植物生理学自主设计实验.docVIP

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：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：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、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/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 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) 0 7.0 39.2 5 8.7 34.5 10 8.5 39.8 30 9.7 40.2 2.2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。 2.3铅对玉米幼苗有机物合成的影响 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。 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