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1、.第九章重金属对植物的危害第二节植物的重金属胁迫与避免9.2.1重金属胁迫程度的划分轻度胁迫：中度胁迫：重度胁迫：9.2.2重金属对植物生物膜伤害机理细胞膜上的蛋白质、糖类和脂质能结合透过细胞壁的污染物重金属是脂质过氧化的诱导剂,当重金属处理植物时,细胞内自由基的产生和清除之间的平衡受到破坏,导致大量的活性氧自由基产生,自由基引发膜中不饱和脂肪酸产生过氧化反应,破坏膜的结构和功能。孙赛初等用测定外渗液电导度和外渗液钾含量,证明Cd2+对植物的细胞膜有严重的伤害作用。MDA(丙二醛)已被广泛用作衡量膜质过氧化损伤的指标,膜质过
2、氧化反应主要的是由氧自由基启动,经连锁反应生成,因此,MDA的积累在一定程度上反应了体内自由基活动的动态,大量的研究证明,重金属离子浓度越高,MDA积累越多,呈密切的正相关。最近Luna等、赵博生等、在重金属毒害试验中,加入自由基清除剂(苯甲酸、抗坏血酸等)降低了重金属对植物的毒害及MDA的生成,亦证明重金属对植物的伤害是通过自由基介导。9.2.3重金属对代谢的影响1金属镉对植物生长发育的影响镉是危害植物生长发育的有害元素，土壤中过量的镉会对植物生长发育产生明显的危害。研究表明镉胁迫时会破坏叶片的叶绿素结构，降低叶绿素含量，
3、叶片发黄，严重时几乎所有叶片都出现褪绿现象，叶脉组织成酱紫色、变脆、萎缩、叶绿素严重缺乏，表现为缺铁症状。秦天才等(1994)、吴燕玉等(1998)指出由于叶片受伤害致使生长缓慢，植株矮小，根系受到抑制，造成生长障碍降低产量，高浓度时死亡。土壤中镉胁迫对植物代谢的影响更加显著，胁迫引起植物体内活性氧自由基剧增，超出了活性氧清除酶的歧化)清除能力时，使根系代谢酶活性降低，严重影响根系活力。随胁迫时间延长，SOD活性也受到影响而急剧下降，从而使其它代谢酶活性受到影响，最终使植物死亡。叶片中叶绿素成为自由基攻击的靶分子，造成叶绿素
4、结构破坏，叶片失绿，严重时使叶片枯萎。2金属铅对植物生长发育的影响铅并不是植物生长发育的必需元素，当铅被动进入植物根、树皮或叶片后，积累在根、茎和叶片影响植物的生长发育，使植物受害"铅对植物根系的生长的影响是显著的，铅能减少根细胞的有丝分裂速度，这也是造成植物生长缓慢的原因，铅毒害引起草坪植物主要的中毒症状为根量减少，根冠膨大变黑、腐烂，导致植物地上部分生物量随后下降，叶片失绿明显，严重时逐渐枯萎，植物死亡。铅的积累也直接影响细胞的代谢作用，其效应也是引起活性氧对代谢酶系统的破坏作用。高浓度铅还使种子萌发率和胚根长度、上胚轴
5、长度降低，甚至出现胚根组织坏死。3金属铬对植物生长发育的影响微量元素铬是植物生长发育所必需的，缺乏铬元素会影响作物的正常发育，但体内积累过量又会引起毒害作用。研究表明，当土壤中三价铬离子为20~40×10-6时，对玉米苗生长有明显的刺激作用，但达到320×10-6时，则对玉米生长有抑制；六价铬离子为20×10-6时，对玉米苗生长具刺激作用，80×10-6时有明显的抑制作用。高浓度铬离子对植物产生严重的毒害作用，当土壤溶液中铬浓度大于10×10-6时，生长稍受影响，25×10-6植物出现褪绿现象，无分蘖(水稻)，叶鞘灰绿色，细
6、胞组织开始溃烂，生长受严重影响。4金属铜对植物生长发育的影响铜是植物体内多酚氧化酶、氨基氧化酶、酪氨酸酶、抗坏血酸氧化酶、细胞色素氧化酶等组分，是各种氧化酶活性的核心元素，与这些酶的电子接受与传递有关。一般禾本科植物对铜元素很敏感，土壤缺铜时植物分蘖数量多但不抽穗，子粒不饱满，叶片失绿，牧草出现白瘟病一样的缺铜症状。过量的铜元素对生长发育产..生危害，主要是妨碍植物对二价铁的吸收和在体内运转，造成缺铁病"在生理代谢方面，过量的铜抑制脱羧酶的活性，间接阻碍了NH4+向谷氨酸转化，造成NH+4的累积，使根部受到严重损伤，首先主根
7、不能伸长，常在2~4cm就停止，根尖硬化，生长点细胞分裂受到抑制，根毛少甚至枯死。5金属锌对植物生长发育的影响锌元素是植物生长发育不可缺少的元素，并把硫酸锌作为一种微量元素肥料。锌是部分酶的组分，与叶绿素和生长素的合成有关，缺锌时叶片失绿，光合作用减弱。但过量的锌也会伤害植物根系，使植物根系的生长受到阻碍，此外地上部分有褐色斑点和坏死。当用锌污染的水灌溉水稻时，土壤溶液锌含量达2.25×10-6时，叶片出现褪绿；4.5×10-6时，叶片变成淡绿色，生长不良；11.4×10-6时叶片出现褐色斑点，严重是抑制分蘖，根系短而稀疏。
8、6金属钴对植物生长发育的影响钴不是植物必需的微量元素，但豆科和甜菜对钴元素有一定的需求"施钴肥有良好的效果。钴与豆科植物固氮有关，钴充足时根瘤中的维生素B12和豆血红蛋白的含量就高，固氮能力就高。近年证明，钴能提高植物呼吸和光和作用强度。盆栽实验表明，钴对红三叶的产量有增产作用。新西兰等国
