全 文 ：生态环境学报 2015, 24(3): 517-521 http://www.jeesci.com
Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@jeesci.com
基金项目：国家自然科学基金项目（41161057）；广西科学研究与技术开发项目重大专项计划（桂科重 1298002-6）；广西教育厅项目
（2013HZ003）；广西自然科学基金项目（2014GXNSFAA118303）；广西科学研究与技术开发项目（桂科转 14122008-2）
作者简介：刘华（1987 年生），男，硕士，主要从事环境生态与生物修复研究。E-mail：liuh34@126.com
*通信作者：于方明（1975 年生），男，教授，博士，主要从事环境毒理学与土壤污染生物修复的研究。E-mail: Fmyu1215@163.com
收稿日期：2013-09-05
Mn、Zn 单一及复合污染对水蓼氮素代谢的影响
刘华 1，刘可慧 2，周振明 1, 3，苏银萍 1，陈孟林 1, 3，陈朝述 1, 3，于方明 1, 3*
1. 广西师范大学环境与资源学院，广西 桂林 541004；2. 桂林电子科技大学生命与环境学院，广西 桂林 541004；
3. 广西环境污染控制与技术重点实验室，广西 桂林 541004

摘要：采用水培的方法，研究了 Mn、Zn 单一及复合污染对锰超富集植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)生长、氮代谢关键酶
（谷氨酰胺合酶(GOGAT)、谷氨酸合成酶(GS)、硝酸还原酶(NR)、谷氨酸脱氢酶(GDH））活性以及硝态氮（NO3-）、铵态氮
（NH4+）、可溶性蛋白质、游离脯氨酸、叶绿素 a、叶绿素 b 和叶绿素 a+b 含量，水蓼对 Mn、Zn 的吸收和转移系数的影响。
研究结果表明，水蓼根、茎、叶中 Mn、Zn 含量，随着 Mn、Zn 处理浓度的增加而增加，且水蓼对 Zn 和 Mn 的转移系数分
别维持在 1.0~1.8 和 1.0~11.9，表明 Zn 对水蓼体内 Mn 的转移影响较为明显；Mn/Zn 单一及复合处理显著降低了水蓼叶绿素
a、叶绿素 b 和叶绿素 a+b 的含量（P<0.05），但是叶绿素 a/b 较对照组显著提高（P<0.05），Mn/Zn 复合处理抑制了根系
生长及株重，T8 时，根长仅为对照组的 64.93%，而 T9 时，株重仅为对照组的 65.45%；单 Zn 及 Mn/Zn 复合处理均降低了
水蓼根系中 NO3-的含量，以及抑制 NR 活性，T5 时，叶片和根中 NR 活性分别是对照组的 44.36%和 34.41%，但提高了叶
片与根系中 NH4+的含量，T9 时叶片中的 NH4+含量是对照组的 2.35 倍，T8 时根中的 NH4+含量是对照组的 1.58 倍，以及增
加了 GS 活性，T9 时，叶和根中 GS 活性分别使对照组的 1.32 和 1.57 倍，Zn 及 Mn、Zn 复合处理对水蓼叶片与根系中可溶
性蛋白质含量无显著影响（P>0.05），表明 GS 活性以及 GDH 活性提高在消除 NH4+胁迫过程中起重要作用。
关键词：Mn/Zn 复合污染；水蓼；氮素代谢
DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.03.023
中图分类号：X171.5 文献标志码：A 文章编号：1674-5906（2015）03-517-05
引用格式：刘华，刘可慧，周振明，苏银萍，陈孟林，陈朝述，于方明. Mn、Zn 单一及复合污染对水蓼氮素代谢的影响[J].
生态环境学报, 2015, 24(3): 517-521.
LIU Hua, LIU Kehui, ZHOU Zhenming, SU Yinping, CHEN Menglin, CHEN Chaoshu, YU Fangming. Effects of Mn/Zn Single and
Combined Pollution on the Nitrogen Metabolism in Polygonum Hydropiper L. [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(3):
517-521.
