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师东阳,刘国华
（河南机电高等专科学校机电工程系,河南新乡４５３００２）
摘 要：以小麦（TriticumaestivumL.）为试材,采用盆栽试验,研究了外源柠檬酸对不同浓度Ｐｂ胁迫下小麦生长以及Ｐｂ在小麦植株体内积累的影响.结果表明,低浓度（１.0ｇ／ｋｇ）柠檬酸处理对Ｐｂ毒害具有缓解作用,随着柠檬酸处理浓度的增加,Ｐｂ、柠檬酸复合处理对小麦生物量的毒害影响表现出加剧作用.小麦各部分Ｐｂ积累量整体上随着Ｐｂ处理浓度的增加而增加,加入低浓度柠檬酸后小麦各部分Ｐｂ积累量与不加柠檬酸处理相比明显增加,其中根部Ｐｂ积累量最多,表明加入适量的柠檬酸能够促进小麦对Ｐｂ的吸收.
关键词：Ｐｂ毒害；柠檬酸；处理浓度；小麦（TriticumaestivumL.）
中图分类号：Ｘ５３文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０13）15－3501-03
收稿日期：２０１２－０９－１２
基金项目：河南省自然科学基金项目（０８２１０２１７０００２）
作者简介：师东阳（１９７９－）,男,河南许昌人,讲师,硕士,主要从事重金属污染行为和水污染控制研究,（电话）１３６０３９３８５３１（电子信箱）
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重金属污染对生态系统,尤其是对植物－土壤生态系统的影响是近年来人们所关注的一个重要的环境污染问题［１,２］.土壤中的Ｐｂ会导致作物减产和品质下降,并且能够在作物可食部分富集从而进入食物链,进而危害人类健康,因此Ｐｂ是一种亟待治理的环境污染物.
研究发现,有机酸能与金属形成稳定的复合体,将离子态的金属转变成低毒或无毒的螯合态形式［３］,故可通过向培养介质中添加有机酸来调节植物对重金属的耐性以减少重金属对植物的影响和在植物中的残留［４］.选取小麦生产区比较典型的污染物Ｐｂ作为研究对象,分析其在柠檬酸的作用下对土壤－小麦生态系统的胁迫效应,以期为小麦生产区农业环境污染的防治提供依据.
１材料与方法
１．１供试材料
供试作物：供试小麦（TriticumaestivumL.）为郑麦３６６,种子购自河南省新乡市小麦良种繁育基地.
供试药品与仪器：所用仪器有ＢＰ６１Ｓ型电子分析天平（德国赛多利斯公司）、ＪＨ４０４－１型电热板（河北省黄骅市新兴仪器厂）、Ｚ－５０００原子吸收光谱测定仪（日本日立公司）、ＦＲ－Ｉ全聚四氟乙烯密封增压微波消化罐（清华大学科教仪器厂）、ＫＤ２１Ｂ－Ｃ美的微波炉（中国美的公司）.所用化学试剂盐酸、ＨＮＯ３、ＨＣｌＯ４、Ｐｂ（ＮＯ３）２、柠檬酸均为分析纯,购自河南洛阳市化学试剂厂.２００目尼龙筛网,５０ｍＬ容量瓶若干.
供试土壤：供试土壤采自河南省新乡市牧业区丰乐里村附近的农田,土壤ｐＨ６．８、有机质含量１％、速效氮含量８６ｍｇ／ｋｇ、速效磷含量１８ｍｇ／ｋｇ、速效钾含量８０ｍｇ／ｋｇ、Ｐｂ含量３８．５ｍｇ／ｋｇ.
１．２试验设计
试验设置５个Ｐｂ浓度,分别为０．５、１．０、１．５、２．０、２．５ｇ／ｋｇ；３个柠檬酸浓度,分别为０．０、１．０、３．０ｇ／ｋｇ,以Ｐｂ浓度和柠檬酸浓度均为０．０ｇ／ｋｇ时作为对照,共１６个处理［５］,３次重复.土壤晾干后,过２ｍｍ筛,装入直径２０ｃｍ、高２０ｃｍ的塑料桶内,每桶装２．５ｋｇ.柠檬酸、Ｐｂ（ＮＯ３）２以固体粉末形式与土壤混合均匀,同时每桶以底肥的形式施５ｇ有机肥,土壤加Ｐｂ后混合均匀,平衡熟化14d.种子经消毒催芽后,每盆播１５粒,出苗后每盆保苗５株.小麦于２０１１年５月２日播种,６月２３日（开花期）收获取样.
１．３测定指标与方法
１．３．１植株处理与测定植株取样后立即用蒸馏水冲洗干净.量取株高后,沿根轴处将根和茎叶剪开,洗净根系,量取根长,量取后在１０５℃烘箱里杀青１０ｍｉｎ,再将温度降为４１℃烘干至恒重,之后称重.
１．３．２植株体内Ｐｂ积累量的测定将根、茎和叶分别粉碎,采用ＨＣｌ＋ＨＣｌＯ４＋ＨＮＯ３法消解,用原子吸收光谱测定仪测定植株体内积累的Ｐｂ量.
１．４数据处理
数据采用Ｅｘｃｅｌ软件计算平均值和标准差,用ＳＰＳＳ软件进行方差分析和显著性检验,显著水平为０．０５.
