全 文 ：　 　 倡 中日合作丰田基金项目（ Toyota Fund D０１唱B３唱０１０）资助
收稿日期 ：２００５唱０６唱０９ 　 改回日期 ：２００５唱０９唱０８
重金属单一污染对龙须草生长与生理生化特性的影响 倡
铁柏清１ 　袁 　敏１ ，２ 　唐美珍１ 　秦普丰１ 　杨永兴２
（１畅湖南农业大学资源环境学院 　长沙 　 ４１０１２８ ；２畅 同济大学环境科学与工程学院 　上海 　 ２０００９２）
摘 　 要 　试验研究了不同处理水平下 Cd 、Pb 、Cu 、Zn 、As 单一污染对龙须草生长和生理生化特性的影响 。 结果表
明 ：龙须草地下部对重金属的抗性大于地上部 ，种植龙须草的污染土壤中 Cd 、Pb 、Cu 的土壤临界值可分别设定为
１０mg／ kg 、３００mg／ kg和 １００mg／ kg ；龙须草叶绿素含量随重金属处理浓度的增加呈先升后降趋势 ，但其总叶绿素含
量和叶绿素 a／ b值均低于对照 ；龙须草 SOD活性随 Zn 、As 单一污染处理浓度的增加呈先升后降趋势 ，而随其他 ３
种重金属处理浓度的增加呈下降趋势 ；龙须草 CAT 和 POD 的活性随 As 处理浓度的增加呈上升趋势 ，而随其他 ４
种重金属处理浓度的增加呈先升后降趋势 。
关键词 　 重金属 　 单一污染 　 龙须草 　 临界值 　 叶绿素 　 抗氧化酶系统
Effects of single heavy metal pollution on the growth and physiological and biochemical characteristics of Eulaliopsis bi唱
nata ．T IE Bai唱Qing１ ，YUAN Min１ ，２ ，TANG Mei唱Zhen１ ，QIN Pu唱Feng１ ，YANG Yong唱Xing２ （１ ．College of Resources and
Environment ，Hunan Agricultural University ，Changsha ４１０１２８ ，China ；２ ．College of Environment Science and Engineer唱
ing ，Tongji University ，Shanghai ２０００９２ ，China） ，CJEA ，２００７ ，１５（２） ：９９ ～ １０３
Abstract 　 The effects of Cd ，Pb ，Cu ，Zn and As on the grow th and physiological and biochemical characteristics of Eu唱
laliopsis bina ta were studied ．The results show that the resistance of Eulaliopsis binata root to heavy metals is st ronger
than that of shoot ．The critical values of Cd ，Pb ，Cu of the polluted soil that Eulaliop sis binata is grown on are １０mg／kg ，
３００mg／kg and １００ mg／ kg ，respectively ．The pot experimental results show that contents of chlorophyll and chlorophyll
a／b in Eulaliopsis binata growing in treated soils with Cd ，Pb ，Cu ，Zn and As separately are less than those of CK ．With
