土壤重金属污染对植物生长的影响

土壤重金属污染对植物生长的 影响
重金属指密度在4.0以上的60种元素或 密度在5.0以上的45种元素。随着矿产资源 的大量开发,农药、化肥的广泛使用以及城 市污泥、污水的农用,重金属对土壤、水体 的污染越来越严重。环境污染将引起土壤中 某些重金属离子增加,当土壤中重金属离子 含量超过其对重金属离子的自净作用时,将 对植物代谢和生长发育产生影响。环境污染 方面的重金属实际上是指汞(Hg)、镉(Cd)、 铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性 明显的重金属,也指锌(Zn)、铜(Cu)、钴 (Co)、镍(Ni)等有一定毒性的一般重金属。
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重金属对植物影响的研究包含以下几 方面: (1)重金属对植物的生长发育存在浓度和时 间效应的影响; (2)植物对重金属的吸收和重金属在植物体 内的分布以及植物农产品质量; (3)重金属对植物各种生理生化指标的影响; (4)重金属对植物超微结构的毒害; (5)重金属对植物形态、生殖、繁衍的影响。
1.镉(Cd)
Cd是危害植物生长发育的有害元素,土 壤中过量Cd会对植物生长发育产生明显的 危害。有研究表明,Cd 胁迫时会破坏叶片 的叶绿素结构,降低叶绿素含量,使叶片发 黄,严重时几乎所有叶片都出现褪绿现象, 叶脉组织成酱紫色、变脆、萎缩、叶绿素 严重缺乏,表现为缺铁症状。
2、铅( Pb)
• Pb并不是植物生长发育的必需元素,当Pb被动 进入植物根、皮或叶片后,积累在根、茎和叶片,影 响植物的生长发育,使植物受害。Pb对植物根系生 长的影响是显著的,Pb能减少根细胞的有丝分裂速 度,这也是造成植物生长缓慢的原因。Pb毒害草坪 植物主要的中毒症状为根量减少,根冠膨大变黑、 腐烂,植物地上部分生物量随后下降,叶片失绿明显 ,严重时逐渐枯萎,植株死亡。Pb的积累也直接影 响细胞的代谢作用,其效应也是引起活性氧代谢酶 系统的破坏作用。高浓度Pb还使种子萌发率和胚 根长度、上胚轴长度降低, 甚至出现胚根组织坏死 。
3、铜(Cu)
• Cu是植物必需的一种营养元素,它是几种涉及 电子传递和氧化反应的酶的结构成分和催化活性 成分,如多酚氧化酶、Zn/Cu超氧化物歧化酶、抗 坏血酸氧化酶、Cu胺氧化酶、半乳糖氧化酶和质 体蓝素等。Cu的缺乏会减少质体蓝素和细胞色素 氧化酶的合成,导致生长的抑制和光合作用、呼吸 作用的降低。然而过量的Cu对植物有明显的毒害 作用,主要是妨碍植物对二价铁的吸收和在体内的 运转,造成缺铁病。在生理代谢方面,过量的Cu抑 制脱羧酶的活性,间接阻碍NH4+向谷氨酸转化,造 成NH4+的积累,使根部受到严重损伤,主根不能伸 长,常在2～4cm就停止,根尖硬化,生长点细胞分裂 受到抑制,根毛少甚至枯死。