茎＞果实。除了４００μｍｏｌ／Ｌ处理下的‘渝粉１０９’
果实，喷铁能够降低植株各部位 Ｃｄ含量，且随着喷
施Ｆｅ浓度的增加，各部位 Ｃｄ含量呈先下降后上升
趋势，与对照相比，降低幅度为 ７１％ ２１９％、
３５６％ ５０４％、１３０％ ３７０％和２８％ ８２％
（叶、根、茎、果实的 Ｃｄ含量）。无论喷施 Ｆｅ与否，
番茄各部位Ｃｄ含量以‘渝粉１０９’＞‘４６４１’。
Ｃｄ在番茄植株体内的积累规律是叶 ＞茎 ＞果
实 ＞根，分别占 Ｃｄ积累总量的 ３３％、３４９％、
５６％和６２％。与对照相比，叶面喷施 Ｆｅ能够不
同程度地降低叶、茎中Ｃｄ的积累量，降低幅度分别
０１０１
４期　　　 杨芸，等：外源铁对不同品种番茄光合特性、品质及镉积累的影响
书书书
表
２　
不
同
浓
度
Ｆｅ
处
理
对
番
茄
果
实
中
不
同
提
取
态
Ｃ
ｄ
的
含
量
（ｍ
ｇ／
ｋｇ
）
Ｔａ
ｂｌ
ｅ
２　
Ｃ
ｄ
ｃｏ
ｎｔ
ｅｎ
ｔｓ
ｅｘ
ｔｒ
ａｃ
ｔｅ
ｄ
ｂｙ
ｄｉ
ｆｆｅ
ｒｅ
ｎｔ
ｓｏ
ｌｖ
ｅｎ
ｔｓ
ｉｎ
ｔｏ
ｍ
ａｔ
ｏ
ｔｒ
ｅａ
ｔｅ
ｄ
ｗ
ｉｔｈ
ｄｉ
ｆｆｅ
ｒｅ
ｎｔ
Ｆｅ
ｌｅ
ｖｅ
ｌｓ
品
种
Ｃｕ
ｌｔｉ
ｖａ
ｒ
Ｆｅ
（ μ
ｍ
ｏｌ
／Ｌ
）
乙
醇
Ｅｔ
ｈａ
ｎｏ
ｌ
水 Ｈ
２
Ｏ
氯
化
钠
Ｎａ
Ｃｌ
醋
酸
Ｈ
Ａｃ
盐
酸
Ｈ
Ｃｌ
残
渣
Ｒｅ
ｓｉｄ
ｕａ
ｌ
合
计
Ｔｏ
ｔａ
ｌ
４６
４１
０
０．
３４
５
±
０．
０３
２
ａ
０．
１１
５
±
０．
０４
５
ａ
０．
３３
４
±
０．
０３
８
ａ
０．
２２
０
±
０．
０２
９
ａ
０．
２３
２
±
０．
０４
３
ｂ
０．
８３
９
±
０．
０２
８
ｂ
２．
０８
５
±
０．
０７
３
ａ
２０
０
０．
０７
０
±
０．
００
３
ｂ
０．
０１
３
±
０．
００
４
ｂ
０．
０８
８
±
０．
０９
９
ｃ
０．
０９
５
±
０．
００
７
ｂ
０．
１９
３
±
０．
０２
８
ｃ
０．
８１
９
±
０．
０３
２
ｂ
１．
２７
８
±
０．
０３
１
ｃ
４０
０
＜
０．
００
１
ｃ
＜
０．
００
１
ｃ
０．
２２
５
±
０．
０６
３
ｂ
０．
０８
２
±
０．
００
４
ｃ
０．
３１
２
±
０．
０４
５
ａ
１．
１０
４
±
０．
０６
７
ａ
１．
７２
３
±
０．
０３
９
ｂ
渝
粉
１０
９
Ｙｕ
ｆｅ
ｎ
１０
９
０
０．
１７
０
±
０．
０２
６
ａ
０．
２２
９
±
０．
０５
６
ａ
０．
２２
２
±
０．
０３
４
ａ
０．
１６
７
±
０．
０１
６
ａ
０．
３１
０
±
０．
０５
１
ｃ
１．
２３
９
±
０．
０４
４
ｂ
２．
３３
７
±
０．
０７
３
ａ
２０
０
０．
１４
０
±
０．
０１
７
ｂ
＜
０．
００
１
ｃ
０．
１３
４
±
０．
０１
５
ｂ
０．
１３
８
±
０．
０１
１
ｂ
０．
３６
７
±