the increase of the concentration of Cd ，Pb ，Cu ，Zn and As ，the conten t of chlorophyll increases first and decreases after唱
wards ．With the increase of the concentration of As and Cd ，the activity of SOD increases first and decreases afterw ards ．
But the activity of SOD decreases with the increase of the concentration of Pb ，Cu and Zn ．The activity of CAT and POD
increases with the increase of the concent ration of As and increases first and decreases afterw ards with the increase of the
concent ration of Cd ，Pb ，Cu and Zn ．
Key words 　 Heavy metals ，Single pollution ，Eulaliopsis binata ， Critical value ，Chlorophyll ，Antioxidant enzyme systems
（Received June ９ ，２００５ ；revised Sept ．８ ，２００５）
高温 、水分胁迫 、重金属污染［１］等不良环境都将影响植物的生长和植物体内活性氧代谢系统的平衡 ，导
致产生大量的氧自由基 ，破坏膜的完整性 ，从而使膜的选择透性丧失 ，细胞内含物外渗 ，代谢紊乱 ，导致一系
列有害的生理生化变化 。 超氧化物歧化酶（SOD） 、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的协同作用可在
植物体内形成一个清除活性氧的防御过氧化系统 ，使活性氧的产生和清除处于平衡状态 ，从而使细胞免受
伤害 ，起到保护作用 。
龙须草（ Eulalio psis binata）系多年生禾本科拟金茅属草本植物 ，是制造高档纸 、人造棉 、人造丝和各种
手工编制品的上乘原料 ，其根系发达 ，固土蓄水能力强 ，草层覆盖度大 ，抗逆性强 ，是南方山丘区水土保持的
首选草种［２］ 。 本研究以龙须草为材料 ，旨在探讨重金属 Cd 、Pb 、Cu 、Zn 、As 对龙须草的生长和 ３ 种酶活性对
重金属的反应特点 ，为重金属对龙须草的毒害机理和龙须草对重金属的耐性机制提供依据 。
1 　 试验材料与方法
供试土壤采自湖南农业大学试验田 ，为红壤性水稻土 ，其 pH 为 ５畅５ ，阳离子交换量 ８畅６４cmol／kg ，有机
质含量 ２１畅２６g／kg ，重金属背景含量 Cd ０畅１１５mg／kg ，Pb １８畅３５mg／kg ，Cu １５畅６９mg／kg ，Zn ２畅４９mg／kg ，As
第 １５卷第 ２期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１５ 　 No ．２
２ ０ ０ ７ 年 ３ 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture March ，　 ２００７
　 　 　 表 1 　 盆栽试验处理元素种类与处理水平 倡
Tab ．１ 　 Heavy metal elements and their levels in the test of pot cultivation
处理元素 处理水平／mg·kg － １ 土壤环境质量标准 GB１５６１８ — ９５