Mn 和 Zn 作为动植物生长所必须的营养元素，
与 300 多种酶的活性有关，参与细胞的所有代谢过
程，在维持动植物生长中起着重要的作用（刘欣等，
2005），Mn 在植物光合作用中起着重要作用，但
是高 Mn 将会抑制植物的光合作用，高含量的 Mn
抑制植物根系的伸长（臧小平，1999），Zn 与植物
的碳水化合物的转化过程、光合作用密切相连，高
Zn 将抑制植物的生物量；高含量的 Mn 和 Zn 能抑
制神经末梢释放神经递质，导致人体神经系统失
调，引起帕金森综合症及头晕、呕吐、腹泻等症状
（曹永孝等，1993；Zhang 等，2011）。广西 Mn 矿
含量丰富，开采量居全国之首位，但是大量的 Mn
矿开采，导致矿区周围 Mn 污染严重，同时还伴随
着中强度的 Zn 污染（黄芳芳，2011）。因此寻找
适合本地的锰污染土壤修复治理的方法显得尤为
紧迫和必要。在众多重金属污染土壤修复技术中植
物修复因其具有绿色环保和低成本的特点而倍受
关注，并越来越多的应用于污染土壤的修复（Liu
等，2009；Abdolkarimc 等，2011；Zhang 等，2011）。
水蓼是国内较早发现的 Mn 超富集植物之一，
其对 Mn 具有较强的富集性、累积性和耐性，是一
种良好的 Mn 污染土壤修复材料，在广西也分布广
泛，但目前对其的研究主要集中在其对 Mn 的富集
特征（王华等，2007）、Mn 在植物体中的分布（王
华等，2008）及 Mn 对抗氧化机理（于方明等，2011）
的影响上。而重金属复合污染对其生理特征的影响
还未见报道。因此，本研究采用水培方式，探讨了
Mn、Zn 及其交互作用对水蓼生长，Mn、Zn 吸收，
518 生态环境学报 第 24 卷第 3 期（2015 年 3 月）
及氮素代谢途径的影响，旨在为水蓼的实际应用提
供理论依据。
1 实验材料和方法
1.1 植物培养
供试植物水蓼幼苗采自漓江沿岸。将所采集的
水蓼幼苗用自来水冲洗干净后采用 1/2Hoagland 营
养液进行预培养，Hoagland 营养液组成为：2.0
mmol·L-1 Ca(NO3)2.4H2O，0.10 mmol·L-1 KH2PO4，
0.50 mmol·L-1 MgSO4·7H2O，0.10 mmol·L-1 KCl，0.70
mmol·L-1 K2SO4，0.10 μmol·L-1 H3BO3，0.50 μmol·L-1
MnSO4·H2O ， 0.50 μmol·L-1 ZnSO4·7H2O ， 0.20
μmol·L-1 CuSO4·5H2O，0.01 μmol·L-1(NH4)6Mo7O24，
0.10 mmol·L-1 Fe-EDTA。幼苗生长至一定高度后截
取上端 5 cm 长的带叶枝条进行第 2 次预培养，待
枝条长出比较旺盛的根系后，选取生长一致的植株，
移至装有 1/2 Hoagland 营养液的黑色塑料盆（34
cm×22 cm ×11 cm，长×宽×高）中，然后加 Mn 处
理，每盆种 9 株，培养溶液体积为 4 L。采用正交
法设置了 3 个不同浓度的 Mn 和 Zn，共计 9 个处理
浓度（见表 1），其中 Mn 以 MnSO4·H2O，Zn 以
ZnSO4·H2O 的形式加入到 1/2 Hoagland 营养液中，
每个处理设 3 个重复，营养液每 3 d 更换 1 次，并
用 0.1 mol·L-1 HCl 或 NaOH 调节 pH 至 5.7 左右，
培 养 室 温 度 为 20~25 ℃， 空 气 相 对 湿 度 为
60%~70%，人工光照 14 h，营养液保持 24 h 连续
通气，处理 15 d 后收获。
1.2 试验方法
1.2.1 生物量测定
将植株样品用自来水冲洗净，然后将根浸入 20
mmol·L-1 EDTA-Na2 溶液中交换 20 min，以去除根
系表面吸附的 Mn2+，最后用去离子水洗净，吸水纸
吸干表面水分，用卷尺分别测量株高和根长并称鲜
