全 文 ：文章编号:1009-6094(2013)03-0009-05
Cd2+、乙草胺单一及其
复合污染对少根紫萍
生理生化特性的影响＊
湛灵芝1 ,铁柏清2 ,曾桂华1
(1 长沙环境保护职业技术学院 ,长沙 410004;
2 湖南农业大学资源环境学院 , 长沙 410128)
摘　要:为进一步了解重金属和农药复合污染对水生植物产生毒害作
用的机制 ,以少根紫萍叶片叶绿素质量比 、过氧化物酶活性(POD)、超
氧化物歧化酶活性(SOD)、丙二醛(MDA)含量为指标 ,通过水培试验
研究了少根紫萍在镉 、乙草胺污染胁迫 4 d后的生理生化响应, 并探
讨了镉 、乙草胺单一与复合污染对少根紫萍叶片的毒性效应及其致毒
机制。结果表明 ,单一镉污染时 ,随镉质量浓度的增加 ,叶绿素质量比
显著降低。叶绿素质量比对镉污染响应敏感 ,有潜力作为水体镉毒性
效应的监测指标。随着镉质量浓度的增加 ,少根紫萍叶片 SOD、POD
酶活性表现为先增加后降低的趋势;MDA 含量随镉质量浓度的增加
而显著增加。乙草胺单一处理对少根紫萍各项指标的影响与镉相似 ,
但均小于镉对少根紫萍的影响。镉-乙草胺复合污染时 ,叶绿素质量
比变化趋势与单一处理相同 ,并低于相应的单一镉 、乙草胺处理;但同
一镉质量浓度下不同乙草胺质量浓度处理组间叶绿素质量比差异不
显著 , Cd2+对叶绿素的破坏占主导。镉-乙草胺复合污染处理时 ,
SOD、POD 活性仍表现为先增加后下降趋势 ,但与镉单一处理时比较
有降低现象;MDA 含量仍随质量浓度的增加而增加 ,且高于单一处
理。镉-乙草胺复合污染的毒性效应高于单一污染的毒性效应, 表现
为协同作用。
关键词:环境学;少根紫萍;Cd2+;乙草胺;交互作用;生理生化特性
中图分类号:X173 　　　文献标识码:A
DOI:10.3969/ j.issn.1009-6094.2013.03.003
＊收稿日期:2012-05-26
作者简介:湛灵芝 ,讲师 ,从事环境影响评价和环境毒理学研究;
铁柏清(通信作者),教授 , 从事环境污染治理 、环境毒
理学和环境规划与评价研究 , tiebq@qq.com。
基金项目:水体污染控制与治理科技专项课题(2009ZX07212-001-
05)
0　引　言
随着工农业生产的发展 , 水体中农药和重金属造成的危
害时有发生。关于农药和重金属对水生动物和藻类毒性效应
的研究有一些报道[ 1-3] 。但对高等水生植物的研究较少 ,且一
般为单一因子对水生植物的毒性效应。张继飞等[ 4]研究了镉
对粗梗水蕨生长及叶片中蛋白质含量的影响。结果表明 ,
Cd2+抑制了植物的生理生化过程 , 降低了蛋白质的合成速度 ,
影响了植物的生长发育 , 加剧了粗梗水蕨的濒危甚至消失。
吴晓霞等[ 5]研究了除草剂对水生植物的生理生态效应。结果
表明 , 在 12 种除草剂中 , 乙草胺 、丁草胺 、艾割对紫萍
(Spirodelap olyrhiza (L.)Schleid)、金鱼藻(Ceratop hyllum demer-
sum)的生长影响显著。而水体中实际存在多种污染物 , 它们
的作用是综合的。余保文等[ 6]研究表明 ,水培条件下 , 丁草胺
浓度的增加显著加剧了 Cd2+胁迫下水稻生长抑制程度 , 进一
步导致叶绿素含量显著下降 , 加剧了水稻 Cd2+胁迫时植株活
性氧代谢不平衡过程。黄河等[ 7]研究表明 , 镉与乙草胺的复
合污染加剧了对浮萍的毒害作用。因此 ,重金属和农药单一
毒性的试验结果往往不能客观反映污染物共存时对水生植物
的危害程度 , 必须研究毒物的联合毒性效应。
本文以我国广泛使用的除草剂乙草胺及常见的重金属污
染物 Cd2+为代表 ,以我国分布较广的浮萍科新种少根紫萍为
对象 , 研究 Cd2+和乙草胺单一及复合情况下对少根紫萍生长
的影响 , 以期为科学评估重金属与农药对水生植物的胁迫作
用以及水生植物对重金属和农药的耐性机制提供理论依据 ,
同时为利用少根紫萍监测水质污染提供理论依据。
1　材料与方法
1.1　试验生物的采集及培养
从野外自然水体采集少根紫萍(Spirodela oligorrhiza), 将
其放入曝气澄清的自来水中驯养 3 d 后 ,置于搪瓷盘中 , 加入
培养液预备培养 7 d ,光强为 3 000 lx ,温度为(25±2)℃, 隔天
向盘内添加培养液(Hoagland培养液)以保持液面高度。 取外
形完好 、形状和大小相近的三叶状萍体进行试验。