Heavy metal T reatment levels Soil environmental standard
Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 二级 Second class 三级 Third class
CK（１／ Ⅰ ） － － － － －
Cd ０畅３（２） １（３） １０（４） ２０（５） ≤ ０畅３０ ≤ １畅０
Pb ５０（６） １００（７） ３００（８） ５００（９） ≤ ３００ ≤ ５００
Cu ５０（１０） １００（１１） ２００（１２） ４００（１３） ≤ １００ ≤ ４００
Zn ５０（１４） １２５（１５） ２５０（１６） ５００（１７） ≤ ２５０ ≤ ５００
As １０（１８） ３０（１９） ４０（２０） ８０（２１） 水田 ≤ ２５ 水田 ≤ ３０
旱地 ≤ ３０ 旱地 ≤ ４０
　 　 倡 括号内数字为各处理代号 ，Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 、Ⅳ 、Ⅴ 表示不同的处理元素处于同一竖列处理水平 。
３畅２９mg／kg 。 将 风 干 土 壤 过
５mm筛 ，置于陶瓷盆（高 ２０cm ×
宽 ３０cm）中并分别加入分析纯
Cd（NO３）２ 、Pb（NO３）２ 、Cu（NO３）２ 、
Zn（NO３）２ 、Na２HAsO４ ，制成不同
处理水平的 Cd 、Pb 、Cu 、Zn 和 As
元素的重金属单一污染土壤 ，污
染物浓度设计见表 １ ，并于每盆
中施入菜枯 ２０g ，每盆装土 ５kg
（干土计） ，试验重复 ３ 次 。 加入
蒸馏水平衡 １ 周后于每盆中移栽
３株长势一致的龙须草 ，并观察
记录其分蘖数 。 生长 １００d 后收
　 　 　获 ，沿土表剪取地上部 ，测量株高 、鲜物质量 ，同时洗出根系 ，在 １０５ ℃ 下杀青 ３０min ，７０ ℃ 烘干 ，称量地上部和
根的干物质量 。 取植株相同叶位的鲜叶片 ，用蒸馏水洗净 、揩干 ，用于测定各项生理指标 。 其中叶绿素含量
采用分光光度法测定（mg／gFW）［３］ ；SOD 、POD 、CAT 酶液制备时取材于预冷研钵中 ，加入 pH７畅８ 磷酸缓冲
液（０畅０５mol／L） ，冰浴下研磨成匀浆 ，１００００r／min 低温离心 ２０min ，上清液即为所需要的酶液 ；SOD 活性用化
学比色法 ，按照从南京建成生物工程研究所所购买的试剂盒的顺序测定（NU／gFW） ；CAT 活性采用分光光
度法 ，按照从南京建成生物工程研究所所购买的试剂盒的顺序测定（U／gFW） ；POD活性用愈创木酚法测定
（Δ４７０nm／min·gFW）［４］ 。数据分析采用 DPS（Version ３畅０１）数据处理系统进行方差分析和多重比较（唐启义 ，冯
明光 ，２００２） 。 本文所给结果均为 ３次重复的平均值 。
2 　 结果与分析
2畅1 　 重金属单一污染对龙须草生长的影响
Cd 、Pb 、Cu 、Zn 、As 单一重金属污染对龙须草分蘖数的影响如表 ２ 所示 。 除 ６ 、７ 、８ 处理水平龙须草分
蘖数大于对照外 ，其他处理水平的分蘖数均少于对照 。 由此可见 ，当 Pb 处理浓度在土壤环境质量二级标
准范围内时 ，龙须草分蘖数将随 Pb 处理浓度的增大而增加 ，且 Pb 处理水平 ６ 、７ 、８ 的分蘖数分别比对照
增加 ４畅９４ ％ 、１２畅９６ ％ 和 １畅８５ ％ ，说明在该浓度范围内的 Pb 处理能促进龙须草的生长 。 但当浓度超过此
范围后 ，其分蘖数随处理浓度进一步增加而显著减少 。 在 Cd 、Cu 、Zn 、As 单一处理条件下时 ，龙须草分蘖
数均少于对照 ，并随各处理元素浓度的增加而呈现出不同的变化趋势 。 Cd 处理时随处理浓度的增加其
分蘖数呈下降趋势 ；Cu 、Zn 处理时随处理浓度的增加其分蘖数呈先升后降的趋势 ；As 处理时随处理浓度
