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1、地 生 学 院 学 生 自 主 设 计 实 验 报 告不同浓度的铅溶液对玉米幼苗的影响不同浓度的铅溶液对玉米幼苗的影响(1.毕节学院地理与生命科学学院 2009 级 贵州 毕节 551700)摘要：摘要：采用不同浓度（0、5、10、30mg/100mL）的铅溶液，用消过毒的土壤培养玉米种子 以探讨其对玉米幼苗生长的影响。结果表明：铅对玉米幼苗的生长有较明显的抑制作用； 同时，随着铅浓度的增加，玉米幼苗内叶绿素、根系活力渐降低。关键词：关键词：铅；玉米；种子萌发；幼苗由于采矿、冶炼过程对环境的污染和多年来含铅油漆、陶瓷、铅酸蓄电池 及含铅汽油的广泛使用,使得铅作为最常见的毒害性重金属元素进入大气
2、、水体、 土壤中。铅在土壤中的溶解度小,滞留时间长,是一种不可降解的环境污染物,在 表土积累后,不仅影响农作物的产量和质量,并且通过食物链影响人类健康1。 铅对机体的损伤呈多系统性、多器官性,铅作为中枢神经系统毒物,对儿童的身 体和智能的危害更为严重。我国土壤铅污染量大面广,是污染土壤治理不可忽视 的问题。 随着我国工业尤其是采矿业、冶炼业、电镀业等的迅速展铅对土壤的 污染越来越严重2-3。铅不是营养元素，对植物具有明显的毒害，它可通过食 物链危及人体健康，因此，如何缓解或抑制植物铅毒害，已经引起人们的广泛 关注4。采用在玉米幼苗胁迫的方法，研究重金属铅对玉米种子萌发及幼苗生 长的影响，以期为
3、研究农作物的抗性机理提供理论依据。1 材料与方法1.1 试验材料 供试玉米由实验室提供，供试铅制剂为分析纯 Pb(NO3)2，用哇哈哈纯净水 水配制成浓度分别为 0、5、10、30mg/100mL 的 4 种处理液。1.2 试验方法 选择均一、饱满的玉米种子，用 75%乙醇消毒 10 min 后再用哇哈哈纯净水 冲洗干净。将种子平均分成 4 份，每份 15 粒，将种子按编号种在无菌土壤中， 于光照培养箱中进行培养。光照培养温度为 25，每天 12 h；夜晚培养温度为 14.5，每个浓度重复 3 次，进行种子萌发，长成幼苗后选择长势一致的幼苗 进行生长试验，然后依次用 0、5、10、30 mg/
4、100mL 的硝酸铅溶液，并且每隔 12 h 浇灌 1 次等量相应浓度的硝酸铅溶液。以哇哈哈纯净水培养作为对照。1.3 测定方法 形态指标测定：幼苗进行试验后第 5d 分别取各处理 3 株测定苗高。生理指 标测定：采用叶绿素测定仪测定叶绿素含量，用烘箱将水分烘干测定其有机物 的积累量。以上数据均采用 3 次重复的平均值.2.结果与分析地 生 学 院 学 生 自 主 设 计 实 验 报 告2.1 铅胁迫对玉米株高的影响植物植株的高矮胖瘦直接影响着植物的长势5。从表 1 来看，似乎这个 浓度范围内，随着铅离子浓度的增加，株高反而越高，其实不然，因为在进行 试验处理的时候，几个处理的株高并不是很严格
5、的保持一致，对照稍微矮了一 些，所以单凭株高不足以表征铅离子对此玉米幼苗的影响。但有关研究也表明 随着铅浓度的提高，玉米幼苗高度受到抑制。表 1 铅胁迫对玉米幼苗生长的影响 铅浓度 (mg/100mL)株高 (cm)叶绿素含量 (mg/g) 07.039.2 58.734.5 108.539.8 309.740.22.2 铅胁迫对叶绿素含量的影响 叶绿素是植物进行光合作用的主要色素。在进行试验处理时，玉米真叶还 没长出，处理完毕后长为三叶一芯，所以叶绿素含量应该会受到很大的影响， 从图 1 来看，实验得到的结果并非如此，叶绿素含量不但没随铅离子浓度的增 加而降低，反而升高了，而这个铅离子的浓度
