全 文 ：第28卷 第1期 浙 江 林 业 科 技 Vol. 28 No.1
2 0 0 8年 1月 JOUR. OF ZHEJIANG FOR. SCI. & TECH. Jan., 2 0 0 8

文章编号：1001-3776（2008）01-0019-04

铅胁迫对全缘冬青幼苗生长与生理的影响

胡仲义 1，李修鹏 2
（1. 宁波城市职业技术学院环境学院，浙江 宁波 315502；2. 浙江省宁波市林业局，浙江 宁波 315100）

摘要：以 0、100、500、1 000、2 000 mg/l的 Pb(NO3)2处理全缘冬青幼苗，研究铅对全缘冬青幼苗的生理生化效
应。结果表明，低浓度的铅对全缘冬青幼苗生长有促进作用，但随着铅浓度的增加，植株生长明显受到抑制，株
高、单株叶片生物量、新根生物量、单株生物量均下降；叶片叶绿素含量下降，叶绿素 a/b升高，SOD活性下降，
POD活性先上升后下降。表明高浓度铅胁迫导致植物体内保护酶活性受到抑制，膜系统受到伤害，从而影响全缘
冬青幼苗的生长。
关键词：铅；胁迫；全缘冬青；酶；生长
中图分类号：S723.1 文献标识码：A

Effect of Lead Stress on Growth and Physiological Function of
Ilex integra Seedlings

HU Zhong-yi1，LI Xiu-peng2
（Ningbo City College of Vocational Technology Faculty of Environment, Ningbo 315502, China;
2. Ningbo Forestry Bureau of Zhejiang, Ningbo 355100, China）

Abstract: Experiment on effect different concentrations of lead on growth and physiological functions of ILex integra seedlings showed that lower
concentration could promote the growth of the seedlings. But with the increase of concentration of lead, the seedling height, biomass of leaves, of
roots, and of the single plant decreased, as well as the chlorophyll content and activity of superoxide dismutase (SOD), while the chlorophyll a/b
increased, peroxidase (POD) increased first and decreased later. The result indicated that protection enzyme activity such as SOD, POD decreased,
and membrane system was damaged thus the growth of I. integra seedling was inhibited.
Key words: lead; stress; ILex integra; enzyme; growth

重金属是重要的环境污染物，在重金属污染物中，铅是主要的污染源之一。近年来由于工业的发展，“三
废”的排放，污水、污泥的使用等，土壤中的铅污染日益加剧。尤其是随着汽车保有量的增加，汽车排放尾气
中铅的沉降造成公路两侧土壤及植物的铅污染。虽然我国已经全面禁止含铅汽油的使用，但是由于长期的沉降
积累，公路两侧土壤中铅的高毒性及由其引起的环境污染问题越来越引起人们的普遍关注。
关于铅对植物形态、生理生化功能的影响，国内外已有不少研究，但以冬青属植物为对象进行铅污染研究
的报道还较少。冬青属植物中全缘冬青（Ilex integra）为浙江省珍贵野生树种，其特点是适应性强、树型优美、
观赏价值高，具有绿化价值。本研究以一年生全缘冬青幼苗为研究对象，通过实验方法，研究其在不同浓度土
壤铅污染胁迫下的幼苗生长和叶绿素含量及抗氧化酶活性的影响，以探讨铅对木本植物的影响，为全缘冬青的
推广应用提供参考理论依据。
收稿日期：2007-09-31；修回日期：2007-11-15
基金项目：浙江省宁波市科技局“优良乡土树种资源生态利用技术研究”
作者简介：胡仲义（1967－），男，河南信阳人，高级讲师，从事植物生理生态教学与研究工作。