的增加其分蘖数呈上升趋势 。 单一重金属污染对龙须草株高的影响除处理水平 ７ 的株高比对照大外 ，其
他各种处理水平的株高均低于对照 。 并且 Cd 、Pb 、Cu 、Zn 、As 单一污染随各处理元素浓度的增加而呈现
出的变化趋势与其对龙须草分蘖的影响趋势相一致 ，随 Cd 处理浓度的增加其株高呈下降趋势 ，随 Cu 、
Pb 、Zn 处理浓度的增加其株高呈先升后降趋势 ，随 As 处理浓度的增加其株高呈上升趋势 。 Cd 、Pb 、Cu 、
Zn 、As 单一污染对龙须草地上部干物质量的影响趋势为随 Cd 处理浓度的增加其地上部干物质量呈下降
趋势 ；随 Cu 、Pb 、Zn 处理浓度的增加其地上部干物质量呈先升后降趋势 ；随 As 处理浓度的增加其地上部
干物质量呈上升趋势 。 其中 ６ 、７ 、８ 处理水平与对照龙须草地上部干物质量相比较均表现出增产趋势 ，其增
产幅度为 ８畅４４ ％ ～ １２畅９１ ％ ；但在 ９ 处理水平时 ，龙须草地上部干物质量比对照减少 ３５畅５５ ％ 。 由上可见 ，龙
须草 Pb 处理浓度在土壤环境质量二级标准范围内时 ，其产量呈现出上升趋势 ，说明在此浓度范围内 ，重金
属元素 Pb 促进了龙须草的生长 ，故 Pb 的土壤环境质量二级标准上限值可作为种植龙须草的土壤临界值 ，
但超出此临界值时 ，Pb将对龙须草产生毒害作用 ，显著抑制了龙须草的生长 。 处理水平 ２ 、３ 、１１ 与对照龙须
草地上部干物质量相比较均表现出减产趋势 ，但其减产幅度为 ０畅５４ ％ ～ ６畅７０ ％ ＜ １０ ％ （以生物量减少 １０ ％
时土壤有效性浓度为临界指标） ，表明虽然处理水平 ２ 、３ 、１１ 地上部干物质量与对照之间有显著差异（ a ＝
０畅０５） ，重金属对龙须草的生长产生了一定的影响 ，但并没有达到毒害的程度 ，故可以将 １０mg／kgCd 作为种
植龙须草的土壤临界值 ，Cu 的土壤环境质量二级标准上限值作为种植龙须草的土壤临界值 。 Zn 和 As 处理
１００　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷
时龙须草地上部干物质量均低于对照 ，其中 Zn 处理时龙须草地上部干物质量最大值为 ４１畅４３mg／kg ，与对
照相比减产幅度为 １７畅１１ ％ ＞ １０ ％ ，可认为龙须草不适宜在 Zn 污染土壤上种植 ；而 As 处理随处理浓度的增
加其地上部干物质量均表现出上升趋势 ，其土壤临界值的确定还有待进一步研究 。 通过比较分析各种处理
水平对龙须草分蘖 、株高和地上部干物质量的影响可知 ，各处理水平对龙须草分蘖数和地上部干物质量的
影响趋势更为一致 ，说明对地上部干物质量的影响主要是通过影响龙须草的分蘖造成的 ，这对于应用龙须
草修复重金属污染土壤具有一定的指导意义 。 ２ 、３ 、４ 、６ 、７ 、８ 、１１ 、１２ 、２１ 处理水平的龙须草地下部干物质量
均高于对照 ，其增产幅度为 ０畅１９ ％ ～ ２５畅４３ ％ ，其他各处理地下部干物质量均低于对照 。 与单一重金属对龙
须草地上部干物质量的影响相比较 ，其影响的趋势相一致 ，但对龙须草根系的影响程度较少 ，在一定浓度范
围还可以促进其根系的生长 ，可见龙须草地下部对重金属的抗性要大于地上部 ，这种特性为利用龙须草进
行尾矿地区的植被重建 、固土和固沙蓄水提供了科学根据 。
表 2 　 重金属单一污染对龙须草分蘖数 、株高 、地上部干物质量和地下部干物质量的影响（平均值 ± 标准差） 倡
Tab畅２ 　 Effects of Cd ，Pb ，Cu ，Zn and As single pollution on tiller number ，plant height ，