０．
０４
２
ｂ
１．
３８
０
±
０．
０３
５
ａ
２．
１５
９
±
０．
０５
６
ｂ
４０
０
０．
１７
４
±
０．
０２
１
ａ
０．
１７
２
±
０．
０１
５
ｂ
０．
２３
３
±
０．
０２
８
ａ
０．
１５
７
±
０．
０２
３
ａ
０．
４０
５
±
０．
０３
７
ａ
１．
３４
６
±
０．
０３
０
ａｂ
２．
４８
７
±
０．
０５
５
ａ
　
　
注
（Ｎ
ｏｔ
ｅ）
：
数
值
后
不
同
小
写
字
母
代
表
同
一
个
品
种
不
同
Ｆｅ
浓
度
之
间
差
异
显
著
性
（Ｐ
≤
０
０５
）
Ｖａ
ｌｕ
ｅｓ
ｆｏ
ｌｌｏ
ｗｅ
ｄ
ｂｙ
ｄｉ
ｆｆｅ
ｒｅ
ｎｔ
ｌｅ
ｔｔｅ
ｒｓ
ｉｎ
ｄｉ
ｃａ
ｔｅ
ｓｉｇ
ｎｉ
ｆｉｃ
ａｎ
ｔｄ
ｉｆｆ
ｅｒ
ｅｎ
ｃｅ
ａｔ
Ｐ ≤
０
０５
ｉｎ
ｄｉ
ｆｆｅ
ｒｅ
ｎｔ
Ｆｅ
ｌｅ
ｖｅ
ｌｓ
ｆｏ
ｒ
ｔｈ
ｅ
ｓａ
ｍ
ｅ
ｔｏ
ｍ
ａｔ
ｏ
ｃｕ
ｌｔｉ
ｖａ
ｒ．
表
３　
不
同
浓
度
Ｆｅ
处
理
下
番
茄
不
同
部
位
Ｃ
ｄ
的
积
累
量
（ｍ
ｇ／
ｋｇ
）
Ｔａ
ｂｌ
ｅ
３　
Ａ
ｃｃ
ｕｍ
ｕｌ
ａｔ
ｉｏ
ｎ
ｏｆ
Ｃ
ｄ
ｉｎ
ｄｉ
ｆｆｅ
ｒｅ
ｎｔ
ｐａ
ｒｔ
ｓ
ｏｆ
ｔｏ
ｍ
ａｔ
ｏ
ｔｒ
ｅａ
ｔｅ
ｄ
ｗ
ｉｔｈ
ｄｉ
ｆｆｅ
ｒｅ
ｎｔ
Ｆｅ
ｌｅ
ｖｅ
ｌｓ
品
种
Ｃｕ
ｌｔｉ
ｖａ
ｒ
Ｆｅ
（ μ
ｍ
ｏｌ
／Ｌ
）
Ｃｄ
含
量
Ｃｄ
ｃｏ
ｎｃ
ｅｎ
ｔｒａ
ｔｉｏ
ｎ
叶
Ｌｅ
ａｆ
茎
Ｓｔ
ｅｍ
根
Ｒｏ
ｏｔ
果
实
Ｆｒ
ｕｉ
ｔ
Ｃｄ
积
累
量
Ｃｄ
ａｃ
ｃｕ
ｍ
ｕｌ
ａｔ
ｉｏ
ｎ
叶
Ｌｅ
ａｆ
茎
Ｓｔ
ｅｍ
根
Ｒｏ
ｏｔ
果
实
Ｆｒ
ｕｉ
ｔ
Ｃｄ
全
量
Ｔｏ
ｔａ
ｌＣ
ｄ
４６
４１
０
１１
６．
０４
±
１．
１１
ａ
４１
．３
３
±
０．
５４
ａ
６８
．６
０
±
０．
５０
ａ
５．
７２
±
０．
１１
ａ
１．
５２
５
±
０．
０３
２
ａ
０．
８３
９
±
０．
００
６
ａ
０．
１８
７
±
０．
００
５
ｂ
０．
１６
０
±
０．
００
７
ｃ
２．
７１
１
±
０．
０２
３
ａ
２０
０
９０
．６
０
±
０．
８７
ｃ
２１
．８
１
±
０．
２８
ｃ
４３
．２
０
±
０．
３７
ｃ
５．
２５
±
０．
０９
ｂ
１．
３８
６
±
０．
０２
７
ｃ
０．
７２
２
±
０．
００
３
ｂ
０．
１８
４
±
０．
００
３
ｂ
０．
１９
６
±
０．
００
９
ａ
２．
４８
８
±
０．
０３
７
ｃ
４０
０
９９
．５
８
±
０．
７３
ｂ
２６
．６
０
±
０．
１９
ｂ
５２
．１
１
±
０．
５２
ｂ
５．
５６
±
０．
１４
ａｂ
１．
４３
７
±
０．
０３
５
ｂ
０．
８３
３
±
０．
００
７
ａ
０．
１９
７
±
０．
００
７
ａ
０．
１８
