全 文 ：J. SHANXI AGRIC. UNIV.(Natura l S cience Ed i tion)
学报(自然科学版)2007 , 27(1) 002215
收稿日期:2006-03-31　　　修回日期:2006-04-28
作者简介:郭丽娜 (1981-), 女 (汉), 山西晋城人 , 在读硕士 , 主要从事土壤生态方面的研究。
通讯作者:刘秀珍 , 教授 , 硕士生导师 , Tel:0354-6288516;E-mail:s xaulxz @ yahoo. com. cn.
镉胁迫下膨润土对塌棵菜生长及抗性生理的影响
郭丽娜 , 刘秀珍 , 赵兴杰
(山西农业大学资源环境学院 , 山西太谷 030801)
摘　要:采用裂区设计 , 通过盆栽试验 , 研究了不同浓度镉胁迫下 , 膨润土对塌棵菜生长及抗性生理的影响。结果
表明:(1) 不同浓度镉胁迫处理下的塌棵菜产量和叶绿素含量随着镉浓度的增大而降低;同一镉浓度下施加膨润土
的处理比不施加膨润土的处理产量和叶绿素含量高。(2) 施加膨润土的处理脯氨酸含量随着镉浓度的增大而增大;
不施加膨润土的处理在低浓度镉胁迫下脯氨酸含量上升 , 高浓度下降。(3) 不同浓度镉胁迫处理下的塌棵菜丙二醛
含量随着镉浓度的增大而增大;同一镉浓度下施加膨润土的处理比不施加膨润土的处理丙二醛含量低。
关键词:镉胁迫;膨润土;塌棵菜;抗性
中图分类号:X53 　　　文献标识码:A　　文章编号:1671-8151 (2007) 01-0033-03
Effects of Bentonite on the Growth and the Resistance Physiology of Brassia Narinosa Bailey Under
Cadmium Stress
GUO Li-na et al.
(Col lege of Resources and Env ironmental Science , Shan xi Agricultural University , Taig u S hanx i , China.)
Abstract:Po t experiment w as conducted to study the effect of bentonite on gr ow th and resistance phy siology of brassia
na rinosa bailey under cadmium stress. The re sults w ere showed as follows:(1) The y ield and chlor ophy ll content de-
c reased with increasing cadmium concentration under different cadmium stress treatment;under uniform cadmium con-
centra tion trea tment , the A2 was highe r than A1 in yield and chlorophy ll content. (2) The content of proline in-
c reased with increasing cadmium concentration under bentonite treatment;unde r non-bentonite trea tment , the pro line
content incr ea sed w ith increasing cadmium concentration in low cadmium concentr ation , but decreased in high cadmium
concentr ation. (3) The content o f malonaldehydic acid increased with increasing cadmium concentration unde r differ-
ent cadmium stre ss treatment;under uniform cadmium concentration tr eatment , the A2 was lowe r than A1 in malonal-
dehydic acid content.
