全 文 ：第 9卷 第 4期
2 0 O1年 1 2月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eeo—Agricolture
Vo1．9
Dee．．
No．4
2 O01
土壤一烟草系统中烟草叶绿素对Hg、Cd、Pb胁迫的响应
齐 敏
(贵州省环境保护科学研究所 贵阳 550002)
摘 要 土壤一烟草系统中烟草叶绿素对 Hg、cd、Pb胁迫的响应试验结果表明，无论 3种元素是单一作用、两两作用
或是共同作用，烟草叶片中叶绿素含量随各元素处理的浓度增大而明显减少，且呈显著负相关关系·叶绿素a／b值亦
如此。3种元素对烟草叶绿素的影响程度为Cd>Pb>Hg，呈单元素胁追<两两元素作用<三元素共同作用的趋势，
并表现出一定的协合作用
美麓调 Hg、Cd、Pb胁迫 叶绿素 烟草
Response of chlorophyll in t0bacc0 leaves蚰 Hg，Cd，Pb stress in soil一“山 0 system．Qt Mm(Guizhou Institute of
Environment Protection Scienee．Guiyang 550002)，CJEA，2001，9(4)：82～84
Abstract Response of chlorophyll in tobacco leaves on Hg，Cd，Pb stress has been studied by pot experiment in soil—
tobacco system．The results show that chlorophyll content and a／b value in tObaCCO leaves is gradually reduced with
incresse of Hg，CA，Pb treatment concentration，whatever it is afected by single one element，two elements or three
elements．It is significantly negative correlation between chlorophyll content and concentration of Hg，CA ，Pb．The
eHect of Sg．Cd．Pb on chlorophyl1 exists Cd treatment> Pb t~eatment> Hg treatment，single element treatment<
two elements treatment< thre elements treatment．
Key words Hg Cd Pb stress，Chloroph yll，Tobacco
土壤重金属污染不仅退化土壤肥力，降低作物产量与品质，且恶化水环境并通过食物链危及人类的生命
和健康0 ]。而重金属在土壤系统中产生污染过程具有长期隐蔽和不可逆的特点，有“化学定时炸弹 之说。
侵入土壤重金属在一定时期内可能相对不表现或弱表现出对环境的危害，但随着积累量超过生物承受的“闽
值 时．将导致整个生态系统严重灾害甚至全面崩溃 当土壤中有害物质对植物产生影响时就已经表明土壤
污染相当严重，土壤重金属污染尤以Hg、Cd、Pb污染最常见且最严重，有关 Hg、Cd、Pb单一元素对某种植
物毒害的研究国内外已有大量报道，但环境中单一的 Hg、cd、Pb污染是很少见的，目前多种重金属对作物
复合污染影响以及多元素共同作用的研究报道尚步见。为此对烟草进行毒理试验，了解植物叶绿索对 Hg、
cd、Pb胁迫的响应，为消除Hg、cd、Pb毒害，制定环境容量或卫生标准提供理论依据，并为修复重金属污染
土地提供直接或问接生物学理论依据，这对于发展绿色食品生产、治理环境污染和制定食品生产卫生与地方
环境保护标准均具有重要意义。
1 试验材料与方法
试验采用盆栽，供试烟草为“红花大金元 ．供试土壤为黄壤(pH一5．2)，肥源为复合肥，全部肥料作基肥
1次施入。烟草苗单株移苗盆栽，成活后以污灌方式按一定浓度 1次施入 HgCI ，CACI ·2．5H O和 Pb
(Ac)z。设 10个系列以单纯 Hg、Cd、Pb计算，各处理系列重金属离子浓度见表 1。设对照组(未加 Hg、cd、
Pb)，随机区组排列设计，每处理5次重复，在烟草伸根期、旺长期、成熟期各取相同叶位叶片洗净并用蒸馏
寰 1 各处理t叠一系列鼻子浓度
Tab．1 The ions concentration oi heavy metal under all treatment series
· 收稿 日期 ；2001—04—02 改 回 日期 ：2001一O7—09
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第 期 齐 敏；土壤一烟草系统中烟草叶绿紊对 Hg、CA、ph胁迫的响应 83
水冲洗后吸水纸揩干待测，采用Arnon(1949)法测定叶绿素含量及叶绿素a／b值。
2 结果与讨论
2．1 植物叶绿寨对Hg、Cd、Pb胁迫的响应
试验结果(见表 2)表明，在Hg、cd、Pb单一元素胁迫下各处理组与对照相比烟草叶片叶绿素含量明显
随 Hg、C,t、Pb处理浓度增加而减步，其中cd对植物叶绿素含量的影响最大，所测烟草伸根期、旺长期和成