７
±
０．
００
３
ｂ
２．
６５
４
±
０．
０２
１
ｂ
渝
粉
１０
９
Ｙｕ
ｆｅ
ｎ
１０
９
０
１３
１．
６８
±
２．
１３
ａ
５０
．９
９
±
０．
３４
ａ
６３
．３
７
±
０．
８７
ａ
６．
３５
±
０．
１７
ａｂ
２．
０６
３
±
０．
０５
１
ａ
１．
７８
５
±
０．
０２
５
ａ
０．
１５
３
±
０．
００
３
ｂ
０．
１６
４
±
０．
００
５
ｃ
４．
１６
５
±
０．
０５
３
ａ
２０
０
１０
２．
８３
±
１．
０９
ｃ
２５
．２
８
±
０．
２１
ｃ
５４
．７
３
±
０．
２５
ｂ
６．
０８
±
０．
０５
ｂ
１．
８７
８
±
０．
０３
３
ｂ
１．
１５
５
±
０．
０１
４
ｃ
０．
１９
２
±
０．
００
４
ａ
０．
２３
５
±
０．
００
７
ｂ
３．
４５
７
±
０．
０１
１
ｃ
４０
０
１２
２．
２８
±
１．
６７
ｂ
３２
．８
３
±
０．
４５
ｂ
５５
．１
４
±
０．
４３
ｂ
６．
５５
±
０．
３６
ａ
１．
８７
６
±
０．
０１
９
ｂ
１．
３３
３
±
０．
００
９
ｂ
０．
１５
１
±
０．
００
５
ｂ
０．
２４
５
±
０．
００
５
ａ
３．
６０
４
±
０．
０２
９
ｂ
　
　
注
（Ｎ
ｏｔ
ｅ）
：
数
值
后
不
同
小
写
字
母
代
表
同
一
个
品
种
不
同
Ｆｅ
浓
度
之
间
差
异
显
著
性
（Ｐ
≤
０
０５
）
Ｖａ
ｌｕ
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ｆｏ
ｌｌｏ
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ｄ
ｂｙ
ｄｉ
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ｌｅ
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ｒｓ
ｉｎ
ｄｉ
ｃａ
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ｓｉｇ
ｎｉ
ｆｉｃ
ａｎ
ｔｄ
ｉｆｆ
ｅｒ
ｅｎ
ｃｅ
ａｔ
Ｐ ≤
０
０５
ｉｎ
ｄｉ
ｆｆｅ
ｒｅ
ｎｔ
Ｆｅ
ｌｅ
ｖｅ
ｌｓ
ｆｏ
ｒ
ｔｈ
ｅ
ｓａ
ｍ
ｅ
ｔｏ
ｍ
ａｔ
ｏ
ｃｕ
ｌｔｉ
ｖａ
ｒ．
１１０１
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
为 ５８％ ９１％和 ０７％ ３５３％；高 Ｆｅ（４００
μｍｏｌ／Ｌ）处理下的‘４６４１’品种根 Ｃｄ积累较对照处
理明显增加，增加的百分比为５３％，低 Ｆｅ显著地
增加了‘渝粉１０９’根 Ｃｄ积累量，与对照相比，增加
的百分比为２５５％；喷 Ｆｅ显著地增加了番茄果实
中Ｃｄ积累量，与对照相比，增加的幅度为４３３％
