重金属镉对小麦的影响
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平 均 值 （０ ． ０ ６ ｍｇ ／ ｋ ｇ ） 和 最大 值 （０ ． ７
水平较低 ，在籽粒 中，ｃ ｄ ２ ＋ 的浓度 主要取决于 ｃ ｄ ２ ＋ 从木质部液中再运 输到穗部韧皮部的能力。Ｃ ｄ ２ 在小
ｍ ｇ ／ ｋ ｇ ） 。镉污染范围广、难迁移 、 难降解、易积累、 不可逆、 毒｝ 生 大、 易侵 入 ，被认为是最具危害性的重 金属之一。镉对植物具 有明显的毒 害作用 ，使得植物 正常 生长发育受 阻 ；在形态 上表现出生长迟缓、植 株矮小 、叶 片泛黄等症状 ，从而严 重影响作物产量 。
ｃ ｄ ２ ＋ 浓度最 高，而大 田试验亦表明 小麦植株中较易富集 Ｃ ｄ ２ 的部位是 叶、根及废弃物 ，而籽粒 中的 Ｃ ｄ ２
河南农业 ２ ０ １ ７ 年第 ２ 期（ 上）
过氧化物酶 （ Ｐ Ｏ Ｄ） 和过氧化氢酶 （ Ｃ Ａ Ｔ） 是植物适应多种逆境胁迫 的重要酶 类，被统称为植物保护酶 麦籽粒 中主要与球蛋 白和谷蛋 白结 系统。植物体 内的超 氧化物歧化酶 Ｓ Ｏ Ｄ）、过氧化物酶 （ Ｐ ＯＤ） 是 合但 当提 高培养液介质中的磷浓度 （ 时 ，蛋白质结合态 ｃ ｄ ２ ＋ 的含量 即降 活性氧 自由基清除 系统中的重要保 低 。在叶片中 ｃ 大部分与高分子 护 酶 之 一。 有研 究表 明 ，Ｓ Ｏ Ｄ和 化合物配合 ，而根细胞中 ，ｃ ｄ ２ ＋ 大 Ｐ Ｏ Ｄ活性的提高是一种急性解毒措 部分与重金属螯合肽 （ Ｐ Ｃ ｓ ） 配合 ， 施， 是使细胞免受毒害的调节反应 ， 从而降低了根系 ｃ ｄ ２ ＋ 的移动及其由 但其调节能力是临时和 有限 的，当 木质部 向地上部转运的可能性。小 细胞长时 间受到胁迫 ，细胞内的活 麦品种特性决定其根部吸收 Ｃ ｄ 的 性物质包括酶亦会受到损伤而使活 能力 ，而根部吸 收特性是决定植株 性下降。但酶活性与镉浓度有关 ， 吸收 ｃ 的最关键 因素，这亦可能 张利红等 采用镉在小麦种子萌发期 是ｃ 在小麦各器官中的分配机理 直接胁迫 的方法 ，研究认 为超氧化 所在 。 物歧化 酶 （ Ｓ Ｏ Ｄ）、过 氧 化 物 酶 二 、镉对 小 麦 种子 发 芽及 幼 （ Ｐ Ｏ Ｄ）活性随镉浓度 的增加而增 加 ，丙二醛 （ ＭＤ Ａ） 含量和细胞膜 苗生理 生化 的影 响 镉 不 是植 物 所非 必 须 营养 元 透性 同样呈上升趋势。过氧化物酶 素，当进入植物体的镉积累到一定 （ Ｐ Ｏ Ｄ）和过氧化氢酶 （ Ｃ Ａ Ｔ）活 程度时 ，植物就会受到毒害 ，出现 性随着胁迫强度 的增加而增强 ，这 矮小黄植株 ，生长迟缓 ，致使产量 说明小麦体内保护酶系统发生 了变 下降 。有关研究表明，镉对 小麦发 化 ，也是植物对外界不 良环境 的保 芽率的影响与镉离子浓度有关 ，随 护 反应。 镉浓度 升 高小 麦 种 子发 芽率 逐渐 三 、镉对 小 麦根 系 分泌 物 的 降低 。无镉 处理 的小 麦发 芽 率 为 影 响 ９ １ ． ５ ％，而 ０ ． ５ ｍ ｍｏ ｌ ／ Ｌ镉 浓度 的发 根 系分泌物是根 系对土壤环境 芽 率仅 为 ５ ５ ． ５ ％。０ ． ０ ５ ＂ ４ ） ． ２ ５ ｍ ｍｏ ｌ ／ Ｌ 生化适应的产物， 它在生物与生物、 镉浓度对小麦种子萌发产 生影响 ， 生物 与环境 的相互作用 中充 当重要 大于 ０ ． ５ ｍｍ ｏ ｌ ／ Ｌ 镉浓度严重抑制小 的角色，是植物产生化感作用的重 麦的萌发；在镉胁迫条件下 ，小麦 要途径。