全 文 ：小麦和油菜中 Cu 和 Zn 的化学结合形态初步研究 3
汪金舫 3 3 　朱其清　刘　铮　(中国科学院南京土壤研究所 , 南京 210008)
A primary study on chemical bound forms of copper and zinc in wheat and rape. WAN G Jinfang ,ZHU Qiqing and
L IU Zheng ( Institute of Soil Science , Chinese Academy of Sciences , N anjing 210008) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2000 ,
11 (4) :629～630.
Sequential extraction method was used to analyze and distinguish various chemical bound forms of copper and zine in
rape and wheat . The results show that in these two crops ,copper was mainly in the form of wate soluble and ethanol
soluble , which can be easily transferred in crops. The total content of various chemical bound forms of copper was high2
er in aboveground part than in underground part ,and their content was decreased in the order of water soluble form
(W. S. form) > residual form (Re. form) > ethanol soluble form ( Eth. S. form) > acid soluble form (A. S. form) . Zinc
was mainly in the form of acid soluble , which is hard to be transferred in crops. The total content of various chemical
bound forms of zinc was lower in aboveground part than in roots , and their content was decreased in the order of A. S.
form > Re. form > W. S. form > Eth. S. form. In comparing with copper ,a large amount of zinc was enriched in seeds
and pods of rape.
Key words 　Chemical binding form , Sequential extraction method , Transference and enrichment .
　　3 中国科学院重大资助项目 ( KN95010203) .
　　3 3 通讯联系人.
　　1998 - 10 - 30 收稿 ,2000 - 03 - 29 接受.
1 　引 　　言
微量元素在植物体中的化学结合形态的研究 ,对于充分了
解其在植物体内的迁移转化机理 ,以及阐明其生理作用特征等
都具有重要意义. 但是 ,至今为止 ,由于植物体内微量元素的化
学结合形态比较复杂 ,而且差异很大 ,加上研究方法的限制 ,人
们对于微量元素在植物体中存在的化学形态知之甚少. 参照国
内外报道的一些资料 [1～4 ] ,采用连续浸提的方法 ,初步探讨了
Cu 和 Zn 在小麦和油菜植株中的各种化学形态的含量和分异
特征 ,试图阐明其在植物体内各种化学结合形态的差异性规
律 ,为明确其在植物体内的转运机理和合理施用微量元素肥料
提供科学依据.
2 　材料与方法
211 　样品采集
小麦和油菜样品采自河南封丘潘店乡中国科学院农业生
态实验站内 . 试样用去离子水 (蒸馏水再经过离子交换柱) 冲洗
干净后置于烘箱中 ( ±60 ℃) 烘干 ,用微型植物粉碎机磨碎 ,置
于磨口瓶中备用.
212 　研究方法
分别称取在烘箱中已烘 3h ( ±60 ℃)的样品 3g ,置于 100ml
的塑料离心管中 ,加入一定量提取剂 ,采用连续浸提方法 ,在振
荡机上振荡 1h 后 ,在高速离心机 (1 万转·min - 1) 上离心过滤 ,
滤液直接用 GGX26A 型原子吸收分光光度计测定 Cu 和 Zn 含
量. 每次浸提后的残留物用去离子水洗涤 ,在 60 ℃烘箱中烘干 ,
再进行下面的浸提. 各种化学结合形态的具体含义见文献 [ 4 ] ,
具体操作步骤如图 1 所示.
3 　结果与讨论
311 　植株中 Cu 和 Zn 的化学结合形态
31111 油菜和小麦苗期不同部位各种形态 Cu 含量 　从图 2 可
以看出 ,油菜和小麦在苗期时 ,地上部和地下部中 Cu 形态都以
活性很高的水溶态 Cu 为主 ,地上部中水溶态 Cu 约占总量的
56 %～63 % ,根中水溶态 Cu 约占总量的 36 %. 这一结果与许嘉
琳等[4 ]所报道的在小麦叶中 Cu 的形态以水溶态为主的结论十
分吻合 ,说明在作物体内 Cu 以易溶性的无机物和分子量低的
有机铜占主要地位 [2 ] ,比较容易溶于水. 在油菜和小麦植株体
内的各种形态 Cu 的含量依次为水溶态 > 残留态 > 醇溶态 > 酸
溶态. 此外 ,在这两种植物的地上部中各种化学结合形态 Cu 含
量的总量高于其地下部 ,表明Cu在作物体内具有较强的迁移
图 1 　样品连续浸提方法
Fig. 1 Sequential extraction method of plant samples.
应 用 生 态 学 报 　2000 年 8 月 　第 11 卷 　第 4 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Aug. 2000 ,11 (4)∶629～630
图 2 　作物不同部位中各种形态 Cu 的含量
Fig. 2 Contents of different forms of Cu in plants.
A. 水溶态 W. S. form ,B. 醇溶态 Eth. S. form ,C. 酸溶态 A. S. form ,D. 残
留态 Re. form ,E. 总量 Total. Ⅰ. 油菜地上部 Aboveground part of rape ,
Ⅱ.油菜地下部 Rape roots , Ⅲ. 小麦地上部 Aboveground part of wheat ,
Ⅳ. 小麦地下部 Wheat roots. 下同 The same below.
和转运能力 ,当作物根系吸收 Cu 后能较迅速地以水溶态 Cu 的
形态向地上部转运.