Key words:Cadmium st ress;Bentonite;Bra ssia narino sa bailey;Resistance
　　在重金属污染元素中 , 镉的生物迁移性很强 ,
极易被植物吸收并积累其中 , 超过一定限度不仅
严重影响作物的发育和品质 , 而且可通过食物链
富集危害人体健康[ 1] 。因此土壤镉污染及其治理
措施长期以来都是环境科学研究的热点问题之一 。
在重金属污染土壤修复技术中 , 利用粘土矿
物钝化土壤中的重金属是一种有效的技术 。一些
粘土矿物具有较大的内 、 外表面和较强的吸附能
力 , 可以与土壤中的重金属发生离子交换作用 ,
固定土壤中的重金属 , 防止重金属在土壤中迁移
进入植物体内[ 2] 。膨润土是一种以蒙脱石为主的
粘土矿物 , 具有比表面积大 , 离子交换能力强 ,
吸附性能好等特点[ 3] 。近年来有不少学者对膨润
土在水污染治理方面进行了广泛研究 , 但膨润土
用于污染土壤的治理尚不多见 。本试验研究了镉
胁迫下膨润土对塌棵菜生长及抗性生理特性的影
响 , 以期为利用粘土矿物修复重金属污染土壤提
供理论基础。
1　材料与方法
1. 1　试验材料
盆栽试验用土为山西农业大学农场石灰性褐
土 , 有机质含量 18. 50 g /kg , 全氮 0. 079 g /kg ,
全磷 0. 077 g /kg , 全钾 21. 92 g /kg , 碱解氮
10. 15 mg /kg , 速效磷 31. 82 mg /kg , 速效钾
193. 22 mg /kg , 风干后过 3 mm 筛 , 充分混匀后
备用 。基肥(N ∶0. 15 g /kg , P ∶0. 5g /kg)为尿素
和磷酸二氢钾。供试重金属试剂为 CdCl2
2. 5H2O(优级纯)。供试膨润土采自山西浑源县枪
风岭 ,为钙基膨润土 ,蒙脱石含量为 77%, CaCO 3
含量为 1. 522 g /kg ,Cd含量 0. 009 mg /kg ,风干磨
碎后过 100 目筛 。
1. 2　试验方法
盆栽试验在山西农业大学温室内进行 。采用
裂区设计 , 主要因子为膨润土处理 , 设 A1:不施
加膨润土 , A2:施加膨润土 (30 g /kg) 共两个
水平;次要因子为镉处理 , 设 B1:(10 mg /kg),
B2:(25 mg /kg), B3:(50 mg /kg) 三个水平 。
共 6个处理 , 每个处理重复 6次 , 随机排列 。试
验盆钵 底部直 径为 16. 0 cm , 口部 直径为
22. 5 cm ,高 18. 0 cm , 每盆装风干土 4 kg , 基肥
和膨润土按试验要求称好与土壤混匀后按土壤容
重 1. 3 g /cm3 装土。浇水至田间持水量的 80%。
于 2005 年 9月 16日播种 , 生长期间依次轮换盆
钵位置 , 按常规方法管理 , 于 2005年 11月 25日
收获 , 收获后 , 植物样取地上部分 , 测其产量 ,
叶绿素含量采用丙酮乙醇混合液法 , 脯氨酸含量
采用酸性茚三酮法 , 丙二醛含量采用硫代巴比妥
酸显色法测定[ 4] , 采用 Excel软件处理数据 。
2　结果与分析
2. 1　镉胁迫下膨润土对塌棵菜产量和叶绿素
含量的影响
　　镉对植物的毒性往往表现为叶片失绿 、 生长
停止 , 究其原因是叶片光合作用及叶绿素的合成
受到影响[ 5] 。镉主要是通过影响有关酶系统及一
些大分子物质而影响植物的光合 、 呼吸 、 合成及
细胞分裂等许多生命过程[ 6] 。试验结果 (图 1 ,
图 2) 表明 , 不同镉胁迫处理下的塌棵菜产量和
叶绿素含量随着镉浓度的增大而降低。同一镉浓
度下施加膨润土的处理比不施加膨润土的处理产
量和叶绿素含量高 , 说明膨润土的施用可降低镉
对塌棵菜生长的抑制 。
2. 2　镉胁迫下膨润土对塌棵菜脯氨酸和丙二醛
含量的影响
　　脯氨酸 (Pro) 作为植物重要的渗透调节物
质 , 它的积累有着对逆境适应的意义。逆境条件
下植物体内脯氨酸含量的上升可视为植物的保护
性反应[ 7] 。丙二醛 (MDA) 是植物器官衰老时或