重。随后将植物样品的根和叶片分为两部分，其中
一部分装入封口密封带，放入-20 ℃冰箱保存备用；
另一部分植物样品放至烘箱内，在 105 ℃下杀青
30 min，然后在 70 ℃下烘 48 h 至恒重，用不锈钢
粉碎机磨碎，过 60 目尼龙网筛用于 Mn、Zn 含量
测定。
1.2.2 NR、GS、GDH和GOGAT酶测定
NR、GS、GDH 的测定参照《现代植物生理学
实验指南》的方法（中国科学院上海植物生理研究
所，1999）。NR 以 1 h 内还原 KNO3 生成 NO2-的 μg
表示酶活性，GS 活性以 1 h 内形成 1 μmol γ-谷氨酰
基羟肟酸的酶量作为 1 个酶活性单位，GDH 活性以
NADH μmol·min-1·g-1 蛋白质表示。GOGAT 的测定
参照 Sánchez（Sánchez 等，2004）的方法，以每分
钟反应液减少 1 μmol 的 NADH 所需的酶量定义为
1 个酶活性单位。以上酶的提取和测定均在 0~4 ℃
条件下完成。
1.2.3 NO3-、NH4+、可溶性蛋白质和游离脯氨酸和
叶绿素含量测定
叶绿素、NO3-、NH4+和游离脯氨酸含量的测定
参照王学奎（王学奎，2006）的方法，可溶性蛋白
质的含量参照含量测定 Bradford（Bradford，1976）
的方法测定，使用牛血清蛋白制作标准曲线。
1.2.4 Mn 和 Zn 的测定
称取 0.50 g 烘干且磨碎的水蓼样品于 100 mL
三角瓶中，加入 HNO3-HClO4（两者体积比为 4∶1），
消煮至澄清，用去离子水定容后采用原子吸收分光
光度计（日立 180-80 型）测定各植物样品中 Mn 和
Zn 的含量。
1.2.5 转移系数（transfer factor, TF）的计算
转移系数（TF）=地上部分所累积的重金属含
量(mg·kg-1)/根部所累积的重金属含量(mg·kg-1)
以上所有测定至少重复 3 次，所得数据用
excel2003 和 SPSS 17.0 软件处理，应用 Duncan 新
复极差法进行差异显著性检验。
2 结果分析
2.1 水蓼对 Mn/Zn 单一及复合污染的吸收累积及
转运系数
如表 2 所示，当 Mn 浓度一定时，根、茎、叶
中 Zn 含量随着 Zn 处理浓度的增加而增加，而 Mn
的含量则随着 Zn 浓度的增加而降低。而 Zn 浓度一
定时，根、茎、叶中 Mn 的的含量均随着 Mn 浓度
的增加而呈现上升的趋势。Mn、Zn 单一处理及交
互作用下，水蓼对 Zn 的转移系数影响不明显，维
持在 1.0~1.8，而对 Mn 的转移系数维持在 1.0~11.9
之间，表明 Zn 对 Mn 的转移影响较为明显。
2.2 Mn/Zn 对水蓼生长和光合色素的影响
从表 3 中可以看出，在 Mn、Zn 单一及复合处
理处理下，对水蓼影响最大的为根长和株重。100
mg·L-1 Mn 处理（T3）及 Mn、Zn 复合处理（T5，
T6，T7，T8）均显著降低了水蓼的株重和根长
（P<0.05），表明 Mn、Zn 对水蓼的株重和根长最为
明显，对株高的影响均较小。与水蓼生物量相比，
Mn/Zn单一及复合污染对水蓼光合色素的影响更为
明显。Mn/Zn 单一及复合污染显著抵制了水蓼的叶
表1 锰和锌的处理浓度设置
Table 1 Treated concentrations of Mn and Zn mg·L-1
处理质量浓度 0Mn 10Mn 100Mn
0Zn T1 T4 T7
10Zn T2 T5 T8
100Zn T3 T6 T9

刘华等：Mn、Zn 单一及复合污染对水蓼氮素代谢的影响 519
绿素 a、叶绿素 b 以及叶绿素 a+b 的含量（P<0.05）。
叶绿素 a/b 维持在 2.3~3.2 之间，并以 T1 处理最低，
说明复合污染对叶绿素 b 的影响更大。单 Mn 或者
单 Zn 处理对水蓼类胡萝卜素影响不显著（P>0.05）。