1.2　试验试剂
CdCl2·2.5H2O(AR), 用蒸馏水配成 100 mg/ L 的 Cd2+母
液;50%的乙草胺乳油 , 山东侨昌化学有限公司生产 , 用蒸馏
水稀释为 500 mg/ L ,现用现配。
1.3　试验设计
于上午 8 点左右 ,选取生长良好 、长势一致的植株 ,移至
装有 CdCl2和乙草胺的烧杯中(500 mL)。设置 1/2IC50 ～ 2IC50
的质量浓度梯度 , CdCl2 为 2.5 mg/ L、5 mg/L、10 mg/ L, 乙草胺
为 3.5 mg/ L、7 mg/L、14 mg/ L[ 8-9] , 另设置对照组 ,具体见表 1。
各处理组设置 3 个重复 ,各项生理指标在 4 d 后测定 , 最终结
果取 3 次重复测定的平均值。
1.4　测试指标与方法
叶绿素质量比按照沈伟其[ 10]的方法测定;过氧化物酶活
性(POD)按照张志良[ 11]的方法测定;超氧化物歧化酶活性
(SOD)的测定采用 SOD 试剂盒 , 购自南京建成生物工程研究
所;MDA含量按照朱广廉等[ 12]的方法测定。
1.5　数据处理方法
所有数据均以 3 个平行组数据的平均值±标准差(SD)来
表示 , 采用Microsoft Excel 2003 和 DPS(Version 3.01)数据处理
系统进行方差分析和多重比较。
表 1　Cd2+与乙草胺处理的试验设计 mg·L-1
Table 1　Experimental design of Cd2+and acetochlor treatment
乙草胺 Cd
2+
0 2.5 5 10
0 0+0 0+2.5 0+5 0+10
3.5 3.5+0 3.5+2.5 3.5+5 3.5+10
7 7+0 7+2.5 7+5 7+10
14 14+0 14+2.5 14+5 14+10
9
第 13卷第 3 期
2013年 6 月 　　　　　　　　　　　　　
安 全 与 环 境 学 报
Journal of Safety and Environment
　　　　　　　　　　　　　　Vol.13　No.3
June , 2013
2　结果与分析
2.1　Cd2+与乙草胺单一及复合污染对少根紫萍叶绿素质量
比的影响
图 1为 Cd2+、乙草胺单一及复合污染对少根紫萍叶绿素
质量比的影响。单一 Cd2+质量浓度为 2.5 mg/L、5 mg/L、10
mg/L时 , 与对照相比 , 少根紫萍叶片中叶绿素质量比分别下
降了19.7%、34.2%、55.7%。单一 Cd2+污染对叶绿素质量比
影响明显 , 随各处理质量浓度的增加 , 叶绿素质量比急剧减
小 ,呈显著负相关(p<0.05)。 单一乙草胺质量浓度为 3.5
mg/ L、7 mg/L、14 mg/ L时 ,与对照相比 , 少根紫萍叶片中叶绿
素质量比分别下降了 3.5%、21.4%、29.2%。乙草胺质量浓
度为3.5 mg/L时 , 叶绿素质量比与对照相比变化不大 , 差异
不显著 , 随着乙草胺质量浓度的增加 , 叶绿素质量比逐渐降
低 ,呈显著负相关(p<0.05)。胁迫质量浓度与叶绿素质量比
的影响相关性分析表明 ,单一 Cd2+比乙草胺对叶绿素的破坏
要严重。
　　Cd2+-乙草胺复合污染时叶绿素质量比变化趋势与单一
处理相同 , 随各处理质量浓度的增加 , 叶绿素质量比逐渐减
小 ,呈显著负相关(p<0.05)。添加 3.5 mg/ L乙草胺 , Cd2+质
量浓度为 2.5 mg/ L、5 mg/L、10 mg/ L时 , 与对照相比 ,叶绿素
质量比分别下降了 30.6%、53.5%、60.8%, 叶绿素质量比均
低于单镉处理组 , 且差异显著。 当添加乙草胺质量浓度为 7
mg/ L时 ,随着 Cd2+质量浓度的增加 ,叶绿素质量比呈下降趋
势 ,在相同镉质量浓度下 ,与单镉处理组相比 ,叶绿素质量比
均下降 ,且与对照相比差异显著。当添加乙草胺质量浓度为
14 mg/ L时 ,叶绿素质量比仍然随镉质量浓度的增加呈下降
趋势 , 与单镉处理组 、3.5 mg/ L乙草胺及 7 mg/ L 乙草胺复合
处理组相比 ,叶绿素质量比显著降低 , 但同一镉质量浓度下不
同乙草胺质量浓度处理组间叶绿素质量比差异不显著 , 说明
复合污染中 , Cd2+对叶绿素的破坏占主导。
2.2　Cd2+与乙草胺单一及复合污染对少根紫萍 SOD 活性的
影响
Cd2+与乙草胺单一及复合污染对少根紫萍叶片 SOD活
