全 文 ：　2009年 8月 灌溉排水学报
Journal of Irrig ation and Drainage
　第 28卷第 4期　
文章编号:1672-3317(2009)04-0127-04
阿特拉津胁迫下水湿柳叶菜生理性状的研究＊
金研铭1 , 李富强2 , 尹秀成3 , 于楠楠3 ,
王 尊1 , 刘仁东4 , 徐惠风1
(1.吉林农业大学 园艺学院 , 长春 130118;2.吉林省万春园林彩石设计有限公司 , 长春 130022;
3.深圳市鲁班建设监理有限公司 , 广东 深圳 518040;
4.吉林省白山市湾沟林业局专员办 , 吉林 白山 134704)
摘　要:阿特拉津是全球使用最广用量最大的农药之一 , 在其残留物给环境带来的第二次污染后果极其严重 , 为此
模拟水生植物水湿柳叶菜在不同浓度阿特拉津处理下的性状和部分生理指标进行研究 ,结果表明:低浓度促进水
湿柳叶菜根系的生长 ,高浓度抑制根系的生长。随着浓度增加和时间的延长 ,水湿柳叶菜逐渐死亡;浓度与生物量
的相关性看 ,第 1 周呈正相关 ,第 2 周呈负相关;对叶绿素 a 低浓度短时间出现增加 ,低浓度长时间和高浓度胁迫下
降;对叶绿素 b 均下降;淀粉含量的变化第 1 周出现了中浓度刺激淀粉积累现象 , 第 2 周 10 mg/ L 阿特拉津浓度处
理明显低于 5 mg/ L处理和 15 mg/ L处理 , 10 mg/ L 成为致死浓度;蛋白质上表现在随着浓度的增高而降低 ,随着
时间的增加而降低。10 mg/ L的浓度是一个致死浓度;细胞膜透性与时间呈正相关 , 与浓度呈正相关说明随着浓
度和时间的增加膜透性都增加。
关　键　词:阿特拉津;胁迫;水湿柳叶菜;生理性状
中图分类号:X171;Q948 　　　文献标志码:A
　　阿特拉津(at razine ,2-氯-4-乙基胺 —6-异丙基胺 —1 ,3 , 5-三嗪)又名秀去津 ,系均三氮苯类农药[ 1] 。它
是一种被生物矿化速度慢 ,在土壤和水中的残留半衰期较长的除草剂 。由于全球应用广泛 ,且靠地下径流和
河流的水体污染 ,通过食物链危及人类和其它动物的健康 。目前阿特拉津导致污染的环境问题越来越受到
世界环境专家的重视 。目前阿特拉津残留及二次污染的研究主要集中在土壤生态 、陆生植物和两栖类动物
体上[ 2-4] ,湿生植物的研究少见报道[ 5] 。水湿柳叶菜(Epilobium palust re L.)属水生中药植物 ,分布广 ,中药
应用多。模拟研究水湿柳叶菜在阿特拉津污染下其性状和生理机制为今后研究阿特拉津所带来的一系列问
题以及中药安全尤其是水生药用植物的安全提供一定的理论数据。
1　材料与方法
将水湿柳叶菜的种子经过播种 、移栽育苗 ,成株后挑选长势相近的植株水培 。分别配制阿特拉津浓度为
0 、5 、10 、15 、30 、50 mg/L 的培养液 ,记为 CK 、T1 、T2 、T3 、T4 、T5处理 ,每个处理重复 3 次 ,每个处理将剪好
的植株水培 9株 。采用蒽酮法测定叶绿素 、烘干法测定生物量 、可溶性蛋白质测定 、淀粉测定 ,细胞膜透性
测定[ 6] 。
2　结果与分析
2.1　阿特拉津处理下水湿柳叶菜性状变化
经测量 ,水湿柳叶菜在 T1 、T2 、T3处理下 ,前 3 天根系的生长随着时间的推移而增长增多 ,分别于第
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＊ 收稿日期:2009-03-04
基金项目:吉林省开发重点项目;国家“十五”科技攻关项目(2001BA508B24);吉林农业大学博士启动基金;吉林省教育厅重点项目
通讯作者:徐惠风(1965-),女 ,吉林双辽人。副教授 ,博士 ,主要从事环境生物学 、湿地生态环境与污染生态学的研究。
DOI :10.13522/j.cnki.ggps.2009.04.011
6天 、第 5天出现萎蔫 ,13天后出现叶斑(溃疡),18天后叶片萎蔫溃烂 ,第 23天大部分植株死亡 。
T4处理和 T5处理的水湿柳叶菜根系从开始便生长缓慢 ,甚至不长根 ,生长 3 天后便出现死根 ,8天后
出现叶斑(溃疡),之后逐渐扩大 ,第 15天时已经扩大至叶片大部分 ,第 17天叶片出现萎蔫 ,不足 20天 ,大部
分植株死亡。
2.2　阿特拉津处理下水湿柳叶菜生物量变化
不同浓度处理下水湿柳叶菜生物量的积累不同。第 1周 , T1 处理比对照低 ,随着浓度的升高而逐渐上
升 ,到 T4处理达到最大值 ,而后下降 ,说明水湿柳叶菜有逐渐适应阿特拉津的能力 。随着污染时间的增加 ,
污染导致生物量的变化就没有规律性 ,第 2周 ,由 CK 开始下降之后 , T1处理到 T2处理上升 ,再下降到 T3
处理 ,再上升到 T4处理 ,后再下降到 T5处理。说明长时间污染水湿柳叶菜的生物量积累出现了紊乱 ,可能
是生理机理受到了破坏导致的结果 。
国家土壤环境容量协作组在 1991年制定了以农作物产量为依据来确定土壤临界含量的方法 ,依据规定
将植物生物量或产量减少 5%～ 10%的土壤有害物质浓度作为最大允许浓度[ 7] 。第 1周水湿柳叶菜生物量
与 CK相比 , T1处理减少 25.36%, T2处理减少 1.26 %, T3处理增加 5.56%, T4处理增加 25%, T5处理
增加 13.13%;第 2周水湿柳叶菜生物量与 CK 相比 , T1处理减少 48.61%, T2处理减少 16.62%, T3处理