2.3 Mn、Zn 单一及复合污染对水蓼 NO3-、NH4+、
游离脯氨酸和可溶性蛋白质的影响
如表 4 所示，单 Zn 处理降低了水蓼叶片与根
系中 NO3-的含量，根系中 NO3-的含量在 10 mg·L-1
的单 Mn 处理时，显著高于 100 mg·L-1 处理，而叶
片中却最低。Mn、Zn 复合处理降低了根系中 NO3-
含量，而 100 mg·L-1 的 Mn、Zn 复合处理叶片中 NO3-
的含量显著高于其他处理（P<0.05）。Mn、Zn 处理
提高了叶片与根系中 NH4+的含量，在单 Zn、Mn
处理下，叶片与根系中 NH4+的含量随着处理浓度的
增加而增加。在 Mn 处理浓度一定时，根系中游离
脯氨酸的含量随着 Zn 处理浓度的增加而降低，而
在叶片中则表现为在 Zn 处理浓度为 10 mg·L-1 时，
含量最低。水蓼叶片与根系中可溶性蛋白质含量在
Mn、Zn 单一及复合污染下，与对照间均无显著性
差异（P>0.05）。
表 2 Mn、Zn 单一及复合污染对水蓼的累积和转移系数
Table 2 Accumulation and transfer factors on Mn or Zn in the P. hydropiper L.
处理 w(Mn)/(mg·kg
-1) w(Zn)/(mg·kg-1)
TFMn TFZn 根 茎 叶 根 茎 叶
T1 87.9±9.2c 84.1±5.4c 163.3±26.5f 122.1±11.4f 117.2±15.0g 194.3±15.2e 1.4 1.3
T2 12.4±1.2c 59.5±2.4c 128.9±23.6f 2 245.8±59.9cd 3 096.0±206.6de 2 598.7±60.6c 7.6 1.3
T3 6.2±0.1c 28.1±3.8c 119.3±17.1f 4 172.2±214.6b 8 855.5±531.1b 5 645.0±194.1a 11.9 1.8
T4 587.1±66.8c 2 460.4±76.6b 1 1371.2±59.7c 1 059.1±72.3ef 823.1±51.2fg 1 338.2±94.1d 11.8 1.0
T5 381.1±15.7c 2 050.5±36.2b 3 678.3±178.4e 3 009.6±399.9c 3 837.6±147.7d 3 827.8±285.3b 7.5 1.3
T6 313.5±10.6c 1 959.8±58.3b 3 434.8±933.1e 6 708.5±563.1a 10 434.4±1018.8a 6 144.9±501.2a 8.6 1.2
T7 2 087.6±74.2c 10 664.5±249.8a 29 001.4±1754.3a 1 538.0±99.1de 2 124.5±123.0ef 2 186.7±184.3cd 9.5 1.4
T8 6 291.7±274.4b 9 696.8±154.9a 19 754.5±696.2b 1 745.7±92.3de 2 606.3±117.9de 2 786.9±110.1c 2.4 1.6
T9 9 447.3±236.8a 9 364.6±7.2a 9 333.5±28.1d 4 653.2±90.6b 5 680.2±413.1c 4 574.4±199.5b 1.0 1.1
表中同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著(P<0.05)；样品重复数 n=3，下同
表 3 Mn、Zn 单一及复合污染对水蓼生长和叶光合色素的影响
Table 3 Effects of Mn/Zn simple and combined pollution on plant growth and photosynthetic pigments of P. hydropiper L.