熟期叶片叶绿素含量基本随 cd处理浓度的增加呈直线下降，3种元素处理植物叶绿素含量受影响的程度为
Cd>Pb>Hg。植物叶片叶绿素含量对 衰2 烟草叶绿素鲜物质含量对Hg、Cd、Pb胁迫的响应
素含量所受影响晟大。在试验种植形态 *为固定处理堆度30 恤1．为固定娅理敢虚30咖g傀 ·为各处理堆度扩大l0倍
结构观察中发现 Hg、cd、Pb对植物也有影响，相同生育期中CA处理系列植株叶片明显较其他处理系列偏
黄，且cd引起植物叶片叶绿素含量减步，致使叶片失绿的研究结果与 Burton K．W．，“a1．[ 和孙赛初等咖
研究结果相一致；且叶片偏薄，提前落叶，这也间接说明cd对叶绿素含量的影响明显大于 Hg、Pb。3个生育
期中由于伸根期正值幼苗移栽后不久，其叶绿素含量介于旺长期与成熟期之间，而旺长期生长速度和物质积
累最快并为进入生殖期做物质准备，因此其光台作用强 叶绿素含量最多，而成熟期则生长代谢速度减弱，光
合作用速率降低。试验结果还表明，无论Hg、cd、Pb3种元素是单一、两两或共同作用，叶绿素含量与元素处
理的浓度呈显著负相关关系。
2．2 叶绿寨a／b值对Hg、Cd、Pb胁迫的响应
试验结果表明(见表 3)与对照相比，无论是 3种元素的单一、两两处理或共同作用叶片叶绿素含量均随
元素处理浓度的增加而减小，在单一元素处理系列中cd对叶片叶绿素a／b值的影响最大，Pb次之，Hz相对
较弱，且元素单一作用<3元素共同作用。土壤Hg、cd、Pb胁迫对植物的作用，既影响了叶绿素含量也影响
了叶绿素a／b值，叶绿素a／b值的减步是因 3种重金属作用造成叶绿素a和叶绿素b的分解速率不一所致，
由于叶绿素a的分解速率大于叶绿素 b，致使两者含量比值(a／b值)减小 。叶绿素是高等绿色植物进行光
合作用的主要色素系统，其含量在一定程度上反映植物光台能力的大小。环境生态因子对其含量有十分明显
的影响 。由于叶绿素含量直接关系到光合作用的光能转化，而叶绿体膜的荧光发射几乎全部来自叶绿素
a，故叶绿素a含量的增大(即叶绿素a／b值的增大)将有助于光合作用的光能吸收、转化和植物的碳氧化作
用加强 ，因此植物叶绿索含量及a／b值对Hg、cd、Pb胁迫的响应表明，这3种元素影响了植物的光合作用
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中 国 生 态 农 业 学 报 第 9卷
和光合产物的产生。叶绿素含量减步和叶绿素a／b值的减小是植物叶片衰老的重要表征之一 ，该研究也表
明H cd、Pb的胁迫造成叶绿素含量减少和叶绿素a／Io值减小，结果导致植物叶片衰老加速，缩短了有效光
合作用的时段，造成植物体光合营养源的“衰竭”，这说明Hg、cd、Pb胁迫具有加速烟草叶片老化的作用。叶
绿素含量的减少可能是由于Hg、cd、Pb进入植物体内，使叶绿体酶活性比例失调，致使叶绿素分解加快，同
时由=J：Hg、cd、Pb局部积累过多，与叶绿体中蛋白质上的一SH基结合或取代其中的Fe、Zn、Mg，使叶绿素
裹 3 ltg、cd、Pb胁迫对烟草叶绿素鲜物质 =／b位的影响
Tab、3 Effect of Hg，cdtPb stress on[resh chlorophyll a／b values in tobacco leaves
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Root~mn,ion V 啪 u， m tu R呻t e一 D V 5 tu
CK 0 1．277 1 940 1 834
CA 10 1
． 1a2 1．a32 1 844
30 1．191 1．854 1 677
50 1．171 1．145 1 453 Cd’+Hg 10
10o 0．844 1．017 1 385
Pb 100 1．187 1．901 1 a06
300 1．212 1．785 1 665
500 1．053 1．620 1 54a Hg + Cd 10
1000 0．980 1．496 1．S2a
H 10 1．139 1．9l7 l 724
30 1．200 1．799 1 650 Pb + Hg 10
50 1 135 1．399 1 536
lO0 1 135 1．366 1 493
CA ·4-Pb 1O0 1．190 1．853 1 776
300 1．119 1．811 1 a01 Hg · Pb 100
500 1．161 1．521 1 681
1000 1．073 1．461 1．430
*为固定处理浓度 30rlg／ 4* 为固定处理浓度 300rag／kg．
蛋白质中心离子组成变化而失去活性，如Cd与zn【 具有相近的核外电子构型而发生替代，进而使叶绿索
中心离子组成改变而失去活性所造成。Hg Cd与Pb三者共同作用明显大于单一或两两作用，这说明它们具
有对叶绿素破坏的协合作用。
3 小 结
土壤一烟草系统中烟草叶绿素含量和叶绿素 a／b值在Hg、cd、Pb胁迫下随 3种元素处理浓度的增加而
减小。在Hg、cd、Pb直接或间接影响下植物叶片衰老速度加快，有效光合作用的时段缩短，光合能力下降，
导致植物最终受害。
参 考 文 献
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