shoot and root dry weight of Eulaliop sis binata （mean ± SD）
处理元素 处理水平 分蘖数／个·盆 － １ 株高／cm 地上部干物质量 ／g·盆 － １ 地下部干物质量／g·盆 － １
Heavy met al T reat ment levels Tille r number Plant height Dry w eight o f shoots Dry weight of ro ots
CK １ １６２ ± ８ １３３畅２０ ± ２畅５ ４９畅９８ ± １畅３８b ５畅２３ ± ０畅１９d
Cd ２ １５５ ± ５ １１９畅４０ ± ２畅０ ４９畅７１ ± １畅８２bc ６畅３８ ± ０畅１３ab
３ １４９ ± ６ ９４畅５５ ± ２畅５ ４７畅３９ ± ２畅０４c ５畅９４ ± ０畅２０c
４ １４０ ± ４ ９３畅５０ ± ２畅０ ４２畅６１ ± １畅２４d ５畅３６ ± ０畅１０d
５ １３５ ± ５ ９０畅３０ ± １畅５ ３６畅１４ ± １畅４９ef ４畅５４ ± ０畅２１e
Pb ６ １７０ ± ６ １２５畅２５ ± １畅４ ５５畅７４ ± １畅５１a ６畅５１ ± ０畅１６ab
７ １８３ ± ８ １３７畅５０ ± １畅５ ５６畅４３ ± １畅４３a ６畅５６ ± ０畅１９a
８ １６５ ± ５ １２２畅８５ ± ２畅１ ５４畅２０ ± １畅０５a ６畅２７ ± ０畅１４cb
９ １３３ ± ４ １１３畅００ ± ２畅５ ３２畅２１ ± ０畅９８g ３畅５２ ± ０畅１３h
Cu １０ １４１ ± ５ １０５畅５０ ± １畅８ ３３畅８６ ± １畅３９gf ３畅７０ ± ０畅１６gh
１１ １５０ ± ７ １１６畅３５ ± ３畅５ ４６畅６３ ± １畅２６c ５畅８４ ± ０畅１８c
１２ １３３ ± ９ １２６畅４０ ± ２畅５ ４３畅１３ ± １畅６６d ５畅２４ ± ０畅０８d
１３ ３０ ± ６ ９２畅５０ ± ３畅０ １３畅８８ ± １畅７０k １畅８０ ± ０畅１８i
Zn １４ １３２ ± ５ １２５畅５０ ± １畅５ ３８畅０５ ± １畅４８e ５畅１０ ± ０畅２０d
１５ １４３ ± ９ １２８畅３０ ± ２畅０ ４１畅４３ ± １畅６２d ５畅１６ ± ０畅１５d
１６ １３７ ± ６ １１３畅３０ ± １畅５ ３２畅３９ ± １畅４１gf ４畅１２ ± ０畅１０df
１７ １２２ ± ４ ９９畅４５ ± ２畅５ ２７畅４０ ± １畅９３hi ３畅３６ ± ０畅１８h
As １８ １０７ ± ５ １０１畅２０ ± １畅５ ２２畅５６ ± １畅７９ j ３畅４７ ± ０畅１９h
１９ １１０ ± ６ １０８畅１５ ± ３畅０ ２５畅７２ ± １畅２６ i ３畅８４ ± ０畅０８g
２０ １１７ ± ８ １１６畅５０ ± ２畅５ ２８畅４３ ± １畅５３h ４畅５６ ± ０畅０９e
２１ １３０ ± ７ １２８畅３０ ± ３畅５ ３４畅７６ ± １畅５５ f ５畅２８ ± ０畅１３d
　 　 倡 表中同列不同字母表示 ５ ％ 水平差异显著 。
2畅2 　 重金属单一污染对龙须草生理生化特性的影响
由图 １ 可知 ，５ 种重金属单一处理对龙须草叶绿素含量的影响程度各不相同 。 处理条件下龙须草叶绿
素含量和叶绿素 a／b 值均低于对照 ，并随重金属处理浓度的增加呈先升后降的趋势 。 As 、Cd单一处理时 ，龙
须草叶绿素含量最大值均出现在处理水平 Ⅳ （Cd 的浓度为土壤环境质量三级标准的 １０ 倍 ，As 为土壤环境
质量三级标准的最大值） ，分别为对照的 ９４畅７５ ％ 和 ８９畅３８ ％ 。而 Pb 、Cu 、Zn 单一处理时 ，其叶绿素含量最大
值均出现在处理水平 Ⅲ （三者的浓度均在土壤环境质量二级标准内） ，分别为对照的 ８７畅１９ ％ 、８６畅０８ ％ 和