处理 株高/cm 株重/g 根长/cm w/(mg·kg
-1)
叶绿素 a 叶绿素 b 叶绿素 a+b 类胡萝卜素 叶绿素 a/b
T1 28.3±2.6ab 5.5±0.6a 34.5±2.4a 2.6±0.2a 1.1±0.1a 3.7±0.3a 0.12±0.01bcd 2.3±0.1d
T2 24.8±1.6bc 4.9±0.9ab 35.0±2.9a 2.1±0.1bc 0.8±0.1bc 2.9±0.2bc 0.16±0.03ab 2.7±0.1c
T3 24.9±2.9bc 3.7±0.3bc 23.1±2.4c 2.0±0.0bcd 0.7±0.0bc 2.7±0.1bcd 0.14±0.02bc 2.7±0.1bc
T4 24.2±2.3bc 5.3±0.8a 32.5±2.8ab 1.7±0.2de 0.6±0.1d 2.3±0.2de 0.10±0.02cde 3.2±0.2a
T5 24.9±1.7bc 4.0±0.8bc 26.5±2.5bc 1.5±0.1e 0.5±0.0d 2.0±0.1e 0.06±0.01e 3.0±0.2ab
T6 27.1±3.3abc 3.9±0.6bc 22.8±2.2c 2.2±0.2b 0.8±0.1b 3.0±0.3b 0.20±0.03a 2.7±0.1bc
T7 27.8±2.7ab 4.1±0.5bc 24.7±1.7c 1.6±0.2e 0.5±0.1d 2.1±0.2e 0.09±0.02de 2.9±0.2bc
T8 29.9±3.3a 4.1±0.5bc 22.4±2.5c 1.7±0.3e 0.6±0.1cd 2.3±0.1de 0.08±0.04de 2.7±0.2bc
T9 23.1±2.1c 3.6±0.6c 25.6±2.1c 1.8±0.1cde 0.6±0.0cd 2.5±0.1cde 0.12±0.01bcd 2.8±0.1bc

表 4 Mn/Zn 复合污染对对水蓼 NO3-、NH4+、游离脯氨酸和可溶性蛋白质的影响
Table 4 Effects of Mn/Zn simple and combined pollution on NO3-, NH4+, free proline and soluble protein on P. hydropiper L.
处理 w(NO3
-)/(mg·g-1) w(NH4+)/(μg·g-1) 游离脯氨酸/(μg·g-1) 可溶性蛋白质/(mg·g-1)
叶片 根 叶片 根 叶片 根 叶片 根
T1 4.2±0.2c 5.6±0.4b 609.1±4.3f 154.5±1.6c 20.7±0.9abc 21.7±1.5b 24.4±1.9bc 28.4±2.5abc
T2 2.3±0.2f 5.5±0.2b 891.8±7.5d 170.9±17.8c 19.5±0.7abc 20.7±1.6bc 26.3±2.1abc 33.0±3.5a
T3 3.0±0.2e 3.1±0.2e 1 010.1±47.1c 59.3±6.7e 23.1±1.7ab 14.8±1.5ef 28.3±0.4ab 32.9±3.3a
T4 3.3±0.3de 6.6±0.3a 822.6±3.6e 158.4±13.4c 22.5±1.2abc 25.9±2.0a 23.6±1.4c 24.4±2.0c
T5 3.5±0.2d 5.2±0.2bc 1 131.1±92.0b 169.1±7.9c 15.7±1.7c 17.0±0.8de 24.6±4.0bc 31.2±0.6ab
T6 4.8±0.1b 4.0±0.2d 1 410.6±4.0a 106.5±5.9d 16.5±0.3bc 13.1±1.5f 26.6±0.8abc 31.1±1.8ab
T7 4.2±0.3c 5.3±0.2bc 1 058.5±12.0c 194.6±9.8b 24.5±0.5a 18.7±0.5cd 22.8±0.2c 28.6±1.6abc
T8 3.2±0.3de 4.9±0.3c 1 187.1±23.9b 244.8±9.1a 15.6±0.5c 14.8±1.7ef 25.1±3.1abc 28.7±3.6abc