４９４％。比较供试的两个番茄品种，无论喷施Ｆｅ与
否，番茄叶、茎、果实中的Ｃｄ积累量以及总 Ｃｄ积累
量以‘４６４１’＞‘渝粉１０９’
３　讨论
本试验条件下，供试２个番茄品种未出现Ｃｄ和
Ｆｅ中毒症状，生长状态良好。在Ｃｄ污染的土壤上，
叶面喷施２００μｍｏｌ／Ｌ和４００μｍｏｌ／ＬＦｅ显著提高了
番茄果实、根、茎和叶的干重（表１），说明Ｃｄ对番茄
的毒害作用通过Ｆｅ与 Ｃｄ的拮抗效应得到了抑制，
也有可能是喷施Ｆｅ改善了植株地上部铁营养状态，
从而抑制了高亲和的铁吸收转运系统的表达，降低
了根系对 Ｃｄ的吸收，最终减小了 Ｃｄ的毒害作
用［１９］。喷施２００μｍｏｌ／ＬＦｅ能显著提高植株各部位
干重，但是当Ｆｅ浓度达到４００μｍｏｌ／Ｌ时，各部位干
重有所下降，这与李元等在烟草方面的研究基本一
致［２０］，这可能是由于番茄体内过多的游离Ｆｅ２＋诱发
形成多种活性自由基，膜脂过氧化作用加强，质膜透
性加大，代谢紊乱，导致生物量下降［２１］。试验还发
现，未喷施Ｆｅ时，番茄果实干质量以‘４６４１’＞‘渝
粉１０９’，表明‘４６４１’耐 Ｃｄ性较强，喷施 Ｆｅ后‘渝
粉１０９’＞‘４６４１’，表明‘渝粉１０９’对 Ｆｅ的反应更
为敏感。
光合作用是高等植物生长发育和产量形成的基
础，而铁是植物合成叶绿素的必须元素之一，因此铁
对植株光合作用有着重要的影响。在本试验条件
下，与对照相比，喷施 Ｆｅ２００μｍｏｌ／Ｌ时，净光合速
率（Ｐｎ）、气孔导度（Ｇｓ）、蒸腾速率（Ｔｒ）明显增加，
说明喷施适当浓度的 Ｆｅ能够促进番茄植株的光合
作用和蒸腾作用。这可能是由于 Ｃｄ污染诱导了番
茄植株的铁营养缺乏，植株铁蛋白、铁硫蛋白等合成
受阻，影响了植物光合电子传递，外源补充适当浓度
的铁后，光合电子传递链的活性升高所致［２２］。但是
当 Ｆｅ浓度增加到 ４００μｍｏｌ／Ｌ时，净光合速率
（Ｐｎ）、气孔导度（Ｇｓ）、蒸腾速率（Ｔｒ）有所下降，表
明高浓度Ｆｅ反而抑制了番茄植株的光合作用与蒸
腾作用，该结果与生物量随 Ｆｅ浓度变化趋势一致。
也与章艺等［２３］的报道类似。原因可能是过多的亚
铁离子会诱发多种活性自由基，并产生多种次生自
由基，叶绿素合成受阻，最终导致叶绿素降解、膜脂
过氧化，干物质合成降低［２４－２５］。影响 Ｐｎ变化的因
素有气孔因素和非气孔因素［２６］，本试验发现，品种
‘４６４１’Ｐｎ和 Ｇｓ随 Ｃｉ的降低先增加后降低，说明
Ｐｎ变化由非气孔因素逐渐转变为气孔因素占主导，
‘渝粉１０９’Ｃｉ先降低后增加，Ｐｎ和 Ｇｓ呈先增加后
下降趋势，表明 Ｐｎ变化主要是由非气孔因素引起
的，这可能与叶片光合活性、ＲＵＢＰ羧化酶活性或者
是卡尔文循环等原因有关［２７］。试验还表明，无论喷
施Ｆｅ否，净光合速率（Ｐｎ）、气孔导度（Ｇｓ）、胞间
ＣＯ２浓度（Ｃｉ）、蒸腾速率（Ｔｒ）以‘４６４１’＞‘渝粉
１０９’，说明２个番茄品种间，‘４６４１’叶片对高 Ｆｅ胁
迫的耐性高于‘渝粉１０９’，同时也表明植株光合作
用和蒸腾作用大小不仅与Ｆｅ浓度相关，而且还与品
种有关。