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1 材料与方法
1.1 材料与处理
采用宁波市农业科学研究院苗圃地一年生全缘冬青播种容器苗为实验材料。实验用盆为塑料花盆，盆高 25
cm，上口直径 30 cm，盆底口径 23 cm，盆栽土壤选用“金元素”牌全元素营养土，pH5.5 ~ 6.5，土壤含铅为 0，
有机质含量（氮、磷、钾）≥40%，水分含量≤47%。2007年 3月 26日移苗入盆，先除去原土，并用水将幼苗
根系冲洗干净。每盆装土 1.5 kg，并种植一株苗木，盆下垫托盘，移植后进行常规管理，于 5月 28日苗木恢复
生长后进行铅胁迫处理。
铅处理浓度为 0（对照）、100、500、1 000、2 000 mg/L，每一处理重复 3次。将 Pb(NO3)2试剂配制成相
应浓度的溶液，每株均匀浇灌 250 mg，为了减少误差，将渗到盆底的溶液倒回盆中。所有的处理全部在全光照
温室中进行，且每次浇等量的水进行养护。对幼苗进行不同浓度的铅胁迫处理，处理 30 d后分别测定各项生理
指标，60 d后测定幼苗生长量。
1.2 测定方法
1.2.1 植株生长量测定 以测定处理前与处理 60 d后幼苗的高度变化、单株叶片生物量（干重）、新根生物量
（干重）和幼苗单株生物量（鲜重、干重）来表示植株生长量。
1.2.2 叶绿素含量测定 采用分光光度计法，以 80%丙酮研磨测定，用 Arnon法计算叶绿素含量[6]。
1.2.3 SOD（超氧化物歧化酶）活性测定 取样品 0.5 g置于预冷的研钵中，加 5 mmol·l－1、pH7.8磷酸缓冲液，
研磨成浆，低温离心（10 000 rpm）20 min，上清液为酶提取液，取 0.05 ml采用氮蓝四唑法（NBT）测定 SOD
活性[6]。
1.2.4 POD（过氧化物酶）活性测定 用愈伤木酚氧化法[6]，在 470 nm波长下每克材料每分钟光密度变化表示
酶活性大小。
2 结果与分析
2.1 不同浓度铅处理对全缘冬青苗高生长的影响（表 1）
由表 1可以看出，全缘冬青幼苗在不同铅浓度的处理下表现出不同的结果，低浓度（100 mg/l）对幼苗株高
有促进作用，增长率为对照的 2.41%，但随着铅处理浓度的提高，对全缘冬青幼苗的株高呈抑制作用，且随着
浓度的增加，抑制作用愈明显，2 000 mg/l铅浓度处理比对照降低了 25.29%。
2.2 不同浓度铅处理对全缘冬青幼苗单株叶片生物量的影响
植株幼苗叶片生物量的变化反映了植株叶片生长速率的快慢。由表 1表明，100 mg/l的铅处理对全缘冬青
幼苗叶片的生长具有促进作用（5.67%），但与对照相比差异不显著。随着铅浓度的增加，全缘冬青幼苗的单株
叶片生物量均受到抑制，浓度愈高抑制作用愈明显。
2.3 不同浓度铅处理对全缘冬青幼苗新根生物量的影响
由表 1 可知，不同铅浓度处理对全缘冬青幼苗根系生长影响显著，根系生长量与铅胁迫呈负相关关系，且
随着铅浓度的的增加，新根生物量减少愈明显。2 000 mg/L铅处理全缘冬青幼苗新根生物量与对照相比减少了
58.85%。
2.4 不同浓度铅处理对全缘冬青幼苗单株生物量累积的影响
植株鲜重和干重的变化，反映了植株生长速率的快慢和积累干物质的能力大小。由表 1可知，100 mg/l铅
处理对全缘冬青幼苗鲜重和干重均表现为促进作用，两者与对照相比，促进率分别为 1.46%和 3.22%，但随着铅
浓度的增加，全缘冬青幼苗鲜重和干重均受到抑制，浓度愈高，抑制作用愈明显。