性的影响见图 2。单一 Cd2+、乙草胺处理条件下 , 少根紫萍
SOD活性随处理质量浓度的增加呈先升高后下降的趋势。Cd2+
图 1　Cd2+与乙草胺单一及复合污染对少根紫
萍叶绿素质量比的影响
Fig.1　Effects of cadmium , acetochlor single and combined pollution on
the mass ratio of chlorophyll in Spirodela oligorrhiza
质量浓度为 2.5 mg/ L 时 , 与对照相比 , SOD 活性升高了
2.4%;Cd2+质量浓度为 10 mg/ L 时 , 酶活性比对照低了
13.3%。3.5 mg/ L乙草胺处理的酶活性与对照相比提高了
10.2%, 14 mg/L乙草胺处理的酶活性比对照降低了 9.7%。
从图 2可见 , 镉对少根紫萍SOD活性的影响大于乙草胺 , 表明
Cd2+比乙草胺的破坏性大。
　　Cd2+-乙草胺复合处理系列 SOD 活性变化趋势与单一处
理相同 , 仍表现为先升高后降低。 添加乙草胺质量浓度为
3.5 mg/ L、 Cd2+质量浓度为 2.5 mg/ L时 , 与对照相比 , SOD活
性升高了 5.5%;而当 Cd2+质量浓度为 5 mg/ L、10 mg/L时 , 酶
活性分别比对照低了 7.6%、14.6%。SOD活性随镉质量浓度
的增加仍然呈先升高后降低的趋势。添加 3.5 mg/ L乙草胺 、
镉质量浓度为 2.5 mg/ L时 , SOD活性高于单镉处理组;镉质
量浓度为 5 mg/L、10 mg/L时 , SOD的活性均低于单镉处理组 ,
且差异显著。当乙草胺质量浓度为 7 mg/L 和 14 mg/ L时 , 随
着 Cd2+质量浓度增加 , SOD的活性呈下降趋势 , 与对照相比 ,
分别 下降了 10.3%、 15.2%、 33.3%和 15.76%、 35.2%、
39.7%;添加 7 mg/L和 14 mg/ L乙草胺时 , SOD活性均低于单
镉处理组 , 且差异显著 , 显示出明显的协同作用 ,并且高质量
浓度 Cd2+与乙草胺复合污染的毒性大于低质量浓度 Cd2+与
乙草胺复合污染的毒性 。
2.3　Cd2+与乙草胺单一及复合污染对少根紫萍 POD活性的
影响
图 3 为 Cd2+、乙草胺单一及复合污染对少根紫萍 POD活
性的影响。单一 Cd2+质量浓度为 2.5 mg/L、5 mg/ L、10 mg/L
时 , 与对照相比 , POD 活性分别上升了 45.9%、 50.1%、
34.1%;单一乙草胺质量浓度为 3.5 mg/ L、7 mg/L、14 mg/L
时 , 与对照相比 , POD活性分别上升了 57.7%、25.7%、2.6%。
即单一处理时 , 随着 Cd2+、乙草胺质量浓度的增加 , POD 活性
呈先上升后下降的趋势 , 但均高于对照 ,且 Cd2+质量浓度为 5
mg/L、乙草胺质量浓度为 3.5 mg/ L时 , POD的活性达到最大 ,
而后呈下降趋势 , 但仍高于对照。
Cd2+-乙草胺复合处理系列中 , 添加乙草胺质量浓度为
3.5 mg/ L、 Cd2+质量浓度为 2.5 mg/ L、5 mg/ L 时 , 与对照相
比 , POD 的活性分别升高了 29.4%、46.6%, 且差异显著;而当
Cd2+质量浓度为 10 mg/L 时 , 酶活性比对照低了 2.3%,差异
不显著 , POD活性随镉质量浓度的增加仍然呈先升高后降低
图 2　Cd2+与乙草胺单一及复合污染对 SOD活性的影响
Fig.2　Effects of cadmium , acetochlor single and combined pollution on
activity of SOD in Spirodela oligorrhiza
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　Vol.13　No.3　　　　　 　　　　　　　　　安 全 与 环 境 学 报　　　　　 　　　　　　　　　第 13 卷第 3期
趋势。添加 3.5 mg/L 乙草胺 , POD活性均低于单镉处理组 ,
镉质量浓度为2.5 mg/L、5 mg/L时差异不显著 ,镉质量浓度为
10 mg/ L时差异显著。
添加乙草胺质量浓度为 7 mg/L、 Cd2+质量浓度为 2.5