减少 61.46%, T4处理减少 23.93%, T5处理减少 27.83%。从分析看 ,短时间低浓度抑制生长 ,高浓度促
进生长 ,随着时间的增加 ,不同浓度均抑制生长 ,减产超过国家环境容量的标准 。由此可见污染物浓度在短
时间内不构成有害污染 ,长时间低浓度对植物也是致死浓度 。T2处理减少 1.26 %,说明水湿柳叶菜本身对
污染环境有一定的适应能力。
2.3　阿特拉津处理下水湿柳叶菜叶绿素含量变化
由表 1可以看出 , 在不同浓度下的叶绿素 a(Chla)呈现波动状态在 T3处理时 10天出现了最高值 ,高于
CK113.57%。T5处理时 ,10天的叶绿素 a数值上升 ,而 15天的值下降和 CK基本一致 。20天时高浓度的
基本死亡 。说明高浓度抑制生长 ,中等浓度叶绿素 a 出现反常现象 ,这种反常现象与污染的时间有直接
关系 。
表 1　不同浓度阿特拉津处理水湿柳叶菜叶绿素 a、b 含量变化 mg/ g
处理 CK
Chla Chlb
T1
Ch la Chlb
T2
Chla Ch lb
T 3
Ch la Chlb
T4
Chla C hlb
T5
C hla Ch lb
5天 4.19 1.72 5.02 16.18 9.48 17.55 4.75 8.03 7.81 4.82 5.56 14.72
10天 5.73 3.75 6.12 7.76 7.21 10.45 12.28 6.73 9.07 5.86 10.39 5.81
15天 7.19 5.01 5.46 7.83 7.61 2.32 7.67 3.62 8.36 1.99 5.81 3.37
20天 10.76 5.79 2.57 1.62 0 0 0 0 0 0 0 0
平均值 6.97 4.06 4.79 8.34 6.08 7.58 6.18 4.6 6.31 3.16 5.44 5.98
　　叶绿素 b(Chlb)随着时间的增长不断的增加 。其中 , T2处理在 10天的叶绿素最大 ,高于 CK105.75%。
阿特拉津污染下的水湿柳叶菜的叶绿素 b 随时间而不断的减少 , T2处理最大。说明阿特拉津对水湿柳叶菜
叶绿素 b有污染作用 ,其污染与浓度相关。
　　从叶绿素受胁迫来看 T2处理可以成为最大允许浓度 ,在生长期内 ,污染胁迫也随着时间的增加而不断
加大 ,叶绿素 b比叶绿素 a受胁迫更大。
2.4　阿特拉津处理下水湿柳叶菜淀粉含量的变化
由图 1可以看出 ,阿特拉津处理下水湿柳叶菜淀粉含量开始第 1周 T3处理较高 ,第 2周 T2处理出现
低谷 ,低于 CK25%, T3处理高于 T2处理低于 CK;第 3周 T5处理已经死亡 ,第 4周 T2处理出现死亡 。说
明水湿柳叶菜在阿特拉津处理下在第 1周出现了中浓度刺激淀粉积累现象 ,第 2周看出 T2处理明显低于
T1处理和 T3处理的现象 ,且这种现象从第 1周开始 ,该浓度出现低浓度的致死现象 ,具体原因有待于进一
步的研究 。浓度处理中 T3处理的变异数最高为 59.37%,说明 T3处理浓度为水湿柳叶菜最大允许浓度。
2.5　阿特拉津处理下水湿柳叶菜蛋白质含量的变化
　　如图 2所示 ,CK 在不同时间中蛋白质呈现逐渐下降的趋势 ,不同浓度的处理所呈现的蛋白质的变化也
是逐渐下降 ,但在同一个时间内 T1处理值最高 ,T2处理出现致死浓度 , T3处理和 CK 接近 ,之后随着浓度
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的增加逐渐下降 。T1处理在第 1周达到 1.860 mg 为最高点;T2处理的 0.094 mg 为最低点 ,之后均随着浓
度增加和时间增加而逐渐减小 。说明阿特拉津对水湿柳叶菜的污染在蛋白质上表现在随着浓度的增高而降
低 ,随着时间的增加而降低。10 mg/L 的浓度是一个致命浓度 ,高于或者低于此浓度都可以使水湿柳叶菜
生存 。
图 1　阿特拉津处理下水湿柳叶菜淀粉含量的变化　　　　图 2　阿特拉津处理下水湿柳叶菜蛋白质含量的变化
2.6　阿特拉津处理下水湿柳叶菜膜渗透胁迫的影响
　　在正常情况下 ,细胞膜对物质具有选择透性能力。当植物受到逆境影响时 ,细胞膜遭到破坏 ,膜透性增
大。从而使细胞膜内的电解质外渗 ,以至植物细胞浸提液的电导率增大。由表 2可知 ,膜透性与时间呈正相
关 ,与浓度呈正相关(P<0.05 ,F=3.46第 1周为 0.976;第 2周为 0.974;第 3周为 0.945)。说明随着浓度
和时间的增加膜透性都增加。
3　结　论
阿特拉津低浓度时促进水湿柳叶菜根系的生长 ,高浓度抑制根系的生长。随着浓度的增加和时间的延
长 ,水湿柳叶菜逐渐死亡 。如果土壤渗透或者通过径流把残留在土壤中的阿特拉津流到河流或者沼泽地 ,即
便浓度不高长时间也将导致水生植物如水湿柳叶菜死亡。水湿柳叶菜有短暂适应阿特拉津污染胁迫的能
力 ,但是时间很短。
阿特拉津对水湿柳叶菜的胁迫在叶绿素上表现为 ,对叶绿素 a 低浓度短时间出现增加 ,低浓度长时间和
高浓度胁迫下降;对叶绿素 b均下降。说明阿特拉津主要影响叶绿素 b ,影响了光合作用对散射光的吸收。
水湿柳叶菜在阿特拉津处理下在第 1周出现了中浓度刺激淀粉积累现象 , T2处理明显低于 T1处理和
T3处理的现象 ,该浓度出现低浓度的致死现象 ,具体原因有待于进一步的研究。说明 T3处理浓度为水湿柳
