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土壤重金属污染危害大、造成的后果严重,不仅会造成环境污染问题,还会进一步造成粮食安全问题,从而危害人类身体健康。本试验采用田间小区的方式,利用光谱、叶绿素荧光、光合技术与透射电镜等化学实验方法,根据国家土壤质量标准(GB15618-1995)分别设立5个不同梯度处理(CK、L1、L2、L3、L4):铜水平分别为0、100、300、600、900mg/kg;锌水平分别为0、250、500、750、1000mg/kg;镉水平分别为0、1、3、5、8mg/kg。设置对照试验CK,镉—铜复合污染浓度组合:Cdl1+Cul2、Cdl4+Cul1、Cdl3+Cul4、Cdl2+Cul3,镉—锌复合污染浓度组合:Cdl2+Znl3、Cdl4+Znl1、Cdl1+Znl2、Cdl3+Znl4,锌—铜复合污染浓度组合:Znl4+Cul1、Znl1+Cul2、Znl3+Cul4、Znl2+Cul3。通过试验研究在重金属复合污染下小麦的生理生化的变化、细胞超微结构的变化以及产量等一系列的胁迫响应,为小麦在重金属镉—锌、镉—铜、铜—锌复合污染下的胁迫响应机理提供一定的理论支撑。 主要结论: 1.在镉—锌复合污染下,分蘖期,各试验处理有利促进小麦生长发育、叶绿素含量的提高;CdL4+ZnL1处理有利于提高小麦的净光合速率,其他试验处理表现为抑制小麦的净光合速率;CdL3+ZnL4处理下小麦的红边归一化植被指有所降低。拔节期,各试验处理有利促进小麦生长发育、叶绿素含量的提高;CdL2+ZnL3处理有利于提高小麦的净光合速率,其他试验处理表现为抑制小麦的净光合速率。抽穗期,CdL2+ZnL3和CdL4+ZnL1处理表现为促进小麦生长发育,CdL1+ZnL2和CdL4+ZnL1处理表现为有利于提高小麦叶片叶绿素含量,CdL3+ZnL4和CdL2+ZnL3处理使小麦的PIabs指标降低。各试验处理对小麦净光合速率表现为抑制作用,对红边归一化植被指数总体表现为促进作用。成熟期, CdL2+ZnL3、CdL1+ZnL2和CdL3+ZnL4处理的麦产量有所增长,分别增长了6.9%、18.7%和11.2%,而CdL4+ZnL1处理下小麦产量下降了0.99%。细胞超微结构不完整,叶绿体体积膨大,呈球型,数量增多,基粒间隙变大,叶绿体与线粒体膜解体,导致基粒散乱分布在细胞质中。 2.在镉—铜复合污染下,分蘖期,各试验处理有利促进小麦生长发育、SPAD含量的提高;CdL3+CuL4处理有利于提高小麦净光合速率,其他处理抑制小麦净光合速率;CdL4+CuL1处理下小麦红边归一化植被指数有所提高。拔节期,各试验处理表现促进小麦生长发育,抑制小麦的净光合速率,CdL2+CuL3处理的SPAD含量降低了0.39%。抽穗期,CdL4+CuL1和CdL2+CuL3处理抑制了小麦生长发育,CdL2+CuL3和CdL3+CuL4处理小麦的SPAD含量分别降低了8.53%和14.89%,CdL4+CuL1处理抑制小麦净光合速率, CdL2+CuL3和CdL3+CuL4处理使小麦的PIabs指标降低。CdL3+CuL4处理降低了小麦的红边归一化植被指数。成熟期,CdL1+CuL2处理的小麦产量提高了2.77%,CdL4+CuL1、CdL3+CuL4和CdL2+CuL3处理分别降低了6.66%、59.62%和2.46%。细胞超微结构不完整,液泡体积变小,叶绿体体积膨大、数量增多,基粒空隙增大出现空洞,叶绿体膜和线粒体膜出现解析,其次发现有畸形细胞核,细胞壁出现褶皱和断裂现象。 3.在锌—铜复合污染下,分蘖期,各试验处理有利于促进小麦生长发育、SPAD含量的提高;ZnL1+CuL2处理提高了小麦净光合速率,其他处理抑制小麦净光合速率;ZnL4+CuL1处理下小麦红边归一化植被指数提高了23.3%。拔节期,各试验处理表现有利于提高小麦的SPAD含量,抑制小麦的净光合速率,ZnL3+CuL4和ZnL2+CuL3处理抑制小麦生长发育。抽穗期,各处理抑制小麦生长发育和SPAD含量,ZnL2+CuL3处理可提高小麦净光合速率,ZnL3+CuL4处理使小麦的PIabs、Fv和Fv/Fm指标降低。ZnL4+CuL1处理下了小麦的红边归一化植被指数提高了11.31。成熟期,ZnL1+CuL2处理产量提高了23.33%,ZnL4+CuL1、ZnL3+CuL4和ZnL2+CuL3处理分别降低了1.22%、64.28%和26.74%。