８０畅８５ ％ 。 严重玲［５］等认为叶绿素含量的减少是衡量叶片衰老的重要指标 。 Stobar t A ．K ．等［９］认为 ，叶绿素
下降的原因一是重金属抑制原叶绿素酸酯还原酶合成 ；二是影响氨基酮戊酸的合成 。 本试验中 Cd 、Pb 、Cu 、
第 ２期 铁柏清等 ：重金属单一污染对龙须草生长与生理生化特性的影响 １０１　
图 1 　 重金属单一污染对龙须草
叶绿素含量的影响
Fig畅１ 　 Effects of Cd ，Pb ，Cu ，Zn and As
single pollu tion on chlorophyll contents
in Eulaliop sis binata
Zn 、As单一污染使龙须草叶绿素含量和叶绿素 a／b 值减小 ，这可
能是由于重金属被植物吸收后 ，细胞内的重金属离子与几种叶绿
素合成酶（原叶绿素脂还原酶 、δ唱氨基乙酰丙酸合成酶和胆色素原
脱氨酶）的肽链富含 SH 的部分结合 ，抑制酶的活性从而阻碍了叶
绿素的合成［１０］ 。 Zn 处理对龙须草叶绿素含量的影响最大 ，As 处
理对其含量的影响最小 。 说明 As 处理对龙须草生长发育的影响
可能要小于其他几种重金属对龙须草的影响 ，与龙须草随 As 处理
浓度的增加其地上部干物质量表现出上升趋势的结论相吻合 。
图 ２ 表明 ，５ 种重金属单一污染对龙须草 SOD 活性的影响呈
现出两种趋势 ：随 As 、Zn 单一处理浓度的增加 ，龙须草 SOD 活性
图 2 　 重金属单一污染对龙须草
SOD活性的影响
Fig畅２ 　 Effects of Cd ，Pb ，Cu ，Zn and As
single pollution on activity of SOD
in Eulaliopsis binata
呈先升后降的趋势 ，其
最大值均出现在处理水
平 Ⅲ ，分别 为对 照 的
１０１畅６４ ％ 、 １００ ％ ； 随
Cd 、Pb 、Cu 单一处理浓度的增加 ，SOD 活性呈下降趋势 ，其最大值
均出 现在处理水平 Ⅱ ，分别为对 照的 １１４畅７３ ％ 、１００畅７３ ％ 、
９４畅９１ ％ 。 由此可见 ，除 Cu处理时龙须草 SOD 活性的最大值低于
对照外 ，其他 ４ 种重金属低浓度胁迫时龙须草的 SOD 活性均大于
或等于对照 。 正常植物细胞的叶绿体和线粒体在光合作用和呼吸
作用过程中会产生自由基（ 和·OH）［１１］ ，SOD 能清除超氧化物
的阴离子自由基（ ） ，并产生歧化产物 H２O２ 。 因此 SOD 在一定
程度上支配植物体内的 和 H２O２ 的浓度［６］ 。 作为一种诱导酶 ，
在逆境条件下 ，植物体内 含量一定程度的增加能诱导酶活性的
上升 ，保持植物体清除自由基的正常功能 ，SOD 活性的提高是相
应于 含量增加的应急解毒措施 ，从而使植物细胞免受毒害的调节反应［７］ 。 本试验中 As 单一处理低浓度
图 3 　 重金属单一污染对龙须草
CAT活性的影响
Fig畅３ 　 Effects of Cd ，Pb ，Cu ，Zn and As
single pollution on activit y of CAT
in Eulaliopsis binata
时提高了龙须草体内的 SOD 活性 ，说明龙须草对 As 的抗性有可能
强于其他几种重金属 。 但是 ，高浓度重金属胁迫致使植物细胞长时
间维持在较高的 浓度时 ，细胞内的活性物质包括酶也会受到损伤 ，
导致 SOD 活性下降 。
图 ３ 表明 ，随 As 处理浓度的增加龙须草 CAT 活性呈上升趋势 ，
其最大值出现在处理水平 Ⅴ ，为对照的 １２９畅０９ ％ 。 随 Cd 、Pb 、Cu 、Zn
单一处理浓度的增加龙须草 CAT 活性呈先升后降的趋势 ，其最大值
均出现在处理水平 Ⅳ ，分别为对照的 １３３畅６４ ％ 、１００畅９１ ％ 、１１２畅７３ ％
