随着经济的快速发展,三废的排放、矿产的开发和利用、污水灌溉以及农药、除草剂和化肥的使用等,严重地污染了土壤、水质和大气,导致环境污染日趋严重,给社会、经济和人类造成不可估量的危害。重金属是全球环境最重要的污染物之一,具有毒性强,不能为生物所分解,大多数也不能通过焚烧的方法从土壤中去除;能通过活性氧等的中介作用,导致植物氧化伤害,乃至死亡,而且能通过食物链在生物体内富集,进而危及人类身体健康等。因此,研究植物重金属伤害及其抗性机理有重要意义。只有充分了解了植物重金属伤害及其抗性机理,才有可能提出避免植物重金属伤害的有效措施,提高植物对重金属的抗性和环境重金属污染的植物修复效率,实现经济和生态环境的可持续发展。钙离子是植物必需的营养元素,除此之外,它对植物生理还有更重要的意义。它能够抵制外界过量矿质元素对植物的毒害,能够维持细胞结构和功能的稳定性,同时也能降低植物细胞中膜的过氧化程度抵制脂质过氧化,以及改善植物的光合作用和呼吸作用。本试验以湿地植物芦苇为研究材料,探讨了不同外源镉浓度(0.2mmol/L,0.4 mmol/L,0.6 mmol/L)对芦苇胁迫作用的机理。外源镉浓度的增加会导致芦苇体内镉含量的增加以及幼苗叶绿素含量的显著降低,同时芦苇组织中丙二醛的含量也不断增加,三者的变化说明芦苇受到镉胁迫的程度增加。同时,芦苇组织中抗氧化系统也随着外源镉浓度而变化。超氧化物歧化酶(SOD)是植物中能将超氧根离子(O2.-)歧化变成氧气的酶,它的活性随着外源镉的增加有增加趋势,但是根部的活性在0.6mmol/L时稍有下降。过氧化物酶(POD)主要呈现活性下降的趋势,说明镉使得芦苇分解体内过氧化物的能力减弱。过氧化氢酶(CAT)也是不可缺少的,它能够将过氧化氢(H2O2)歧化成水和氧气,减少毒性,试验表明镉使得芦苇中CAT的活性增强了。试验还使用了10 mmol/L钙离子预处理,然后再用不同浓度镉胁迫,以观察钙离子对镉胁迫是否有缓解作用。结果表明,钙降低了进入芦苇中的镉,抑制了叶绿素含量的减少以及MDA含量的增加,同时增加了抗氧化酶SOD、POD、CAT的活性,缓解了镉对芦苇的胁迫作用。