mg/ L时 , 与对照相比 , POD 的活性升高了 16.5%, 且差异显
著;而当 Cd2+质量浓度为 5 mg/ L、10 mg/ L时 , 酶活性分别比
对照降低了 8.5%、19.3%,差异显著 , POD活性随镉质量浓度
的增加仍然呈先升高后降低趋势。添加 7 mg/L 乙草胺时 ,
POD活性均低于单镉处理组 ,差异显著。与 Cd2+-3.5 mg/L乙
草胺处理组相比 ,相同镉质量浓度下 , 添加 7 mg/L 乙草胺处
理组 POD活性要低 ,且差异显著。
　　添加 14 mg/ L乙草胺 、 Cd2+质量浓度为 2.5 mg/ L时 , 与
对照相比 , POD的活性升高了 5.3%;而当 Cd2+质量浓度为 5
mg/ L、10 mg/L时 , 酶活性分别比对照降低了 2.2%、30.2%。
添加14 mg/L乙草胺时 , POD活性均低于单镉处理组 , 差异显
著。与 Cd2+-3.5 mg/ L 乙草胺处理组相比 , 相同镉质量浓度
下 ,添加 7 mg/ L乙草胺处理组 POD活性要低 , 且差异显著。
与Cd2+-7 mg/L 乙草胺相比 , 相同镉质量浓度下 , 添加 14
mg/ L乙草胺处理组 POD活性要低 ,差异不显著。
2.4　Cd2+与乙草胺单一及复合污染对少根紫萍 MDA 含量
的影响
植物处于逆境胁迫或衰老时 ,体内活性氧累积 , 引发膜脂
过氧化 ,使植物生长异常。MDA(丙二醛)是膜脂过氧化产物
之一 , 因此 ,MDA含量能在一定程度上反映膜脂过氧化的程
度 ,从而反映植物受破坏程度[ 13] 。 Cd2+与乙草胺单一及复合
污染对少根紫萍叶片 MDA 含量的影响见图 4。单一 Cd2+质
量浓度为 2.5 mg/L、5 mg/ L、10 mg/ L时 , 与对照相比 ,MDA 含
量分别上升了9.3%、10.9%、23.1%;单一乙草胺质量浓度为
3.5 mg/ L、7 mg/ L、14 mg/ L时 , 与对照相比 ,MDA 含量分别上
升了 5.3%、20.5%、19.7%。单一 Cd2+、乙草胺污染对 MDA
含量影响明显 ,随各处理质量浓度的增加 ,MDA 含量逐渐上
升 ,呈显著正相关(p<0.05)。
Cd2+-乙草胺复合处理后 , MDA 含量变化趋势与单一处
理相同。当乙草胺质量浓度为 3.5 mg/L时 , 随着 Cd2+质量浓
度增加 ,MDA 的含量呈上升趋势 , 与对照相比 , 分别上升了
2.6%、 9.9%、 25.4%, Cd2+质量浓度为 2.5 mg/L时差异不显
图 3　Cd2+与乙草胺单一及复合污染对少根
紫萍 POD活性的影响
Fig.3　Effects of cadmium , acetochlor single and combined pollution on
activity of POD in Spirodela oligorrhiza
著 , Cd2+质量浓度为 5 mg/ L、10 mg/L 时 ,差异显著;与单镉处
理组相比 ,MDA 含量有所下降 ,差异不显著。
当乙草胺质量浓度为7 mg/L时 , 随着Cd2+质量浓度的增
加 ,MDA的含量仍呈上升趋势 ,与对照相比 ,MDA 含量分别上
升了 18.0%、35.9%、61.3%, 且差异显著;与单镉处理组相
比 ,MDA含量均升高 , 差异显著;与 Cd2+-3.5 mg/ L乙草胺处
理组相比 ,MDA 含量显著升高。
　　当乙草胺质量浓度为 14 mg/ L时 , 随着 Cd2+质量浓度增
加 , 与对照相比 , MDA 含量分别上升了 18.9%、 45.2%、
71.0%,且差异显著;与单镉处理组 、Cd2+-3.5 mg/L 乙草胺
组 、Cd2+-7 mg/ L乙草胺组相比 ,MDA 含量均显著升高 , 说明
植物受胁迫程度加深 , 膜脂抗氧化程度加剧。
3　讨　论
叶绿素是光合作用膜中的绿色色素 ,它是光合作用中捕
获光的主要成分 , 是绿色植物进行机体代谢活动的重要物质。
Somashekaraish 等[ 14]认为 , 叶绿素含量降低的原因 , 主要是外
来因子作用于叶绿素生物合成途径中几种酶的肽链中富含
—SH的部分 , 抑制了酶的活性从而阻碍了叶绿素的合成。在
本文中 , 随着 Cd2+、乙草胺胁迫质量浓度的增加 ,叶绿素质量
比显著下降。这是因为大量的 Cd2+、乙草胺在少根紫萍体内
积累 , 抑制了叶绿素酸酯还原酶和氨基-γ-戊酮酸的合成 , 从