6、早已不在促进其生长的范围之内 了。有关研究也表明叶片中叶绿素含量随着铅浓度的增加而逐渐降低。叶绿素 是植物进行光合作用的主要色素，其含量的高低在一定程度上反映了植物光合 作用的水平。因此，叶绿素含量的降低会导致光合产物积累的下降，使玉米缺 乏生长所需的部分营养物质，从而影响了玉米的生长。另外，铅离子还可能置 换镁离子，使叶绿素合成受到抑制，或者使叶绿素分解加快，因此高浓度铅溶 液还可导致叶片出现黄化现象。影响实验结果的原因可能是实验培养时间太短， 铅离子对玉米幼苗的影响还不够明显。图1 铅浓度对叶绿素含量的影响30323436384042051030 铅离子浓度（mg/100mL）叶绿素含量（
7、mg/g）2.3 铅对玉米幼苗有机物合成的影响地 生 学 院 学 生 自 主 设 计 实 验 报 告从实验观察结果来看，玉米幼苗的根系的发达程度是随铅离子浓度增大而 降低的，且须根也明显随铅离子浓度的增大而明显减少。说明随铅离子浓度的 增大，玉米幼苗的根系受到不同程度的毒害。从图 2 来看，玉米幼苗有机物的 合成量是随着铅离子浓度的增大而逐渐减少的，说明有机物合成受到铅的毒害。图2 铅对玉米幼苗根、冠的影响0246051030铅浓度（mg/100mL）有机物含量（g）根重 冠重 根冠比3.讨论 自然界中植物在种子萌发期就已受到污染胁迫，后期再进行胁迫处理会对 分析结果产生影响。资料表明，在重金
8、属铅、镉、汞等胁迫下，多种作物幼苗 生长受到抑制，同时许多生理生化指标发生变化。有关试验结果表明，随着铅 浓度的提高，玉米的发芽率、幼苗高度、根长均受抑制，并且具有浓度效应。 根与茎叶相比，由于根直接接触铅溶液，铅毒害先作用于根部细胞，特别是生 长部位的膜结构可能受到破坏，影响物质吸收，进而抑制地上部的生长。铅胁 迫使玉米幼苗内可溶性糖的含量减少，这也是抑制玉米幼苗生长的一个原因。 铅离子还可能置换镁离子，使叶绿素合成受到抑制，或者使叶绿素分解加快， 导致叶绿素降解，因而同化 CO2 的能力降低，作为光合产物的糖类（尤其可溶 性糖）减少。铅毒害造成玉米生长受到抑制，与铅处理后幼苗细胞膜透性加大
9、， 过氧化产物增多紧密相关。铅处理后幼苗叶片相对透性增大，电解质外渗增加， 质膜系统遭到破坏。本试验中，丙二醛的增加表明膜脂受到了伤害，过氧化加 剧，造成代谢受抑，从而抑制了玉米生长。铅处理使玉米幼苗内游离脯氨酸的 含量升高、可溶性蛋白含量升高，这是农作物对逆境条件的适应和抵抗机制。 在逆境条件下，脯氨酸和可溶性蛋白含量的增加，可以提高农作物的抗性6。 本实验表明随着铅离子浓度的增大有机物的合成逐渐减少，而叶绿素含量无显 著的变化，根系却受到不同程度的毒害。叶绿素是光合作用的最主要的色素， 光合作用受阻，可叶绿素含量却未与预料中的“随铅离子浓度增大而降低”一 致，可能铅离子并不是先毒害叶绿素的
10、形成，当然，一定时间后，叶绿素可能 还是会受影响的。只是本次实验处理时间不够，设置浓度梯度太小。地 生 学 院 学 生 自 主 设 计 实 验 报 告参考文献参考文献 1 王英辉,伍乃东. 铅污染土壤的植物修复技术研究J. 中国土壤与肥料,2007(5).2 马永刚.铅污染现状、原因及对策J.中国资源综合利用, 2001(2):20-22. 3 温志良,莫大伦.土壤污染研究现状与趋势J.中国生态农业学报,2000(3):36-38. 4 陈怀满.土壤-植物系统中的重金属污染M.北京:科学出版社,1996.北京: 5 潘瑞炽.植物生理学M.人民教育出版社.2008. 6 古红梅,胡述龙,王红星. 重金属铅对玉米种子萌发及幼苗生长的影响J. 玉 米科学,2005,13(4):61,69.