叶菜最大允许浓度。阿特拉津处理下水湿柳叶菜蛋白质上表现在随着浓度的增高而降低 ,随着时间的增加
而降低 。T2处理的浓度是一个致命浓度 ,高于或者低于此浓度都可以使水湿柳叶菜生存。阿特拉津处理下
随着浓度和时间的增加 ,水湿柳叶菜细胞膜透性都增加 。
致谢:实验过程中薄海风 、董继红 、徐众帅 、吕佩勋和倪玲同学做了很多工作 ,在此一并感谢!
参考文献:
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Research of Physiological Traits for Epilobium
Palustre under Atrazine Stress
JIN Yan-ming1 , LI Fu-qiang2 , YIN Xiu-cheng3 , YU Nan-nan3 ,
WANG Zun1 , LIU Ren-dong4 , XU Hui-feng1
(1.Gardening Col leg e of Jilin Ag ricultural U niversi ty , Changchun 130118 , China;
2.Wanchun Landscape Limited Company in Jilin Province , Changchun 130022 , China;
3.Luban Construction Supervision Limi ted Company in Shenzhen , Shenzhen 518040 , China;
4.Commissioner of Fo rest ry Bureau in Wangou Baishan City Jinlin Province , Baishan 134704 , China)
Abstract:A trazine is one of the w idest uti li zing pesticides all over the w orld , and i ts residue bring s the ex-
t remely serious consequences to environmentsthe second pol lution.So it is necessa ry that research of a
part o f phy siological trait s fo r Epilobium palust re , one o f the hydrophy te , under the t reatments of di ffer-
ent densi ty A trazine.Accompanying to increasing of A trazine densi ty and prolonging o f t ime , Epilobium
palust re died g radual ly .Fo rm the correlation between Atrazine densi ty and biomass:At the first week , it
of fered posi tive co rrelat ion , and the second i t of fe red negative correlation.The resul t demonst rated:low
density A trazine could promote it s root sy stem g row th , and vice verse.The content of chlorophy ll a in-
creased under low densi ty at a sho rt time , and reduced under low density at a long time or under high den-
sity .And the content of chlo rophyl l b reduced at any circumstance.The content of starch accumulated un-
der the middle density at fir st w eek , and it unde r T2 density less than T1 and T3 density , and T2 density
is i ts lethal concentration.The content of pro tein induced accompanied wi th Atrazine densi ty and t ime.T2
is i ts lethal concentration.Cell membrane permeability of fered posi tive correlation w ith time , and so did
Atrazine density ;it demonst rated that membrane permeability increased accompanied w ith density and
time.
Key words:at razine;st ress;epi lobium palust re;physio logical t rai t s
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