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铅(Pb)是土壤污染的主要重金属之一。近年来,随着城市化迅速发展,城市周边土壤中铅污染越来越严重,而城市周边的居民习惯于在这些污染的土壤上种植小白菜食用,从而构成了潜在的食品安全问题。本文以长江三角洲地区广泛种植的小白菜为试验对象,通过盆栽试验模拟城郊土壤,研究了铅污染对小白菜种子萌发及幼苗生长、光合作用、抗氧化保护酶系统、产量品质及各器官中铅积累量、根际微生物群落及活性、土壤硝化反硝化速率的影响,从植物的生长生理特性以及土壤微生物环境等角度,为城市周边小白菜种植和食用所潜在的食品安全评估提供参考。主要研究结果如下: 1.在小白菜种子萌发初期,300~1200mg/kg的铅添加处理可较早地打破种子休眠促进快速萌发,而在后期(第21天以后)小白菜的发芽率,发芽指数较对照均呈显著性降低。随铅添加处理浓度的增加,幼苗期小白菜叶面积先上升后下降,其中真叶较子叶表现更明显。 不同浓度铅添加处理中,小白菜的可溶性蛋白含量、可溶性糖含量以及生物量均出现“少促多抑”的现象。其中,与对照处理相比,不同铅添加处理的可溶性糖含量和生物量出现了显著的升高或降低,而可溶性蛋白含量无显著差异。不同铅添加处理小白菜内的铅含量均显著高于对照。小白菜地上部分和地下部分Pb积累量与土壤铅浓度均呈显著正相关,其中根系对铅的积累要大于茎叶部分。 2.300~600mg/kg的铅添加处理可刺激小白菜光合速率的提高,而当铅添加处理浓度≥1200mg/kg时,则会引起小白菜体内叶绿素含量、净光合速率(Pn)以及叶绿素荧光参数最小荧光(F0)、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、电子传递速率(ETR)、光化学猝灭(qP)和实际光化学效率(ΦPSⅡ)等指标的不同程度下降。 3.小白菜抗氧化保护酶活性随着铅浓度的增加均呈现了先增高后降低的趋势,但均高于对照处理。其中超氧化物歧化酶(SOD)比过氧化物酶(POD)对铅的敏感性更强。小白菜体内丙二醛(MDA)含量与铅浓度呈显著正相关(r=0.978),其中当铅添加浓度≥1200mg/kg时相比对照呈显著性升高。 4.随着土壤中添加铅浓度的升高,小白菜根际土壤中总微生物数量以及各菌类数量、土壤呼吸速率、硝化和反硝化速率均呈现先增高后降低的趋势,但各自对铅的敏感性不同。其中,三大微生物对铅的敏感性表现为好氧细菌>放线菌>真菌;土壤呼吸速率与微生物数量(r=0.846)、硝化细菌与硝化速率(r=0.828)、反硝化细菌与反硝化速率(r=0.923)显著正相关。 5.依据回归方程和国家食品卫生标准确定了小白菜在供试土壤中的铅安全临界值为50.14mg/kg,该临界含量可以作为评估重金属铅对小白菜质量风险的一个依据。