而影响了叶绿素的生物合成;同时使叶绿体膜系统结构逐渐
受到破坏 , 导致叶绿素总量下降 , 光合速率降低 ,光合作用系
统受到不可修复的破坏。对镉-乙草胺复合污染 , 随着乙草胺
质量浓度的增加 , 少根紫萍叶片的叶绿素质量比下降 , 原因可
能是乙草胺促进了少根紫萍植株对 Cd2+的积累 , 从而直接对
叶绿体产生毒害作用 , 或者加剧了 Cd2+胁迫引起的膜脂过氧
化 , 产生大量 H2O2 而间接毒害叶绿体;另外 ,乙草胺本身对叶
绿体也有影响。
本文中 , 单一镉 、乙草胺处理时 , SOD 活性表现为先增加
后降低的趋势(图 2)。这主要是由于 SOD是保卫植物细胞免
受自由基伤害的第一道防线[ 15] , 在低质量浓度镉 、乙草胺胁
迫时 , 镉 、乙草胺进入少根紫萍体内诱发超氧阴离子(O-2 )的
生成 , 为了抵抗外源物质的氧化损伤 ,少根紫萍体内会合成更
多的 SOD ,因此 SOD活性增加。 SOD活性的增加是相对于O-2
图 4　Cd2+与乙草胺单一及复合污染对少
根紫萍 MDA含量的影响
Fig.4　Effects of cadmium , acetochlor single and combined pollution on
the content of MDA in Spirodela oligorrhiza
11
2013 年 6月　　 　　湛灵芝 ,等:Cd2+、乙草胺单一及其复合污染对少根紫萍生理生化特性的影响　　　　　June , 2013
含量增加的一种应急解毒措施 , 是使细胞免受毒害的应激反
应。但当活性氧的增加远远超过正常的歧化能力时 ,植物细
胞内多种功能被破坏 ,机体生理代谢紊乱 , SOD活性就会受到
抑制而下降。另外 ,镉可与 SOD中的金属基团发生作用 , SOD
活性会被强烈抑制[ 16] , 或者 , 镉通过与酶发生相互作用而改
变其蛋白结构 ,从而改变其功能活性[ 17] , 因此 , 过高质量浓度
的镉可能会干扰酶结构 ,从而导致 SOD酶活性降低。 本文结
果与张蕾[ 18]和徐向华[ 19]等对镉生物毒性效应的研究结果一
致。SOD酶可将超氧阴离子(O-2)分解为 H2O2 和 O2 , POD又
可催化 H2O2 反应生成 H2O 与 O2 , 从而降低 H2O2 的浓度 , 酶
的活性高低与机体内 O-2 和 H2O2 的累积程度有关[ 15] 。本文
中单一镉处理时 SOD 酶活性表现为先增加后降低 , 表明有
O-2 积累 ,且 SOD 清除增加 O-2 的能力有限;POD活性表现为
随镉处理质量浓度增加呈先增加后下降的趋势 , 但均高于对
照 ,表明H2O2 的累积还未达到使少根紫萍受害的程度。因
此 ,O-2 的积累是单一镉胁迫导致少根紫萍受伤害的主要原
因。这与徐向华[ 19] 、徐苏南[ 20] 等的研究结论一致 。其中
MDA是细胞膜受活性氧伤害的产物之一 , 细胞膜的受损程度
越严重 ,MDA 含量越高[ 21] 。 O-2 的积累导致了MDA 含量的增
加(图 4)[ 18] 。乙草胺单一处理对少根紫萍各项指标的影响与
镉相似 ,但均小于镉对少根紫萍的影响。这可能是因为乙草
胺属酰胺类除草剂 ,是植物脂类合成抑制剂或细胞分裂与生
长抑制剂 ,主要作用机制是抑制脂肪和脂肪酸的生物合成 ,包
括对软酯酸和油酸生物合成的抑制 , 也抑制发芽种子 a-淀粉
酶及蛋白酶的活性 ,从而抑制幼芽和根生长[ 22] ;而 Cd2+能强
烈抑制细胞和整个植株的生长 , 引起植物水分和养分吸收的
减少[ 23] , 从而导致Cd2+对少根紫萍的影响大于乙草胺。这与
黄河等[ 7]的研究结果一致。
对镉-乙草胺复合污染 , 添加乙草胺后 , SOD酶活性仍表
现为先增加后降低的变化趋势 ,但与单一镉污染相比 , SOD活
性在添加乙草胺质量浓度为3.5 mg/ L时就显著增加 ,表明镉-
乙草胺复合污染后毒性增强 ,诱导了少根紫萍叶片对污染产
生更大的应激作用 , 从而会对其自身起到更大的保护作用。
但添加高质量浓度乙草胺后 , SOD活性低于对照 ,说明此时外
源物质对 SOD 酶的破坏作用起主导作用。 这与张蕾[ 18] 、胡
蓉[ 24]等的研究结果一致。此结果也表明了镉-乙草胺复合污
染交互作用的毒性效应与污染物质量浓度有关 , 即高质量浓
度乙草胺与镉复合处理的毒性效应高于低质量浓度的乙草胺
与镉复合的毒性效应。镉-乙草胺复合污染时 , SOD酶活性降