Ｆｅ是植物必需的微量营养元素，Ｆｅ在植物体内
与血红蛋白有关。李元［２８］指出，随着喷施 Ｆｅ浓度
的增加，烟草叶片中总氨基酸含量下降，Ｃｄ＋Ｆｅ处
理后，随着Ｆｅ浓度的增加，烟草叶片总氨基酸呈上
升趋势，而在本试验中，随着喷施 Ｆｅ浓度的增加，
‘渝粉１０９’氨基酸含量在喷施Ｆｅ后呈下降趋势，与
李元［２８］的结果不一致，原因可能有待进一步研究。
在本试验条件下，品种‘４６４１’还原糖含量随着喷施
Ｆｅ浓度的增加而降低，这与张木［２９］所得出的喷施
Ｆｅ不利于小白菜可溶性糖的提高结果基本一致。
原因可能是由于 Ｆｅ与 Ｃｄ发生协同作用影响了植
株碳代谢所致。而‘渝粉１０９’的还原糖含量随着喷
施Ｆｅ浓度的增加而显著增加，这可能是由于 Ｆｅ促
进了植株叶绿素的合成，而增强了光合作用，从而促
进碳代谢所致。说明‘４６４１’果实对高量 Ｆｅ更为敏
感。Ｖｃ是蔬菜重要品质之一［３０］，在本试验中，喷施
２００μｍｏｌ／Ｌ低 Ｆｅ时，２个番茄品种 Ｖｃ较对照处理
都有所降低。这可能因 Ｖｃ是植物体内抗氧化系统
的重要组成部分，能够清除活性自由基；适量的 Ｆｅ
可缓解 Ｃｄ胁迫诱导产生的自由基造成的膜脂过氧
化［３１］。因此，在喷施低 Ｆｅ时，Ｖｃ合成也相应降低。
喷施Ｆｅ４００μｍｏｌ／Ｌ时，２个供试番茄品种的果实
Ｖｃ含量显著高于对照处理，该结果与吴俊华［３２］的
报道结果不一致。这可能是由于过量的 Ｆｅ胁迫诱
导产生的大量自由基刺激了Ｖｃ的合成所致。喷Ｆｅ
增加了２个供试番茄品质的硝酸盐含量，这可能与
Ｃｄ胁迫可降低硝酸还原酶活性，导致硝酸盐积累
有关［３３］。
２１０１
４期　　　 杨芸，等：外源铁对不同品种番茄光合特性、品质及镉积累的影响
Ｃｄ在植物体内有５种化学形态（乙醇提取态、
去离子水提取态、氯化钠提取态、醋酸提取态、盐酸
提取态），这５种提取态对重金属在植物体内的运
移、累积及其毒性有显著影响［３４］。本试验研究了
Ｃｄ（１０ｍｇ／ｋｇ）污染条件下，２个番茄品种果实中不
同形态Ｃｄ积累状况。研究表明，２个番茄品种中
不同形态Ｃｄ含量大小顺序为 ＦＲ＞ＦＨＣｌ＞ＦＥ＞ＦＮａＣｌ
＞ＦＨＡＣ＞ＦＷ。该结果与一些学者研究中指出的 Ｃｄ
在植物体内的主要形态为氯化钠提取态，其次为醋
酸提取态和水提取态不同［３５］。本试验中，２个番茄
品种果实中残渣态Ｃｄ（ＦＲ）和盐酸提取态 Ｃｄ（ＦＨＣｌ）
为活性偏低形态 Ｃｄ，其平均含量之和为１４２４ｍｇ／
ｋｇ，占Ｃｄ提取总量的７０８％；水提取态（ＦＷ）和乙
醇提取态（ＦＥ）为活性较高形态 Ｃｄ，二者平均含量
之和为０２３８ｍｇ／ｋｇ，仅占 Ｃｄ提取总量的１１８％，
有效地限制了 Ｃｄ的毒害作用。喷施适当浓度的
Ｆｅ，可以降低番茄果实中各形态 Ｃｄ含量以及 Ｃｄ提
取总量，Ｆｅ、Ｃｄ表现出拮抗作用，这与Ｋｒｕｐａ［３６］所报
道的结果基本一致。但高量 Ｆｅ（４００μｍｏｌ／Ｌ）反而
较低量Ｆｅ增加了‘４６４１’果实中盐酸提取态 Ｃｄ、残
渣态Ｃｄ以及‘渝粉１０９’果实中乙醇提取态 Ｃｄ、氯
化钠提取态Ｃｄ、残渣态Ｃｄ和总提取量，铁镉表现出