植物在生长过程 中，根系 的生长受到一定程度的抑 制，并随 从环境 中摄取养分的同时也向环境 溶液中镉浓度 的增加 ，抑 制程度逐 中分泌质子和离子 ，并释放大量有 渐加重 ；镉对小麦种子萌发 、芽和 机物 ，任何影响植物生长和生理的 根的伸长产 生抑制作用 ，生物量显 因素均会影响根系分泌物 的数量和 ｄ ２ 十 胁迫时 ，小麦根 系分泌 著降低 ，株高分蘖减少 ，幼苗生长 种类。ｃ 受到抑制。 物会发生相 应变化 ，但变化方式比 镉对生物 的毒害是通过损害生 较复杂。另外 ，根分泌物 的释放与 物体内的酶及其化学性质表现 出来 细胞膜的选择透性有关 ，当膜完整 的。镉离子对植物毒害是由于镉离 性和选择性受损时 ，膜 的透性即增 子诱发高活性 自由基 ，而 自由基是 加 ，有机物就会从活体大量释放 ， 导致过氧化的主要原因。由于镉对 引起不正常的泄露。 在ｃ ｄ ２ 胁迫下 ， 细胞膜 的伤害 ，破坏了细胞内酶及 小麦根 系分泌物如 电解质 、糖类、 代谢作 用的原有区域性 ，还可能 直 氨基酸 以及其他一 些次生代谢物 无 接取代某些酶中活性 的微量元素或 论在量上还是质上都有变化 ，但变 与酶 中半胱氨酸残基键结合 ，而使 化情况存在差异 ，电解质外渗率、 其受到破坏 ，有关的酶活性也必然 糖类 分泌 量均 随 Ｃ ｄ ｚ 浓 度 的升高 受到影响。 超氧化物歧化酶（ Ｓ ＯＤ） 、 【 下转第 ２ ５页 ）
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重 金 属 镉 对 小 麦 的影 响
河南省 农 业广播 电视学 校 王公 卿
自工业革命 以来 ，镉对生物 圈 的污染急剧增加 ，由于不合理 的污 水灌溉 、工业粉尘的扩散沉降 、固 体废弃物 的快速增多以及含镉磷矿 粉的施用等原 因，进入农 田的镉越 来越多 ；其 中工业 “ 三废 ”的大量 排放和磷肥 的大量施用是导致 土壤 镉污染的主要原因。我国已有 １ １ 个 省、２ ５ 个地 区的农 田遭受镉污染， 据不完全统计 ，我 国受镉污染 的农 田面积达到 ２ ８ 万ｈ ｍ ２ ；中国土壤镉 背景平均值 （ Ｏ ． ０ ９ ７ ｍｇ ／ ｋ ｇ ） 和最大 值 （ １ ３ ． ４ ｍｇ ／ ｋ ｇ ）都 远远 高于 世 界
一
、
镉在小麦体 内的累积规律
李平远等研究了 ６ 个小麦 品种 对ｃ ｄ ２ ＋ 的吸收积累差异后发现 ，叶 根 比最大的宁麦 ８ 号地 上部分 Ｃ ｄ ２ 浓度大于根部，但随着 ｃ 处理浓 度 的升高 ，小麦幼苗地上部分和地 下部 分 的 ｃ ｄ ２ ＋ 含量 和积 累量 均增 高，但地上部分和地下部分 的 ｃ ｄ Ｐ ＋ 含量 之 比 却下 降 ，表 明根 部 积 累 ｃ ｄ ２ ＋ 的能力较 强。就整个小麦植株 来说 ，其体内 Ｃ ｄ 积累高峰期出现
在灌浆中期。
ｃ ｄ ｚ 十 在小麦植株的不同部位和 器官的积累情况不 同，小麦茎秆 中 ｃ ｄ ２ ＋ 的重新分配对籽粒中 ｃ ｄ ２ 十 的积 累量影响较大 ，不同品种 间这种再 分配存在很大差别。ｃ ｄ ２ ＋ 在小麦植
株中的分布表现为根 ＞茎 ＞叶 ＞废
弃物 ＞籽粒，而小麦对 Ｃ ｄ 的吸收 和分配 由根部特性决定 ，且存在 品 种 间差异 ，不 同品种之间其根部吸 收Ｃ ｄ ２ 的能力差异很大。Ｇ ａ ｊ ｅ ｗ ｓ ｋ ａ 等 的研 究 表明 ，小 麦根 部 积 累 的