低 ,表明有 O-2 积累 , POD 酶活性仍表现为先增加后下降趋
势 ,但活性和镉单一污染时相比有降低现象 。添加 3.5 mg/L
乙草胺 、 镉质量浓度为 10 mg/ L时 , POD的活性低于对照 , 表
明复合污染其毒性高于单一镉污染时的毒性效应 , 且有 H2O2
积累 ,积累的 H2O2和 O-2 可生成毒性更强的·OH[ 15] , 因此 O-2
和·OH 的累积是镉-乙草胺复合污染致毒的主要原因。这与
徐向华等[ 19]的研究结论一致 。因此 , 只用单一毒物的含量评
价水体污染是不准确的 ,必须考虑毒物的联合毒性 , 对复合污
染进行综合评价。镉-乙草胺复合污染对少根紫萍的毒性效
应增强 ,MDA 累积(图 4)的结果也证明了这一点。这与黄
河[ 7] 、孙倩[ 25]等的研究结果类似。
4　结　论
1)在 Cd2+、乙草胺的单一处理下 , 少根紫萍叶片中的叶
绿素质量比随着处理质量浓度的增加呈显著下降趋势 ,MDA
含量呈显著增加趋势 , SOD、POD的活性随处理质量浓度的增
加呈先上升后下降趋势;复合处理中 ,其变化趋势与单一处理
相同。
2)镉-乙草胺复合污染存在交互作用 ,其毒性效应大小与
质量浓度有关 , 高质量浓度乙草胺与镉复合污染的毒性效应
高于低质量浓度镉与乙草胺复合污染的毒性效应 , 且复合污
染的毒性效应高于单一污染的毒性效应。O-2 的累积是单一
胁迫导致少根紫萍受伤害的主要原因 , O-2 和·OH 累积是镉-
乙草胺复合污染致毒的主要原因 , 因此必须考虑毒物的联合
毒性 , 对复合污染进行综合评价。
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Single and the synthetic effects of Cd2+and the
acetochlor on the physiological behaviors of
Spirodela oligorrhiza
ZHAN Ling-zhi1 , TIE Bo-qing2 , ZENG Gui-hua1
(1 Changsha Environmental Protection College , Changsha 410004 ,
China;2 College of Resources and Environment , Hunan Agriculture
University , Changsha 410128 , China)
Abstract:The paperwould like to bring about the research results on
the single and the synthetic effects of Cd2+and the acetochlor on the
physiological behaviors of Spirodela oligorrhiza in hoping to expound
the toxicity mechanism of the mixed heavy metals and pesticides on
the aquatic plants.For this purpose , we have also conducted experi-
ments with the content of chlorophyll , the activity of SOD, POD and
that of MDA in the leaves of Spirodela oligorrhiza for tracing the bio-
logical responses of Spirodela oligorrhiza leaves to the single and joint
stress of cadmium (Cd) and acetochlor.The results of the above
mentioned experiments verify that the single-Cd treatment has signifi-
cant effects on the content of chlorophyll.For example , with the in-
crease of Cd concentrations , the content of chlorophyll tends to de-