T9 5.7±0.2a 3.0±0.2e 1 431.9±48.1a 165.5±19.6c 25.5±1.2a 12.5±0.8f 28.6±0.6a 26.6±2.4bc

520 生态环境学报 第 24 卷第 3 期（2015 年 3 月）
2.4 Mn/Zn单一及复合污染对水蓼氮代谢关键酶
的影响
从表 5 中可以看出，Mn、Zn 添加降低了水蓼
叶片和根系中 GOGAT、NR 活性。但 Zn 处理增加
了根系中 NR 活性，且 Zn 处理浓度越高，活性越
高，单 Mn 处理则降低了根系 NR 活性。Mn、Zn
单一及复合处理显著提高了叶片与根系中 GS 活
性。叶片中 GDH 的活性变化与叶片中的 NO3-和游
离脯氨酸的变化趋势相似。低浓度的 Mn/Zn 复合污
染可以提高 GDH 的活性，但高浓度（T9）的 Mn/Zn
处理严重的抵制了该酶的活性。
3 讨论
叶绿素是光合作用的物质基础，其含量高低将
直接影响植物光合作用的强弱及物质合成速率的
高低（寇士伟等，2011）。本研究结果表明，Mn、
Zn 单一及复合处理显著抑制了水蓼叶绿素 a、b 和
a+b 的含量（P<0.05），叶绿素含量的降低将直接
影响植物光合作用及物质的合成，导致生物量的降
低，水蓼在 Mn、Zn 处理下植物根系生长受到了抑
制、株重显著降低，这与叶绿素含量降低有直接的
关系。该结果与刘萍对 Pb 和 Cd 复合污染下柠檬酸
对龙葵生长的影响研究结果相似（刘萍等，2012）。
叶绿素含量降低可能是因为 Mn 和 Zn 进入植物组
织中后，Mn、Zn 与细胞膜上的蛋白体结合，导致
基粒垛叠结构解体，引起叶绿素的降解（于方明等，
2008），另外，本研究中发现，水蓼根、茎、叶中
Mn、Zn 含量均随着 Mn、Zn 处理浓度的增加而增
加，植物组织中大量的 Mn、Zn 存在，有可能替代
了植物色素中的 Mg，引起蛋白质变性。这两种原
因将最终导致水蓼光合作用受阻，影响水蓼物质的
合成，从而降低植物的生物量。
植物能够从土壤中吸收的氮源主要有 NO3-和
NH4+，但其的转化主要通过 NR 及 GOGAT、GS 来
完成，因此 NR 以及 GOGAT、GS 被称为植物氮素
转化的关键酶。本研究结果表明，单 Zn 及 Mn、Zn
复合处理均降低了水蓼叶片与根系中 NO3-的含量，
此时，叶片与根系中 NR 活性 NO3-的含量变化相似，
都显著低于对照，根系中 NO3-含量较低可能是由于
水蓼体中高浓的 Mn、Zn 抑制了 NO3-的吸收，同时
抑制了 NR 活性。本研究还发现，Mn、Zn 处理提
高了叶片与根系中 NH4+的含量，在单 Zn、Mn 处理
下，叶片与根系中 NH4+的含量随着处理浓度的增加
而增加，表明 Mn、Zn 处理造成了水蓼 NH4+的胁迫。
此时植物可以通过提高 GOGAT/GS 循环相关酶以
及 GDH 活性来消除 NH4+的胁迫，这与本实验的研
究结果水蓼根系中 GS 活性以及 GDH 活性在 Mn、
Zn 处理下得到不同程度的升高的结果一直，表明
GS 活性以及 GDH 活性在消除 NH4+胁迫的过程中
起重要作用。另外 Mn、Zn 单一及复合处理，水蓼
叶片与根系中蛋白质含量均与对照间无显著性差
异的结果也证明，GS 活性以及 GDH 活性提高有力
的消除了 NH4+胁迫。
4 结论
Mn/Zn 单一及复合处理降低了水蓼叶绿素 a、
叶绿素 b 和叶绿素（a+b）的含量，抑制了水蓼根
系的生长以及株重；水蓼根茎叶中 Mn、Zn 含量随
着 Mn、Zn 处理浓度的增加而增加，Mn、Zn 含量
的增加抑制了水蓼对 NO3-的吸收，同时造成了叶片
与根系中不同程度的 NH4+胁迫，GS 与 GDH 活性
不同程度的增加有效降低了 NH4+胁迫。

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表 5 Mn、Zn 单一及复合污染对对水蓼氮代谢关键酶的影响
Table 5 Effects of Mn/Zn simple and combined pollution on activities of key enzymes of nitrogen metabolism on P. hydropiper L.