311. 2 油菜和小麦苗期不同部位各种形态 Zn 含量 　由图 3 可
知 ,在苗期 ,油菜和小麦地上部和地下部中以活性较低的酸溶
态 Zn 含量为主 ,其中 ,油菜地上部酸溶态 Zn 含量占地上部各
形态 Zn 总量的 54 % ,根中酸溶态 Zn 含量占地下部各形态 Zn
总量的 57 %. 小麦地上部和地下部中酸溶态 Zn 含量均占其总
量的 44 %. 在油菜和小麦植株体内各种形态 Zn 含量的顺序分
别为酸溶态 > 残留态 > 水溶态 > 醇溶态. 此外 ,在这两种植物
中各种形态 Zn 总量为地下部含量高于地上部. 与图 2 中的分
析结果相比较可以清楚地得出 ,在油菜和小麦植株体内 Cu 和
Zn 的存在形态有很大的差异 ,Cu 的活性较强 ,以水溶态 Cu 为
主 ,容易从植株根部向地上部转运 ,而 Zn 以活性较弱的酸溶态
为主 ,在植物体内较难迁移转运. 这也许是在当地种植的作物
中缺 Zn 症状比缺 Cu 症状容易发生的原因之一.
图 3 　作物不同部位中各种形态 Zn 的含量
Fig. 3 Contents of different forms of Zn in plants.
312 　油菜籽实和荚壳中各种形态 Cu 和 Zn 含量
在油菜收获后取其籽实和荚壳进行分析 (表 1) ,可以看出 ,
各种形态 Cu 和 Zn 含量的总量都为籽实高于荚壳 ,而且 Zn 含
量总量明显高于 Cu 含量的总量 ,说明当油菜吸收 Cu 和 Zn 后 ,
各种形态的 Cu 和 Zn 较多地向籽实转运和富集 ,与 Cu 相比较 ,
Zn 比 Cu 更迅速和更多量地向籽实和荚壳中转运和富集. Cu 在
油菜籽实和荚壳中以活性较强的水溶态和醇溶态为主 ,而 Zn
在籽实和荚壳中则以活性相对较低的酸溶态为主.
表 1 　油菜籽实和荚壳中各种形态 Cu和 Zn 的含量 3
Table 1 Contents of different forms of Cu and Zn in rape(μg·g - 1)
形　态
Forms
Cu
籽　实
Rapeseed
荚　壳
Pod
Zn
籽　实
Rapeseed
荚　壳
Pod
水溶态 W. S. Form 8. 13 3. 46 13. 31 2. 80
醇溶态 Eth. S. form 6. 66 4. 94 2. 07 1. 14
酸溶态 A. S. form 2. 07 0. 82 31. 43 15. 64
残留态 Re. S. form 4. 81 3. 62 7. 77 9. 22
总　量 Total 22. 67 12. 84 54. 58 28. 803 表中数据为 3 个样品的平均值.
4 　结 　　论
411 　在这两种植物体内 Cu 以活性较强的水溶态和醇溶态形
态存在为主 ,其迁移转运能力较强 ,因此 ,各种形态 Cu 含量的
总量以地上部高于地下部 ,其中水溶态 Cu 含量 > 残留态 > 醇
溶态 > 酸溶态.
412 　植物体内 Zn 以活性较弱的酸溶态形态存在为主 ,各种形
态 Zn 含量的总量以地下部高于地上部 ,与 Cu 比较而言 ,植物
根系吸收的 Zn 较难向地上部转运. 各种形态 Zn 含量的顺序依
次为酸溶态 > 残留态 > 水溶态 > 醇溶态.
413 　在油菜籽实和荚壳中 ,各种形态 Zn 含量的总量明显高于
Cu 含量的总量. Zn 比 Cu 更多量地向籽实和荚壳中转运和富
集. Cu 在油菜籽实和荚壳中以活性较强的水溶态和醇溶态为
主 ,而 Zn 在籽实和荚壳中则以活性相对较低的酸溶态为主.
参考文献
1 　Brown PH et al . 1993. Form and function of zinc in plants. In : Rob2
son AD eds. Zinc in Soils and Plants. Kluwer Academic Publishers.
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2 　Kabata2Pendias A and Pendias H. 1992. Trace Elements in Soils and
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3 　Renildes L F et al . 1993. Zinc2binding peptides as a function of Zn and
S in soybeans. In : Barrow NJ ed. Plant Nutrition from Genetic Engi2
neering to Field Practice. Kluwer Academic Publishers. 651～65
4 　Xu J2L (许嘉琳) , Bao Z2P(鲍子平) , Yang J2R (杨居荣) and Liu H
(刘　虹) . 1991. Chemical forms of pb , Cd , and Cu in crops. Chin
J A ppl Ecol (应用生态学报) ,2 (3) :244～248 (in Chinese)
5 　Zhu T2D (褚天铎) ,Li Ch2H (李春花) ,Liu X2B (刘新保) et al .
1993. Study on the chemical forms of zinc in celery. In : International
Symposium on the Role of Sulphur , Magnesium and Micronutrients in
Balanced Plant Nutrition. Chengdu :Chengdu Science and Technology
University Press. 311～315 (in Chinese)
作者简介 　汪金舫 ,男 ,1962 年生 ,博士 ,副研究员. 主要从事微
量元素的土壤化学和植物营养方面的研究 ,已发表论文 20 多
篇. E2mail :jfwang @ns. issas. ac. cn
036 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　11 卷