crease evidently with the stress content of chlorophyll being a sensitive
index in the response to it.With the increase of Cd , the SOD and
POD activities of Spirodela oligorrhiza leaves tend to reveal an in-
crease-and-decrease tend , with the POD activities turning to be high-
er than the CK whereas the content of MDA keeps rising constantly.
However , similar effect of the single treatment of Spirodela oligorrhiz
acetochlor can be found on Cd , though it should be less than to it ,
because under the integrated stress of Cd-acetochlor , the content of
chlorophyll tends to decrease with the increase of its concentration ,
and less than in the single-Cd stress , though no striking concentration
difference of chlorophyll between the groups of different acetochlor
concentrations at the same Cd concentration.This shows that Cd2+ is
the dominant factor in the destruction of chlorophyll.There can be
found an increasing-decreasing trend of the Spirodela oligorrhiza leaf
SOD and POD activities , at the expense of the decrease of such en-
zyme activities as compared with the single-Cd stress , for the POD
activities turned to be lesser than CK.In addition , with the increase
of the content of MDA , its concentration would also increase , and
turn to be higher than the single-Cd stress , which suggests that the
combined toxicity of Cd and acetochlor should be stronger than the
single-Cd stress.Therefore , the interaction of cadmium and ace-
tochlor turns to be a synergic action , and the accumulation of O-2 and
·OH proves to be one of the main causes that accounts for the Cd-
acetochlor combined toxicity.
Key words:environmentalology;Spirodela oligorrhiza;cadmium;
acetochlor;interactive effect;physiological and bio-
chemical characteristics
CLC number:X173 　　　Document code:A
Article ID:1009-6094(2013)03-0009-05
13
2013 年 6月　　 　　湛灵芝 ,等:Cd2+、乙草胺单一及其复合污染对少根紫萍生理生化特性的影响　　　　　June , 2013