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随着社会经济的发展,农业环境污染的加重,小麦生产安全问题日益受到人们关注,因此研究重金属及有毒元素对小麦的影响具有一定的现实意义。目前,关于砷、铅胁迫对小麦影响的研究已有一些报道,但其研究方法单一、测定时期较少、分离部位笼统。本文就砷、铅两个元素对小麦生长发育的影响及其在小麦植株中的吸收、分配和累积动态进行了系统的研究。
试验选择郑州9023为供试品种,于2002~2004年在河南师范大学生命科学学院小麦试验田进行,采用水培试验、田间试验和盆栽试验三种手段,在小麦整个生育期,对植株的形态指标、生理生化指标及不同部位砷、铅的含量进行了测定。
试验结果表明,As、Pb抑制小麦种子的萌发和幼苗的生长,使种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数下降,明显地降低种子的相对吸水值;使幼苗的根长和芽长、根重和芽重均呈现下降趋势。对生理指标测定的结果表明,As、Pb降低种子α-淀粉酶活性和Chl含量,提高叶片游离脯氨酸含量、MDA含量和相对电导率,这说明As、Pb抑制α-淀粉酶的活性,使植株生长得不到足够的能量;降低小麦的光合作用;对细胞造成伤害,使细胞膜脂质过氧化,细胞透性增大;但细胞也同时启动自我保护机制,减轻As、Pb的伤害作用。
对小麦群体数量和株高调查结果表明,As对群体数量和株高的效应均表现为“低促高抑”,而Pb的高浓度使无效分蘖增多,对株高则表现为抑制作用。
在整个生长过程中,As、Pb在不同生育阶段植株各部位的含量及累积量有所不同,但在灌浆末期各部位As、Pb含量呈现植株自下到上不断变小的趋势;较易富集As、Pb的部位是根和废弃物,在籽粒中As、Pb含量较低;从不同生育期上看,As的吸收量和吸收速率高峰出现在返青-拔节期和抽穗-灌浆中期,而Pb则均出现在拔节-灌浆中期。从土壤、三叶期根和叶、成熟期籽粒的As、Pb含量相关关系上得到其函数方程,为小麦生产中As、Pb污染的监测和早期预报提供理论依据。