水平较低 ，在籽粒 中，ｃ ｄ ２ ＋ 的浓度 主要取决于 ｃ ｄ ２ ＋ 从木质部液中再运 输到穗部韧皮部的能力。Ｃ ｄ ２ 在小
ｍ ｇ ／ ｋ ｇ ） 。镉污染范围广、难迁移 、 难降解、易积累、 不可逆、 毒｝ 生 大、 易侵 入 ，被认为是最具危害性的重 金属之一。镉对植物具 有明显的毒 害作用 ，使得植物 正常 生长发育受 阻 ；在形态 上表现出生长迟缓、植 株矮小 、叶 片泛黄等症状 ，从而严 重影响作物产量 。
ｃ ｄ ２ ＋ 浓度最 高，而大 田试验亦表明 小麦植株中较易富集 Ｃ ｄ ２ 的部位是 叶、根及废弃物 ，而籽粒 中的 Ｃ ｄ ２
河南农业 ２ ０ １ ７ 年第 ２ 期（ 上）
过氧化物酶 （ Ｐ Ｏ Ｄ） 和过氧化氢酶 （ Ｃ Ａ Ｔ） 是植物适应多种逆境胁迫 的重要酶 类，被统称为植物保护酶 麦籽粒 中主要与球蛋 白和谷蛋 白结 系统。植物体 内的超 氧化物歧化酶 Ｓ Ｏ Ｄ）、过氧化物酶 （ Ｐ ＯＤ） 是 合但 当提 高培养液介质中的磷浓度 （ 时 ，蛋白质结合态 ｃ ｄ ２ ＋ 的含量 即降 活性氧 自由基清除 系统中的重要保 低 。在叶片中 ｃ 大部分与高分子 护 酶 之 一。 有研 究表 明 ，Ｓ Ｏ Ｄ和 化合物配合 ，而根细胞中 ，ｃ ｄ ２ ＋ 大 Ｐ Ｏ Ｄ活性的提高是一种急性解毒措 部分与重金属螯合肽 （ Ｐ Ｃ ｓ ） 配合 ， 施， 是使细胞免受毒害的调节反应 ， 从而降低了根系 ｃ ｄ ２ ＋ 的移动及其由 但其调节能力是临时和 有限 的，当 木质部 向地上部转运的可能性。小 细胞长时 间受到胁迫 ，细胞内的活 麦品种特性决定其根部吸收 Ｃ ｄ 的 性物质包括酶亦会受到损伤而使活 能力 ，而根部吸 收特性是决定植株 性下降。但酶活性与镉浓度有关 ， 吸收 ｃ 的最关键 因素，这亦可能 张利红等 采用镉在小麦种子萌发期 是ｃ 在小麦各器官中的分配机理 直接胁迫 的方法 ，研究认 为超氧化 所在 。 物歧化 酶 （ Ｓ Ｏ Ｄ）、过 氧 化 物 酶 二 、镉对 小 麦 种子 发 芽及 幼 （ Ｐ Ｏ Ｄ）活性随镉浓度 的增加而增 加 ，丙二醛 （ ＭＤ Ａ） 含量和细胞膜 苗生理 生化 的影 响 镉 不 是植 物 所非 必 须 营养 元 透性 同样呈上升趋势。过氧化物酶 素，当进入植物体的镉积累到一定 （ Ｐ Ｏ Ｄ）和过氧化氢酶 （ Ｃ Ａ Ｔ）活 程度时 ，植物就会受到毒害 ，出现 性随着胁迫强度 的增加而增强 ，这 矮小黄植株 ，生长迟缓 ，致使产量 说明小麦体内保护酶系统发生 了变 下降 。有关研究表明，镉对 小麦发 化 ，也是植物对外界不 良环境 的保 芽率的影响与镉离子浓度有关 ，随 护 反应。 镉浓度 升 高小 麦 种 子发 芽率 逐渐 三 、镉对 小 麦根 系 分泌 物 的 降低 。无镉 处理 的小 麦发 芽 率 为 影 响 ９ １ ． ５ ％，而 ０ ． ５ ｍ ｍｏ ｌ ／ Ｌ镉 浓度 的发 根 系分泌物是根 系对土壤环境 芽 率仅 为 ５ ５ ． ５ ％。０ ． ０ ５ ＂ ４ ） ． ２ ５ ｍ ｍｏ ｌ ／ Ｌ 生化适应的产物， 它在生物与生物、 镉浓度对小麦种子萌发产 生影响 ， 生物 与环境 的相互作用 中充 当重要 大于 ０ ． ５ ｍｍ ｏ ｌ ／ Ｌ 镉浓度严重抑制小 的角色，是植物产生化感作用的重 麦的萌发；在镉胁迫条件下 ，小麦 要途径。