处理 GOGAT 活性/(μmol·g
-1·min-1) GS 活性/(μmol·g-1·h-1) NR 活性/(μg·g-1·h-1) GDH 活性/(μmol·g-1·min-1)
叶片 根 叶片 根 叶片 根 叶片 根
T1 11.1±0.8a 19.1±2.2b 206.9±3.2cd 161.5±13.7c 50.5±1.4a 40.4±0.9a 11.7±1.0cd 7.1±1.7e
T2 10.5±1.4ab 7.1±0.8de 222.5±3.0bc 195.4±15.2b 31.4±1.0c 20.1±0.6d 8.7±0.3e 38.0±3.0a
T3 8.7±1.2bc 10.2±1.1c 230.0±1.5b 201.7±4.0b 26.4±1.2d 22.1±1.0c 13.5±1.3bc 14.0±1.6d
T4 10.7±1.3ab 7.7±0.8de 210.3±15.2cd 181.0±2.6bc 41.8±1.7b 16.9±0.4e 10.5±0.4de 10.7±1.0d
T5 5.9±0.6de 7.8±1.4de 208.6±3.3cd 196.1±17.6b 22.4±1.5e 13.9±0.5f 9.5±0.8de 12.5±1.1d
T6 7.8±0.7cd 22.7±1.0a 214.1±6.9bcd 251.4±16.6a 25.0±1.9d 18.8±1.2d 15.6±1.6b 18.0±1.3c
T7 4.7±1.1e 8.8±0.4cd 210.4±11.7cd 179.4±3.5bc 26.9±0.6d 14.6±0.8f 18.6±1.4a 32.8±2.9b
T8 7.6±1.2cd 7.8±0.7de 216.9±14.4bcd 178.9±24.5bc 32.8±0.8c 25.1±0.2b 10.7±0.6de 10.8±0.6d
T9 11.6±1.4a 6.4±0.6e 273.4±13.4a 252.9±32.4a 44.0±1.0b 19.8±1.1d 11.0±0.5de 6.4±0.5e

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Effects of Mn/Zn Single and Combined Pollution on the Nitrogen Metabolism
in Polygonum Hydropiper L.

LIU Hua1, LIU Kehui2, ZHOU Zhenming1, 3, SU Yinping1,
CHEN Menglin1, 3, CHEN Chaoshu1, 3, YU Fangming1, 3
1. School of Environment and Resource , Guangxi Normal University, Guilin 541004, China;
2. College of Life and Environmental Science, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China;
3. Guangxi Key Laboratory of Environmental Pollution Control Theoty and Technique, Guilin 541004, China;

Abstract: Hydroponic culture was conducted to study the effect of Mn and Zn combined single and pollution on the growth, heavy
metals of Mn and Zn accumulation and transfer factor(TF), nitrogen metabolism in Mn-hyperaccumulator Polygonum hydropiper L..
The enzymatic activies of nitrogen metabolism including nitrate reductase (NR), glutamine synthetase (GS), glutamineate synthase
(GOGAT) glutamate dehydrogenase (GDH) as well as the concentrations of chlorophyll a, b a+b, a/b, NO3-, NH4+, free proline and
soluble protein in Polygonum hydropiper L. was determined. Resalts showed that Mn and Zn concentrations of roots, stems and
leaves of the Polygonum hydropiper L. , with the increase Mn and Zn control concentration increased, Polygonum hydropiper L. vary
1.0 from 11.9 of Mn and vary 1.0 from 1.8 of Zn of transfer factor. It indicated that Zn had affect on transfer of Mn. Mn/Zn treatment
singinficantly reduced contents of chlorophyll a, b and a+b（P<0.05）, but the chlorophyll a/b significantly increased than the control
group (P<0.05). Mn/Zn treatment restrained growth of roots and biomass, when T8, root is only 64.93% and T9, biomass is only
65.45% of that in the control group. What single Zn and Mn/Zn combined pollution reduced the contents of NO3- and NR activities,
when T5, NR activity in leaves and roots, respectively is 44.36% and 34.41% in the control group; but increased the contents of NH4+,
T9, leaf of NH4+ content is 2.35 times that of the control group and T8 root of NH4+content is 1.58 times that of the control group;
GS activities significantly increased than the control group (P<0.05) of roots and leaves, GS activities are 1.32 and 1.57 times that of
the control group of leaf and ront when T9; had no singinficantly efected on soluble protein of roots and leaves of Polygonum
hydropiper L.. It indicated that play an important role in the process of elimination NH4+ stress.
Key words: combined pollution of manganese and zinc; Polygonum hydropiper L.; nitrogen metabolism