全 文 ：试验研究 2014.12
近年来，随着工业、城市污染的加剧和农用化学
物质种类、 数量的增加, 土壤重金属污染日益严重。
镍( Ni) 是高等植物的必需微量元素。 微量的镍对植
物的生长具有明显的促进作用[1,2]，但镍超过一定浓度
就会对植物产生毒害，是具有潜在毒性的元素, 每年
全球以各种途径进入土壤的镍达数十万吨之多，且
呈逐年上升趋势, 镍已成为土壤中主要重金属污染
物之一[3]。 尽管目前镍污染不如 Cd、Hg、Pb 等元素严
重， 但由于镍在环境中难迁移， 一旦污染就很难改
良、消除。 加之镍在植物体内极易迁移的特殊性更加
重了危害性 [4]。 因此，国内外愈来愈重视镍污染的研
究。 我们以十字花科五种植物（桂竹香、二月兰、遏蓝
菜、香雪球和板蓝根）为试验材料，采用盆栽方法研
究了不同浓度镍胁迫对这五种植物株高、MDA（丙二
醛）含量以及 SOD 活性和 POD 活性的影响，以期探
讨十字花科这 5 种植物适应和抵御镍污物的能力，
为植物防治镍污染提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料的选择
供试材料为十字花科 5 种植物 ： 桂竹香
（Cheiranthus cheiri）、 二月兰 （Orychophragmus vio-
laceus）、遏蓝菜 （Thlaspi arvense）、香雪球 （Lobularia
maritima）和板蓝根（Isatis indigotica）。
1.2 材料的处理
选取上述 5 种籽粒饱满，大小均匀，种皮无破裂
的植物种子播种于 60 穴盘中，基质配比为：珍珠岩∶
蛭石∶草炭=2∶2∶1，5%有机质， 每穴基质质量保持一
致。 出苗生长 30 天后，浇灌含量 (以 Ni2+计 )分别为
0、200 mg/kg、400 mg/kg、600 mg/kg、800 mg/kg 的
Ni（N03）2溶液，共 5个处理，3 次重复。 处理后正常管
护 30 天后取样，测定株高、MDA(丙二醛 )含量以及
SOD活性和 POD活性。
1.3 测定方法
丙二醛（MDA）含量的测定依据 Health 和 Parker
的硫代巴比妥酸（TBA）比色法 [5]，POD 活性的测定采
用愈创木酚法[6]，以每克叶片每分钟 A470变化 0.01 为
一个酶活力单位，SOD活性的测定采用氮蓝四唑法[7]。
2 结果与分析
2.1 镍胁迫对 5种植物幼苗株高的影响
镍是近年来被确认为植物生长所必需的微量元
素。 它是某些酶 （如脉酶， 固氮酶脱氢酶等） 的组
成成分[8]，这些酶参与细胞的氧化还原过程。 因此，镍
对植物的生理生化过程起着重要的作用， 影响着植
物的生长发育。 由图 1 可见， 当镍离子浓度较低时
（200 mg/kg）,对 5种植物的生长均起到了一定的促进
作用，随着镍离子浓度的增大，对 5 种植物株高的影
响各不相同。 当镍离子浓度达到 400 mg/kg 时，桂竹
镍胁迫对十字花科5种植物
生长及生理特性的影响
王 兵 马 芳
（宁夏大学 宁夏银川 750021）
摘要：通过测定不同镍浓度胁迫下十字花科 5 种植物株高、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶
（SOD）和过氧化物酶（POD）活性的变化，研究了镍胁迫对 5种植物生长的影响。 结果表明：5 种植
物株高随着镍浓度的增加呈现出先升高后下降的趋势。丙二醛（MDA）含量随着镍浓度的增加先下
降后不断上升，在一定镍浓度范围内时，SOD 和 POD 活性会随着镍浓度的增加不断提高，但超过
一定范围，SOD和 POD活性下降。
关键词：镍胁迫； 十字花科；SOD；POD；丙二醛
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2014.12 试验研究
香的株高受到了较大的抑制， 对其他 4 种植物株高
依然起到促进作用； 当镍离子浓度达到 600 mg/kg
时，桂竹香和遏蓝菜的生长均受到较大的抑制，却依
然促进着其他 3 种植物的生长。 但当镍离子浓度达
到 800 mg/kg 时，均抑制 5种植物的生长。
2.2 镍胁迫对 5种植物叶片 MDA含量的影响
植物在逆境中， 细胞原生质膜中的不饱和脂肪
酸会发生过氧化作用产生 MDA， 使质膜系统受到伤
害， 因而 MDA 含量可反映膜脂过氧化作用的强弱，
质膜透性可表示膜伤害或变性程度。 [9]由图 2可以看
出，当 5 种植物幼苗受到不同浓度镍胁迫后，其体内
MDA含量随着镍浓度的增加呈现先降低后升高的趋
势； 均在镍离子浓度达到 400 mg/kg 时降至最低，之
后不断升高。
2.3 镍胁迫对 5 种植物叶片 POD、SOD 活性的