植物在生长过程 中，根系 的生长受到一定程度的抑 制，并随 从环境 中摄取养分的同时也向环境 溶液中镉浓度 的增加 ，抑 制程度逐 中分泌质子和离子 ，并释放大量有 渐加重 ；镉对小麦种子萌发 、芽和 机物 ，任何影响植物生长和生理的 根的伸长产 生抑制作用 ，生物量显 因素均会影响根系分泌物 的数量和 ｄ ２ 十 胁迫时 ，小麦根 系分泌 著降低 ，株高分蘖减少 ，幼苗生长 种类。ｃ 受到抑制。 物会发生相 应变化 ，但变化方式比 镉对生物 的毒害是通过损害生 较复杂。另外 ，根分泌物 的释放与 物体内的酶及其化学性质表现 出来 细胞膜的选择透性有关 ，当膜完整 的。镉离子对植物毒害是由于镉离 性和选择性受损时 ，膜 的透性即增 子诱发高活性 自由基 ，而 自由基是 加 ，有机物就会从活体大量释放 ， 导致过氧化的主要原因。由于镉对 引起不正常的泄露。 在ｃ ｄ ２ 胁迫下 ， 细胞膜 的伤害 ，破坏了细胞内酶及 小麦根 系分泌物如 电解质 、糖类、 代谢作 用的原有区域性 ，还可能 直 氨基酸 以及其他一 些次生代谢物 无 接取代某些酶中活性 的微量元素或 论在量上还是质上都有变化 ，但变 与酶 中半胱氨酸残基键结合 ，而使 化情况存在差异 ，电解质外渗率、 其受到破坏 ，有关的酶活性也必然 糖类 分泌 量均 随 Ｃ ｄ ｚ 浓 度 的升高 受到影响。 超氧化物歧化酶（ Ｓ ＯＤ） 、 【 下转第 ２ ５页 ）
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重 金 属 镉 对 小 麦 的影 响
河南省 农 业广播 电视学 校 王公 卿
自工业革命 以来 ，镉对生物 圈 的污染急剧增加 ，由于不合理 的污 水灌溉 、工业粉尘的扩散沉降 、固 体废弃物 的快速增多以及含镉磷矿 粉的施用等原 因，进入农 田的镉越 来越多 ；其 中工业 “ 三废 ”的大量 排放和磷肥 的大量施用是导致 土壤 镉污染的主要原因。我国已有 １ １ 个 省、２ ５ 个地 区的农 田遭受镉污染， 据不完全统计 ，我 国受镉污染 的农 田面积达到 ２ ８ 万ｈ ｍ ２ ；中国土壤镉 背景平均值 （ Ｏ ． ０ ９ ７ ｍｇ ／ ｋ ｇ ） 和最大 值 （ １ ３ ． ４ ｍｇ ／ ｋ ｇ ）都 远远 高于 世 界
一
、
镉在小麦体 内的累积规律
李平远等研究了 ６ 个小麦 品种 对ｃ ｄ ２ ＋ 的吸收积累差异后发现 ，叶 根 比最大的宁麦 ８ 号地 上部分 Ｃ ｄ ２ 浓度大于根部，但随着 ｃ 处理浓 度 的升高 ，小麦幼苗地上部分和地 下部 分 的 ｃ ｄ ２ ＋ 含量 和积 累量 均增 高，但地上部分和地下部分 的 ｃ ｄ Ｐ ＋ 含量 之 比 却下 降 ，表 明根 部 积 累 ｃ ｄ ２ ＋ 的能力较 强。就整个小麦植株 来说 ，其体内 Ｃ ｄ 积累高峰期出现
在灌浆中期。
ｃ ｄ ｚ 十 在小麦植株的不同部位和 器官的积累情况不 同，小麦茎秆 中 ｃ ｄ ２ ＋ 的重新分配对籽粒中 ｃ ｄ ２ 十 的积 累量影响较大 ，不同品种 间这种再 分配存在很大差别。ｃ ｄ ２ ＋ 在小麦植
株中的分布表现为根 ＞茎 ＞叶 ＞废
弃物 ＞籽粒，而小麦对 Ｃ ｄ 的吸收 和分配 由根部特性决定 ，且存在 品 种 间差异 ，不 同品种之间其根部吸 收Ｃ ｄ ２ 的能力差异很大。Ｇ ａ ｊ ｅ ｗ ｓ ｋ ａ 等 的研 究 表明 ，小 麦根 部 积 累 的