柠檬酸:小麦进城 01
２结果与分析
２．１不同浓度柠檬酸对Ｐｂ胁迫下小麦生物学性状的影响
小麦的生物量在一定程度上反映了其受胁迫和危害的程度.由图１可见,在不投加柠檬酸的情况下,小麦的株高（图１Ａ）、根长（图１Ｂ）、单株干重（图１Ｃ）随着Ｐｂ处理浓度的升高呈下降趋势,说明随着Ｐｂ浓度的升高,重金属对植物的毒害作用越来越强［６］.当Ｐｂ的浓度为０．５ｇ／ｋｇ时,小麦的平均株高、根长和单株干重比ＣＫ分别增加了１１．５０％、１７．３６％、２２．８１％,说明外源少量Ｐｂ的加入刺激了植物的生长,这可能是因为少量Ｐｂ的加入促使其他必需营养元素能更为有效吸收,这与王学锋等［７］的研究结果相似.当柠檬酸处理浓度为１.0ｇ／ｋｇ时,同一浓度Ｐｂ胁迫下植物的株高、根长和单株干重比不投加柠檬酸时均有显著（Ｐ＜０．０５）增加,最大增幅分别为４２．１３％、８６．７３％、３４．５７％；当柠檬酸处理浓度为３.0ｇ／ｋｇ时,小麦的根长和单株干重较不投加柠檬酸时有所下降,一定程度上反映出１.0ｇ／ｋｇ柠檬酸更能有效缓解Ｐｂ的毒害作用,这与王鸿燕等［８］的研究相似.当柠檬酸处理浓度为３.0ｇ／ｋｇ时,植株从６月３日开始出现黄化现象,直至试验结束黄化现象仍没有消失,而且随着Ｐｂ浓度的增加,黄化、矮化现象加重,说明Ｐｂ和高浓度的柠檬酸复合加剧了对小麦的毒害作用.高浓度（３.0ｇ／ｋｇ）柠檬酸胁迫下小麦的３项生物学指标较低浓度（１.0ｇ／ｋｇ）处理时均有所下降,这可能是因为柠檬酸是一种弱酸性化合物,高浓度的柠檬酸会降低土壤溶液的ｐＨ,在较低ｐＨ条件下Ｐｂ解吸量较大［８］,这就加重了重金属的毒害程度.研究结果表明,柠檬酸的加入对Ｐｂ胁迫下小麦生长的影响既表现有缓解的效应也表现有加剧毒害的作用,这种影响作用与有机酸的浓度以及Ｐｂ浓度有关,这与夏小燕等［4］研究柠檬酸、草酸对Ｃｄ胁迫下小麦生长发育的影响结果类似.
２．２不同浓度柠檬酸对Ｐｂ胁迫下小麦植株体内Ｐｂ积累量的影响
Ｐｂ在小麦植株体内的积累是Ｐｂ通过食物链进入人体的一个重要渠道.不同浓度柠檬酸作用下,小麦根部、茎部和叶部Ｐｂ含量的积累情况见表1.由表1可以看出,各处理下小麦各个部位对Ｐｂ的富集量要远远高于对照,且各处理根部和茎部与对照相比差异均达显著水平（Ｐ＜０．０５）,同时地下部分的富集量要明显高于地上部分,表明根系是小麦富集Ｐｂ的主要器官,这与王中强等［9］的研究结果相同.值得注意的是,柠檬酸的适量加入能够增强小麦各部分对Ｐｂ的吸收,低浓度柠檬酸处理较高浓度处理小麦对Ｐｂ的吸收能力更强,说明柠檬酸对土壤中的Ｐｂ具有一定的活化能力,促进小麦对Ｐｂ的吸收.尤其当柠檬酸处理浓度为１.0ｇ／ｋｇ、Ｐｂ处理浓度为２．０ｇ／ｋｇ时,小麦根、茎和叶的Ｐｂ积累量均达到最大值,这似乎是小麦吸收Ｐｂ的一个饱和浓度点.另外,当柠檬酸处理浓度为３.0ｇ／ｋｇ、Ｐｂ处理浓度≥２．０ｇ／ｋｇ时,小麦各部分Ｐｂ含量开始下降,这是因为柠檬酸和Ｐｂ共同作用加剧了对小麦的毒害作用,使小麦出现黄化、矮化等现象,严重影响了小麦的生长,导致根系吸收重金属Ｐｂ的能力较差,这与在此浓度处理下小麦的生物学性状表现特征相一致.
３结论
１）随着Ｐｂ浓度的增加,小麦生物量整体呈下降的趋势；少量的Ｐｂ处理能促进小麦的生长.
２）柠檬酸的加入对Ｐｂ胁迫下小麦生长的影响既表现有缓解的效应也表现有加剧毒害的作用,这与有机酸的浓度以及Ｐｂ浓度有关.
３）小麦根部Ｐｂ积累量远远大于地上部,柠檬酸的适量加入能够增强小麦各部位对Ｐｂ的吸收,低浓度柠檬酸处理比高浓度处理小麦对Ｐｂ的吸收能力更强.各处理中,以柠檬酸浓度为１.0ｇ／ｋｇ、Ｐｂ浓度为２．０ｇ／ｋｇ处理的小麦植株Ｐｂ积累量最高,此时Ｐｂ的吸收可能达到饱和.
参考文献：
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［８］王鸿燕,佟海英,黄苏珍,等．柠檬酸和草酸对Ｐｂ胁迫下马蔺生长和生理的影响［Ｊ］．生态学杂志,２０１０,２９（７）：１３４０－１３４６．
［9］王中强,龙翠玲,付宝龙,等．几种螯合剂对玉米吸收重金属的影响［Ｊ］．贵州师范大学学报（自然科学版）,２００９,２７（３）：４０－４３．
（责任编辑 吕海霞）
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柠檬酸引用文献:
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[2] 农业和柠檬酸论文范文文献 关于农业和柠檬酸类论文写作技巧范文2000字
[3] 小麦论文范文 小麦学士学位论文范文3000字