影响
由图 3、图 4 可以看出，在低浓度镍胁迫下，5 种
植物叶片 SOD 和 POD 活性随着镍浓度的增高而增
高。当镍浓度大于 400 mg/kg时，5种植物叶片 SOD活
性随着镍浓度的增高不断下降， 香雪球 POD 活性随
着镍浓度的增高不断下降；当镍浓度增加到 600 mg/kg
时，桂竹香、二月兰、遏蓝菜和板蓝根 4 种植物叶片
POD活性随着镍浓度的增大不断升高，这是植物抗逆
反应的主要表现。 但当镍浓度大于 600 mg/kg 时，以
上 5 种植物叶片 SOD 活性和 POD 活性均随着镍浓
度的增高不断下降，植物对镍的耐受已超过了极限。
3 讨论
镍对植物生长、发育的作用已有许多报道。 扶惠
华等[10]报道补充适量的镍能改善小麦、棉花、辣椒、番
茄、马铃薯等植物的生长状况。王煜等[11]报道小麦、水
稻种子经低浓度镍浸种后, 发芽率明显提高。 本研究
结果表明，低浓度镍离子对十字花科 5种植物均起到
了促进生长的作用， 但当镍离子浓度超过 400 mg/kg
时，镍胁迫抑制了 5种植物的生长。
植物在逆境胁迫下， 通常会产生氧自由基, 引起
生物膜的过氧化损伤，导致膜通透性增加，膜功能受
损。 相应的，植物体内也有一套复杂的活性氧清除系
统来保护植物细胞免受活性氧的损伤。
图 1 Ni2+胁迫对 5 种植物幼苗株高的影响
图 2 Ni2＋胁迫对 5 种植物叶片 MDA 含量的影响
图 3 Ni2+胁迫对 5 种植物叶片 SOD 含量的影响
图 1 Ni2+胁迫对 5 种植物叶片 POD 含量的影响
（下转 135 页）
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经验交流 2014.12
报，防止浇水后遭遇大风大雨出现倒伏。
小喇叭口期前遭遇大风，出现倒伏，可不采取措
施，靠植株自我调节进行恢复，基本不影响产量；小
喇叭口期后遭遇大风而出现的倒伏，应及时扶正，并
浅培土，以促根下扎，恢复叶片自然分布状态，降低
产量损失。
2.5 对于心叶展不开
苗期心叶展不开： 用含内吸性杀虫剂成分的种
衣剂包衣种子，预防效果理想，或在玉米出苗后，及
时喷一次药(氰马乳油、丙氯合剂、阿维菌素、啶虫眯
等均可)，既可除治瑞典秆蝇、蓟马，又可除治灰飞虱、
蚜虫、叶蝉传毒昆虫。 小、大喇叭口期心叶展不开，不
必担心，天晴会逐渐展开，1周后基本恢复正常。
2.6 对于分蘖
是否去除分蘖要根据地块植株的长势、 发生时
期等实际情况具体分析， 值得说明的是由于分蘖的
存在，在一定时期内必然要消耗水分和养分，影响主
茎生长，分蘖株的生长量越大，主茎株的养分消耗就
越多。 实践表明，在主茎和分蘖植株高度相差悬殊的
情况下，结合中耕进行高培土可有效抑制分蘖。 也就
是说在往年玉米主茎长势较强，分蘖长势弱、出现较
晚的情况下，结合趟地培土，玉米喇叭口期以后分蘖
被繁茂的主茎覆盖，分蘖也就长不起来了，玉米抽雄
以后，分蘖开始逐渐萎缩。 在人工紧张的情况下除田
间地头、种植密度小以及缺苗的地块应拔除分蘖外，
一般田间内可不必专门去除分蘖。 但当叶龄偏小，主
茎和分蘖高度相差并不悬殊，分蘖长势旺盛，应当及
时去掉分蘖， 以减少分蘖对植株体内养分的损耗和
对主茎生长发育造成的影响。
（上接 88 页） 其中 SOD、POD、CAT 是植物体内酶促防
御系统的 3个重要保护酶，协同起保护作用。 SOD能
催化体内的歧化反应（2O2- +2H+→H2O2+O2）[12]，随后
H2O2再通过 CAT 和 POD 活性分解成 H2O 和 1/2 O2，
从而使需氧生物免受毒害[13]。 本试验结果显示，低浓
度镍离子胁迫下，5 种植物膜透性和膜脂过氧化产物
MDA 的含量随着镍离子浓度的增大不断下降， 而体
内保护酶系统 SOD、POD的活性则明显上升。表明低
浓度的镍离子可以促进植物体内保护酶类活性增
加，通过它们相互协调，协同抗氧化，清除体内氧自
由基， 使膜系统免受氧化而造到破坏， 促进植物生
长。 但同时看到抗氧化酶活性的增加是有限度的，当
镍离子浓度过高 （超过 400 mg/kg 时）， 体内的 SOD
活性首先被抑制而迅速下降到很低的水平， 而 POD
对高镍离子胁迫的适应性比较强， 此时仍然维持较
高的水平。 但综合起来看， 在高浓度镍离子 胁迫下
（超过 600 mg/kg 时）保护酶（SOD 和 POD）的活性迅
速下降， 保护酶系统对活性氧的清除能力已大大削
弱，已不能阻止自由基在细胞内的积累，使膜发生膜
脂过氧化，MDA 积累，膜透性增加，导致膜系统的伤
害，对植物产生抑制效应甚至毒害作用。
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