逆境条件下 , 发生膜脂过氧化的产物之一 , 在机
体内的积累会对细胞产生毒害作用 , 其含量高低
表示细胞膜脂过氧化程度和植物对逆境条件耐受
的强弱[ 8] 。因此脯氨酸和丙二醛均反映了植物对
逆境的耐受能力。
图 1　不同处理对塌棵菜产量的影响
Fig. 1　Brassia narinosa bailiy y ield at different treat-
ment
图 2　不同处理对塌棵菜叶绿素含量的影响
Fig. 2　Bra ssia narino sa baiey chlotophy ll content a t
doffe rent treatment
　　试验结果 (图 3 , 图 4) 表明 , 施加膨润土的
处理脯氨酸含量随着镉浓度的增大而增大。不施
加膨润土的处理在低浓度镉胁迫下 , 脯氨酸含量
上升 , 而高浓度下反而下降 , 这可能与高浓度镉
胁迫损伤了细胞内多种功能膜及酶系统 , 造成脯
氨酸合成代谢紊乱有关。不同镉胁迫处理下的塌
棵菜丙二醛含量随着镉浓度的增大而增大 , 表明
塌棵菜过氧化程度随镉浓渡提高而加剧 , 而施加
膨润土的处理比不施加膨润土的处理丙二醛含量
低。表明膨润土的施用可降低塌棵菜对镉离子的
过量吸收并在一定程度上提高塌棵菜的抗逆性。
3　讨论
研究蔬菜在逆境胁迫下的生长情况 , 除了要
测定其生物学指标外 , 还要测定其一定的生理生
34 山 西 农 业 大 学 学 报 (自然科学版) 2007
化指标。本试验中随着镉胁迫处理浓度的增加 ,
塌棵菜的产量 、 叶绿素含量均呈下降趋势;而脯
氨酸和丙二醛含量呈上升的趋势。这既是细胞结
构和功能损伤的结果 , 也是抗逆性的一种适应。
图 3　不同处理对塌棵菜脯氨酸含量的影响
Fig. 3　Brassia narinosa bailey P ro content a t differ-
ent treatment
图 4　不同处理对塌棵菜丙二醛含量的影响
Fig. 4　Brassia narinosa bailey MDA content
at different tr eatment
　　由于有较强的吸附能力[ 3] , 膨润土可以固定
土壤中的重金属 , 防止重金属在土壤中迁移而进
入植物体内。这一点在本试验中得到体现。施加
膨润土处理的塌棵菜生长要优于不施加膨润土的
处理 。但膨润土在不同土壤环境 , 不同品种蔬菜
上的最佳施用量尚需进一步的研究。
参　考　文　献
[ 1] 崔玉静 , 赵中秋 , 刘文菊 , 等. 镉在土壤-植物-人体系统中迁移积累及其影响因子 [ J] . 生态学报 , 2003 , 23 (10):2133-2140.
[ 2] 杨秀红 , 胡振琪 , 张迎春. 利用工业矿物治理重金属污染土壤的探讨 [ J] . 金属矿山 , 2003 (3):52-55.
[ 3] 马毅杰. 膨润土资源 、 性质及其利用 [ J] . 土壤学进展 , 1994 , 22 (2):21-28.
[ 4] 乔富廉. 植物生理学实验分析测定技术 [ M] . 北京:中国农业出版社 , 2002:56-59 , 163-164 , 168-170.
[ 5] C li jsters , H , Assche , F. V. Inhibi ti on of p hotosy nthesi s by h eavy metal s [ J] . Photosynth. Res. 1985 , 7:31-40.
[ 6] 李花粉. 重金属对蔬菜的毒害机理 [ A] . / /李晓林, 张福锁 , 米国华. 平衡施肥与可持续优质蔬菜生产 [ C] . 北京:中国农业大
学出版社 , 2000:170-175.
[ 7] 周青 , 黄晓华. 酸雨对 3种木本植物的胁迫效应 [ J] . 环境科学 , 2002 , 23 (5):42-46.
[ 8] 陈嘉勤 , 谭周磁. 硒对水稻不同生育期叶片中超氧化物歧化酶与丙二醛影响的研究 [ J] . 湖南农业科学 , 1997 (6):12-14.
(本文审稿:卜玉山;编辑:武英耀)
3527 (1) 郭丽娜等:镉胁迫下膨润土对塌棵菜生长及抗性生理的影响