1期 胡仲义，等：铅胁迫对全缘冬青幼苗生长与生理的影响.doc 21

2.5 不同浓度铅处理对全缘冬青幼苗叶绿素含量和叶绿素 a/b 的影响（表 2）
由表 2显示，铅在 100 mg/l和 1 000 mg/l浓度下，对全缘冬青幼苗的叶绿素含量的影响与对照相比差异不
显著，但在 500 mg/L浓度和 2 000 mg/l下，叶绿素含量与对照相比分别下降 22.82%和 46.45%。不同铅浓度对
叶绿素 a/b的影响与对照相比，除 100 mg/l浓度下降外（6.67%），其余浓度下叶绿素 a/b与对照相比呈正相关，
这表明随着铅浓度的增加，铅胁迫对全缘冬青幼苗的叶绿素 b影响较大。
表 2 铅胁迫对全缘冬青幼苗叶片叶绿素含量、叶绿素 a/b、SOD 和 POD 活性的影响
Table 2 Effect of lead stress on chlorophyll content, chlorophyll a/b, and activity of SOD and POD of I. integra seedling
铅浓度/mg·l－1 项目
0 100 500 1000 2000
叶片叶绿素含量/mg·g－1 2.41(4.02) 2.27(1.89) 1.86(2.79) 2.18(3.79) 1.29(4.32)
处理 100 94.19 77.18 90.46 53.55
叶绿素 a/b 1.65(3.75) 1.54(2.87) 1.71(3.94) 1.96(1.56) 2.48(2.13)
对照 100 93.33 103.63 118.79 150.03
SOD含量/U·g－1FW 206.78(4.23) 211.09(3.57) 194.15(2.51) 188.23(3.14) 179.64(2.16)
对照处理 100 102.08 93.89 91.03 86.87
POD含量/ug·g－1FW·min－1 25.86(1.56) 29.45(2.34) 27.56(2.17) 22.64(2.89) 20.12(3.56)
处理对照 100 113.88 106.57 87.55 77.80
2.6 不同浓度铅处理对全缘冬青幼苗 SOD 和 POD 活性的影响（表 2）
由表 2可以看出，全缘冬青幼苗经不同浓度铅处理后，除 100 mg/l浓度与对照相比升高外，其余铅浓度胁
迫 SOD含量均比对照有所下降，但升高和下降的幅度均较小。但 POD含量在铅处理浓度为 100 mg/l下含量明
显增加，酶活性比对照上升了 13.88%，但随着铅处理浓度的增加，POD含量呈下降趋势，铅在 500 mg/l浓度时
只比对照上升了 6.57%，在 1 000 mg/l和 2 000 mg/l时则比对照下降了 12.45%和 22.20%。
3 讨论
实验结果显示，低浓度铅胁迫刺激全缘冬青幼苗株高、单株叶片生物量和地上部分鲜重、干重增加，但随
着铅浓度的继续增加，生长量下降。相似的结果前人也有报道。低浓度重金属对植物生长的促进可能是对最初
伤害的一种保护（生长越快，重金属在植物体内的相对浓度就越低），随着铅浓度的继续增加，保护反应消失，
导致植株矮小，叶片失绿，植株鲜重、干重下降，同时，抗氧化酶活性下降。但是低浓度的铅胁迫对根系的生
长却没有出现上述的促进作用，而且随着铅浓度的增加，对根系的抑制作用均大于对株高和生长量的影响，表
明植株根系受害先于地上部分。
植物体内叶绿素含量的高低与光合作用水平的强弱密切相关。重金属毒害引起植株失绿，叶绿素含量下降，
可能是重金属离子被植物吸收后，进入细胞内作用于叶绿素合成的几种酶（叶绿素脂还原酶、胆色素原脱氨酶
等）的活性，从而影响了叶绿素的合成。
在正常情况下，植物体内活性氧的产生和清除处于动态平衡状态，但在重金属胁迫等逆境条件下植物体
内活性氧自由基产生的速度超过了植物清除自由基的能力，就会引起伤害。植物体内清除自由基主要由 SOD、
表 1 铅胁迫对全缘冬青生长量、幼苗单株叶片生物量、幼苗新根生物量、幼苗单株生物量累积的影响
Table 1 Effect of lead stress on increment, biomass of leaves, of roots of single plant of I. integra seedling
铅浓度/mg·l－1 项目
0 100 500 1000 2000
株高/cm 35.27(3.13) 36.12(4.26) 33.23(2.96) 31.67(3.68) 26.35(2.47)
对照 100 102.41 94.24 89.79 74.71
单株叶片生物量/g 6.12（1.45） 6.34(1.51) 5.54(1.67) 4.65(2.38) 4.34(1.87)
对照 100 105.67 90.52 75.98 70.92
新根生物量/g 6.78（1.57） 6.11(2.52) 5.08(1.98) 4.43(2.12) 2.79(1.67)
对照 100 90.11 74.93 65.11 41.15
干重/g 27.35（2.45） 28.23(3.67) 21.67(1.58) 20.82(2.79) 17.27(3.13)
对照 100 103.22 79.23 73.86 64.72
鲜重/g 166.95（3.85） 169.38(2.97) 133.74(3.12) 124.87(1.56) 103.15(2.64)
对照 100 101.46 80.10 74.79 61.78
注：括号内为标准误差，生物量为 60 d后的单株生物量减去处理前的植株生物量，下表同。

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POD、CAT等酶系统和抗氧化物质来完成。本实验中 POD活性先升高后降低，表明植物对 Pb胁迫具有一定的
保护能力，在一定程度上能抵御铅危害，但随着土壤中铅浓度的增大，强度胁迫产生的活性氧超过植物自身的
清除能力，酶系统受到破坏，POD活性迅速降低[5]。在不同铅浓度胁迫下，SOD活性均比对照下降，且随着铅
浓度的增加，SOD 活性也呈下降趋势，但下降幅度比 POD 活性下降的幅度小。孔祥生等亦发现类似情况。导
致这两种酶活性不一致的机理还需进一步研究。据本实验研究结果，我们认为铅胁迫破坏了全缘冬青幼苗体内
的保护酶系统，促使活性氧在植物体内积聚，引起细胞代谢失调，生长受阻。

参考文献：
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信息

中国人工林面积占世界近三分之一

国家林业局局长贾治邦 14日说，经过多年的建设与保护，中国森林资源持续增长，生态功能不断增强。去
年全国完成造林 7 800万亩，义务植树 22.7亿株，中国人工林已占世界人工林面积的近 1/3。
贾治邦在全国林业厅局长会议上说，据联合国全球森林资源最新评估，中国人工林面积年均增量占全球年
均增量的 53.2%，成为森林资源增长最快的国家。在全球森林资源减少的情况下，亚太地区森林面积出现了净
增长，中国森林资源增长在很大程度上抵消了其他地区的森林高采伐率。
湿地保护方面，全国已建立湿地自然保护区 470多处、国际重要湿地 30处、国家湿地公园 18处，约 47%
的自然湿地得到有效保护。
生物多样性保护方面，去年新建自然保护区 26处，新增面积 2 707万亩，林业自然保护区总面积达 18.45
亿亩，占国土面积的 12.8%。濒危物种拯救逐步加强，大熊猫等濒危野生动物回归自然试验顺利进行。陆生野
生动物疫源疫病监测体系基本形成。
摘自新华网 2008-01-14