和 １０３畅６４ ％ 。 由此可见 ，各种重金属单一处理时龙须草 CAT 活性最
大值均高于对照 。 CAT 是抗氧化酶系统的重要组成部分 ，它是一种
含 Fe的血蛋白酶类 ，能催化 H２O２ 分解成 H２O 和 O２ ，因此与植物代
谢强度及抗逆境能力密切相关 ，CAT 活性的提高能更有效地清除
H２O２ ，SOD 和 CAT 的共同作用能把植物体内存在潜在危害的 和
H２ O２ 转化为无害的 H２ O 和 O２ ，并且能减少具毒性 、高活性的·OH的形成［１２］ ，从而阻止由 H２O２ 和·OH导致
的氧伤害 。 有研究表明 ，逆境条件下 CAT 活性的下降可导致 H２O２ 的累积［１３］ ，从而破坏植物膜的完整性 。
本试验中龙须草 CAT 的活性随各种重金属单一处理浓度的增加而升高 ，表明重金属浓度的增大都将导致植
物体内产生更多的 H２O２ ，由于催化底物增多从而使 CAT 活性上升 。 但随着重金属浓度的进一步增大 ，植株
产生的大量过氧化物已经超出了 CAT 酶的消除能力 ，使细胞受到伤害 ，CAT 活性下降 。 其中 As 处理时龙
须草体内的 CAT 活性随处理浓度的增加而上升 ，说明 As处理时龙须草体内产生的 CAT 酶能催化 H２O２ 分
解 ，使植株免受 As 的毒害 。
图 ４ 表明 ，随 As 处理浓度的增加龙须草 POD 活性呈上升趋势 ，其最大值出现在处理水平 Ⅴ ，为对照的
１０２　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷
图 4 　 重金属单一污染对龙须草
POD活性的影响
Fig畅４ 　 Effects of Cd ，Pb ，Cu ，Zn and As
single pollu tion on activit y of POD
in Eulaliopsis binata
180畅46 ％ 。 随其他 4 种重金属处理浓度的增加龙须草 POD 活性呈
先升后降的趋势 ，其中Pb处理时龙须草 POD 活性的最大值出现在
处理水平 Ⅲ ，为对照的 １０５畅７５ ％ ，Cd 、Cu 、Zn 处理时其最大值均出
现在处理水平 Ⅳ ，分别为对照的 １４０畅２３ ％ 、１３７畅９３ ％ 和 １３３畅３３ ％ 。
由此可见 ，各种重金属单一处理时龙须草 POD 活性最大值均高于
对照 。 POD 活性的维持和提高是植物耐受重金属胁迫的物质基础
之一［８］ 。 POD 和 CAT 共同作用催化 H２O２ 形成 H２O ，从而有效阻
止 和 H２O２ 在植物体内的积累 。 SOD 、CAT 和 POD 协同作用 ，排
除这些自由基对植物细胞膜结构潜在氧伤害的可能性 。 逆境条件
下 POD 活性和同工酶都会发生明显变化 ，对环境因子比较敏感 。
本试验中 ，POD 活性上升的原因是重金属胁迫下龙须草体内产生
的过氧化物增加诱导的结果 。 而当重金属处理浓度进一步增加 ，有
毒物质超过 POD 正常的催化能力后则导致其活性的下降 ，后果是
使植物体内 H２ O２ 过量积累 ，进而对植物体内的膜系统造成潜在的
氧伤害 。 从图 ３ 和图 ４ 比较可知 ，重金属单一处理条件下龙须草体内的 POD 和 CAT 活性受其影响的趋势
类似 ，其中 As 处理时的影响趋势最为相近 ，说明龙须草在 As 处理时体内能产生一个较强的抗氧化酶系统 ，
保护植株细胞免受伤害 ，保证植株的正常生长 。 虽然龙须草对 As 的抗性有可能大于其他几种重金属 ，但其
产量却并不高 ，其中的原因有待于进一步研究 。
3 　 小 　 结
本研究结果表明重金属单一污染在不同处理水平下对龙须草的生长影响各不相同 ，其中 Pb 处理浓度
在土壤环境质量二级标准范围内时 ，龙须草产量呈上升趋势 ，故种植龙须草的污染土壤中 Pb 的土壤临界值