一定的协同效应，这与黄益中报道中指出的施铁可
促进烟草对镉的吸收基本一致［３７］。可见，铁镉交互
作用不仅与Ｆｅ浓度有关，还与供试作物种类和品种
有关。
在本试验的条件下，番茄各器官的 Ｃｄ含量顺
序为叶＞根＞茎＞果实，Ｃｄ积累量大小顺序为叶＞
茎＞果实＞根，该结果与朱芳［１４］所报道的结果不一
致。表明番茄将Ｃｄ从根转运至地上部分的能力较
强。但本试验也发现，Ｃｄ在番茄食用部位的累积量
远小于其他非食用部位，食用风险相对较低。喷 Ｆｅ
能够降低植株各部位Ｃｄ含量以及叶、茎中的 Ｃｄ积
累量，Ｆｅ与Ｃｄ表现出明显的拮抗效应，这可能是由
于铁供应充足的情况下，铁转运子基因关闭，铁吸收
增加，镉的被动吸收量下降，Ｃｄ富集降低所致［３６］。
此外，喷施高浓度 Ｆｅ后，番茄各部位 Ｃｄ含量较喷
施低浓度Ｆｅ时有所增加，此时Ｃｄ和Ｆｅ表现出协同
效应。这表明 Ｃｄ和 Ｆｅ在作物体内的交互作用比
较复杂，不仅与植物种类和部位有关，还与Ｃｄ和Ｆｅ
的相对含量有关。试验还发现，喷施Ｆｅ降低了植株
Ｃｄ积累总量，但是却增加了果实的Ｃｄ积累量，表明
Ｆｅ对番茄的增产作用比对降低果实Ｃｄ含量的作用
更显著。无论喷施 Ｆｅ与否，叶、茎、果实中的 Ｃｄ积
累量以及总 Ｃｄ积累量总是以‘４６４１’＞‘渝粉
１０９’，表明在 Ｃｄ污染土壤上种植‘４６４１’，较‘渝粉
１０９’风险更大。
４　结论
１）重金属Ｃｄ污染（Ｃｄ１０ｍｇ／ｋｇ）下，Ｆｅ能缓解
Ｃｄ对供试番茄生长的抑制，显著增加了２个番茄品
种的果实、根、茎、叶及总干重。但随 Ｆｅ浓度增加，
番茄果实、根、茎、叶及总干重均表现出先增后降的
趋势。
２）在Ｃｄ污染（Ｃｄ１０ｍｇ／ｋｇ）条件下，随铁浓度
的增加净光合速率（Ｐｎ）、气孔导度（Ｇｓ）、蒸腾速率
Ｔｒ）先增后降，在 Ｆｅ２００μｍｏｌ／Ｌ时，净光合速率
（Ｐｎ）、气孔导度（Ｇｓ）、蒸腾速率（Ｔｒ）达到最大值。
３）随着喷施 Ｆｅ浓度的增加，‘４６４１’还原糖含
量降低，‘渝粉１０９’还原糖含量却增加；喷施高 Ｆｅ
（４００μｍｏｌ／Ｌ）提高了‘４６４１’和‘渝粉１０９’果实中
的维生素Ｃ含量；喷Ｆｅ增加了２个供试品种番茄果
实中硝酸盐含量。
４）番茄果实中 Ｃｄ的主要存在形态为残渣态，
其次为盐酸提取态，去离子水提取态和乙醇提取态
所占比例较小。喷施 Ｆｅ降低了‘４６４１’品种 ＦＥ、
ＦＷ、ＦＨＡＣ含量、‘４６４１’品种 Ｃｄ总提取量以及‘渝粉
１０９’品种 Ｆｗ含量。无论喷 Ｆｅ与否，‘４６４１’的总
Ｃｄ提取量都大于‘渝粉１０９’品种。
５）番茄中的 Ｃｄ主要累积于叶和茎中，喷铁降
低了植株各部位 Ｃｄ含量，但随着喷施 Ｆｅ浓度的增
加，各部位Ｃｄ含量呈先降后升趋势。
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４１０１
４期　　　 杨芸，等：外源铁对不同品种番茄光合特性、品质及镉积累的影响
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