土壤中低浓度碘可促进蔬菜生长
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土壤中低浓度碘可促进蔬菜生长,高碘则抑制蔬菜
生长;蔬菜可从土壤中富集碘,说明通过蔬菜提高食物链中碘含量的措施是可行的
碘是继铁之后人类发现的第二个人体必需的微量元素,在甲状腺素的合成中起着重
要的作用,具有重要的生理功能(Bowen, 1966; Underwood, 1977; Hetzel, 1986)。
如果人
和动物摄入的碘量不足,则会带来一系列的疾病,轻度缺乏时可导致甲状腺肿大,严重
时可导致免疫力下降, 智力障碍(Delange, 2001),进一步形成呆小症,甚至可导致孕妇
流产、胎儿死亡或不孕不育等症状(Ahuka, 1997)。
据统计,碘缺乏一般可使人的智商降
低10 个百分点(Stewart et al., 2003),严重影响了人和动物的健康。
早在1983 年,澳大
利亚的Hetzel 教授就把这些由于碘缺乏引起的疾病统称为碘缺乏病(Iodine Deficiency Disorders, IDD)。
1.2 碘缺乏的严重性
碘缺乏病是世界上分布最广、患者最多的一种地方病。
根据世界卫生组织的统计
(Tyler,1996),全球有16 亿人受到缺碘的威胁,约占世界总人口的30%,其中有65500 万人患有甲状腺肿大症状(约占世界总人口14%,Delange, 1998),在这些人当中若缺
碘进一步严重则会导致脑部受损,智力降低,目前脑部受损的人约有2600 万,其中有570 万人患有严重的缺碘症状-呆小症。
我国的碘缺乏病比较严重,除北京、上海和一
些高碘地区外,我国其他省、市、自治区都有不同程度的碘缺乏病发生,约有 4 亿人生
活在碘缺乏病区,因碘缺乏所导致的智残者达1000 万人,而智商偏低者则难以估计(吴泰相等,1999),因而由碘缺乏症对社会和经济发展带来的负面影响是难以估计的。
最
新的一项调查表明,在新疆约有23%的8-10 岁儿童患有甲状腺肿大症状(Xinjiang Disease Control Centre, 2000)。
1.3 碘缺乏病的成因及缺碘区域的形成
严重危害人类健康的碘缺乏病主要是由于缺碘环境造成的,所谓缺碘环境就是指一般来说,土壤中
碘的含量约为0. 7-25mg kg-1,平均1-5mg kg-1,其中水溶性碘占5-8 %(Aubert,1977),Johnson (2003b) 在总结了2151个土壤数据的基础上,统计出土壤中碘的平均含量为5.1 μg g-1
植物对不同的碘形态反应不一样。
据Umaly 和Poel(1971)报道,在水培试验中,施用 1.0 mg kg-1碘浓度时,大麦茎叶和根系的干重均比不施碘的对照增加
碘对植物的毒害作用
碘对植物的毒害程度与环境条件、土壤特性和植物种类有关。
不同的植物对碘的剂
量反应不一样,如西红柿、菠菜、芥菜和亚麻等在KI 的用量范围为0.01-0.1mg kg-1时
生长最好,在0.1-1.0mg kg-1 范围时生长受抑制,而燕麦、芜箐等在KI 的用量范围为
0.01-0.1mg kg-1 时就受到毒害(Borst, 1961)。
碘的毒害首先影响植物的生理生化活性,然后从外观上表现出来,如毒害症状出现、生物量或产量减少等。
据Mynett 和Wain 报道(1971, 1973),豆科植物叶片施I-后由于植
物体内过氧化物酶的氧化作用下,I-容易被氧化并与细胞内的一些组分(包括叶绿素等)结合在一起。
当碘达到毒害水平时,过氧化物酶把I-氧化为碘自由基的过程将加快,从
而影响植物的生长。
碘(I-或IO3-)浓度过高时,不管在阳光充足或者在黑暗的条件下
均能降低豆科植物的光合作用效率,但是在阳光充足的条件下植物叶片的水分含量、叶绿素a 和叶绿素 b 含量比在黑暗的条件下减少。
菠菜水培试验中,当KI 的浓度达到10-100μM 时,菠菜的生长就受到毒害,表现为生长矮小、老叶叶尖枯死、产量下降等
(Zhu et al., 2003),而西红柿中毒后则叶片出现白点,卷曲而枯死(Megal,1991),另外碘的毒害还可以诱使植物病害的发生,在日本发生的一种水稻赤枯病
(Reclamation-Akagare)就是由于土壤中碘的毒害引起的(Watanabe, 1970)
在我国膳食碘的主要来源
为谷类和蔬菜,占总碘摄入量的52-70%(侯小琳,1997)。
因此在此基础上,最近提出了
通过施肥的方式提高食物链中碘的水平来进行补碘的措施
前世界范围内流行最广的地方病-碘缺乏症主要是由于生境和食物链中碘的缺
乏引起的。
调查结果表明,在我国膳食碘的主要来源为谷类和蔬菜,占总碘摄入量的52-70%(侯小琳,1997),在发达国家占92.4%(UK 国家饮食与营养调查,1997-1998)。
因此食物是人体摄入碘的主要来源,通过植物经食物链补充人体微量元素的措施是一种经济有效的方法(Jopke et al., 1996)
土壤中不同碘浓度处理对小油菜和菠菜可食部分生物量的影响达
差异极显著水平(P<0.01),外施碘5mg I kg-1 的处理就可显著降低小油菜和菠菜可食部
分的生物量;但土壤中不同碘处理对胡萝卜、空心菜、芹菜和洋葱可食部分生物量没有
影响。
碘可促进植物生长,高碘则抑制植物生长(Dai et al., 2004; 刘
志敏,2001;Zhu et al., 2003; Xia et al., 2002;章衡等,1997),然而碘对植物品质的影响,目前还未有报道。
维生素C 含量和硝酸盐
尽管碘对植物的必需性还未得到证实,但低浓度的碘可促进一些植物的生长(Borst
Pauwels, 1961),高浓度碘抑制植物的生长已被证实(Zhu et al., 2003; Mackowiak et al., 1999)。
最近研究表明,土壤中碘浓度的增加对不同植物影响不同,碘的增加对一些植物的生长没有影响,而对于一些蔬菜外源碘的浓度增加到5 mg I kg-1 时就抑制蔬菜的生长。
若考虑到土壤施碘对蔬菜的生物效应,为了既可得到较高的产量又可获得足够的碘,应避免过量施用碘肥
研究证明(Xia et al., 2002; 夏石头,2001,2003),碘对芽苗菜的品质有显著影响,低浓度(0.5-1.0 mg·L-1) 碘营养液培养可增加芽苗菜(黄豆芽、萝卜芽、豌豆苗)可食
部分维生素C (Vc)含量(均为碘离子处理),并且碘对不同种类和品种芽苗菜的影响存
在较大差异,这与前人的结果一致(Shkolnik, 1984; Bollard, 1966; Iwao, 1970; Sheppard,
1997) 土壤中不同浓度的碘对菠菜叶中Vc 含量和硝酸盐含量的无明显影响,碘酸根离子处理条件下菠菜叶中Vc和硝酸盐含量高于碘离子处理条件下菠菜叶中Vc和硝酸盐。