可设定为土壤环境质量二级标准上限值 ；而 Cd 和 Cu 的土壤临界值可分别设定为 １０mg／kg 和 １００mg／kg 。
重金属单一污染不同程度地减少了龙须草叶绿素的含量 。 重金属单一污染种类不同 ，龙须草抗氧化酶系统
所受影响程度各不相同 ，表现出随处理浓度的增加而上升 、下降 、先升后降 ３ 种趋势 。 同类重金属污染对龙
须草 SOD 、CAT 和 POD 活性的影响程度也不相同 ，三者出现峰值时的重金属处理浓度不同 ，说明重金属胁
迫将使三者的活性比例失调 ，从而导致清除植物体内活性氧的能力降低 ，造成植物生理代谢紊乱 ，加速植物
的衰老 。
参 　 考 　 文 　 献
１ 　 解凯彬 ，施国新 ，陈国祥 ，等 ．汞污染对芡实 、菱根部过氧化物酶活性的影响 ．武汉植物学研究 ，２０００ ，１８（１） ：７０ ～ ７２
２ 　 周定元 ．龙须草人工栽培技术 ．资源开发与保护 ，１９８９ ，５（１） ：７５ ～ ７６
３ 　 华东师范大学生物系植物生理教研组 ．植物生理学实验指导 ．北京 ：人民教育出版社 ，１９８０ ．８８ ～ ９０
４ 　 张志良 ．植物生理学实验指导（第二版） ．北京 ：高等教育出版社 ，１９９０ ．１５４ ～ １５５
５ 　 严重玲 ，李瑞智 ，钟章成 ．模拟酸雨对绿豆 、玉米生理生态特性的影响 ．应用生态学报 ，１９９５ ，６（增刊 ） ：１２４ ～ １３１
６ 　 刘鸿先 ，曾韶西 ，王以柔 ，等 ．低温对不同耐寒力的黄瓜幼苗子叶各细胞器中超氧化物歧化酶 （ SOD）的影响 ．植物生理学报 ，１９８５ ，１１
（１） ：４８ ～ ５７
７ 　 罗广华 ，王爱国 ，邵从本 ，等 ．高浓度氧对种子萌发和幼苗生长的伤害 ．植物生理学报 ，１９８７ ，１３（２） ：１６１ ～ １６７
８ 　 杨居荣 ，贺建群 ，张国祥 ，等 ．不同耐性作物中几种酶活性对 Cd 胁迫的反应 ．中国环境科学 ，１９９６ ，１６（２） ：１１３ ～ １１７
９ 　 Stobart A ．K ．，Griff iths W ．T ．，Ameen唱Bukhari I ．，et a l ．T he effect o f C d２ ＋ on the biosynthesis of chlo rophyll in leaves of barley ．Physiol ．
Plant ．，１９８５ ，６３ ：２９３ ～ ２９８
１０ Shi G ．X ．，Du K ．H ．，Xie K ．B ．，et al ．Ultra唱structural study o f leaf cells damaged from Hg２ ＋ and Cd ２ ＋ pollut ion in Hydri l la vert ici l la ta ．
Act a Bot anica Sinica ，２０００ ，４２（４） ：３７３ ～ ３７８
１１ Elstne r E ．F ．Ox yg en act ivation and o xy gen tox icit y ．Ann ．Rew ．Plant Physiol ．，１９８２ ，３３ ：７３ ～ ９６
１２ Scandalios J ．G ．Oxy gen stress and superoxide dismut ase ．Plant P hysiol ．，１９９３ ，１０１（１） ：７ ～ １２
１３ Kellog g E ．W ．，F ridovich I ．Superox ide ，hydrog en perox ide ， and single ox ygen in lipid pero xidat ion by a x anth ine o xidase syst em ．J ．Biol ．
Chem ．，１９７５ ，２５０ ：８８１２ ～ ８８１７
第 ２期 铁柏清等 ：重金属单一污染对龙须草生长与生理生化特性的影响 １０３