全 文 ：中国农学通报 2011,27(30):104-110
Chinese Agricultural Science Bulletin
基金项目：国家自然科学基金“兰坪和会泽铅锌尾矿区共生固氮体系研究”（30860067）。
第一作者简介：杨玲，女，1974年出生，重庆长寿人，讲师，硕士，主要从事生物技术的研究及教学。通信地址：650224云南省昆明市白龙寺西南林业
大学，Tel：0871-3863732，E-mail：yanglres@sina.com。
通讯作者：熊智，男，1965年出生，重庆人，教授，博士，通信地址：650224 云南省昆明市白龙寺西南林业大学，Tel：0871-3825322，E-mail：zhix65.
swfc@gmail.com。
收稿日期：2011-07-05，修回日期：2011-09-05。
5种豆科植物对铅、锌及其复合作用的耐性研究
杨 玲，熊 智，吴洪娇，张 勇
（西南林业大学西南山地森林资源保育与利用省部共建教育部重点实验室，昆明 650224）
摘 要：为了给兰坪铅锌尾矿区植被恢复重建以及矿区周边污染农田等修复、生境的改善提供依据，研究
了不同质量浓度的铅、锌重金属离子单一作用和复合作用胁迫，对5种豆科植物种子萌发和幼苗生长的
影响，并在水培试验和无土栽培试验条件下，进行了植物对重金属铅、锌的耐性的研究。结果表明：
（1）在单一铅、锌作用下，除双荚决明外，重金属对植物种子的发芽力具有低促高抑的作用。紫花苜蓿和
三叶草有较强的耐受Pb2+胁迫能力。当铅、锌交互作用时，在铅含量较低时仍具有促进种子发芽的作
用；但当铅含量达到一定浓度时，铅对植物的毒害作用骤然增强。（2）幼苗生长受重金属影响：在锌胁迫
下，5种豆科植物间无显著差异；而在铅胁迫下，当Pb2+含量增加到1100 mg/L时，紫花苜蓿的表现优于其
他4种植物。（3）有265 mg/L Zn2+参与下，Pb2+、Zn2+复合胁迫对植物幼苗生长的影响基本是抑制作用，且
随着Pb2+浓度的增加其抑制作用越显著。铅锌交互作用时，一定浓度的锌增加了重金属铅对植物体的
毒害作用。
关键词：豆科植物；铅；锌；种子萌发；幼苗生长
中图分类号：S719 文献标志码：A 论文编号：2011-1949
Study on Tolerance of Five Legumes to Pb2+, Zn2+ and Their Combined Pollution
Yang Ling, Xiong Zhi, Wu Hongjiao, Zhang Yong
(Key Laboratory for Forest Resources Conservation and Use in the Southwest Mountains of China, Ministry of Education,
Southwest Forestry University, Kunming 650224)
Abstract: In order to provide reference basis for the vegetation restoration and reconstruction of Pb-Zn mining
tailings and peripheral polluted farmland, as well as habitat improvement in Lanping County, the impact of the
single and combined of Pb2 + and Zn2 + ions with different contents on the germination and seedling growth of
five leguminous plants was studied in this paper. The experiment researched the tolerance of the five legumes
species to Pb2 +, Zn2 + and their combined pollution by solution culture and soilless culture. The results showed
that: (1) Except for Cassia bicapsularis, the seed germination increased under the treatments with single lead
and zinc at low concentration, but it could reduce when lead and zinc reached high concentration. Both
Medicago sativa and Trifolium repens had much tolerance to lead than the other three. Treated with combined
lead and zinc ions, the germination of seeds could be promoted by zinc ion at low level of lead concentration,
but it was inhibited by both lead and zinc when lead reached high level concentration. (2) The impact of heavy
metals on the seedling growth was as follows: being treated with single zinc ion, there was no significant
differences of growth between the five legumes species. While being treated with single lead ion, the seedlings
growth of Medicago sativa was better than the other four once Pb2 + concentration being up to 1100 mg/L.
杨 玲等：5种豆科植物对铅、锌及其复合作用的耐性研究
0 引言
铅锌尾矿是铅锌矿在浮选过程中产生的矿业废弃
物，矿山尾矿区属于重金属含量高、极端的pH和污染
严重的极端原生裸地，表面形成极端的生态环境。对
尾矿进行生物修复和植被重建，是治理其污染和危害
的最有效途径[1-4]。对铅锌尾矿区植物类群调查表明，
豆科植物为该地区自然发生的植物类群，具有重金属
耐性的特殊能力，且又是共生固氮作用中最为重要的
固氮植物，可以作为尾矿土壤改良的先锋植物[5-6]。当
前许多国家都很重视对重金属耐性豆科植物的发现和
选择，国外对筛选耐性植物的研究工作取得了一系列
的 成 果 ，已 报 道 的 有 Lupine、Ulex、Cytisus[7]，
Faidherbida[8] 和 Cicer arietinum、Vigna unguiculata[9]
等。中国关于铅锌重金属耐性植物的研究尚处于起始
阶段，已报道的耐性豆科植物有银合欢（Leucaena
leucocephala）[10]、紫穗槐（Sophora japonica）[11]等。
兰坪，矿藏资源富集，被誉为“云南有色金属王国
的明珠”，其铅锌矿山经过数十年大规模的开采和人们
不断进行各种活动，矿区植被破坏严重，尾矿规模大，
亟待生态恢复。目前对兰坪铅锌尾矿区植物研究报道
较少。因此，筛选适合兰坪铅锌矿区的豆科植物种类
并研究其对重金属的耐性特征具有重要意义。笔者研
究了 Pb、Zn及其复合作用对三叶草、紫花苜蓿、山毛
豆、美丽胡枝子、双荚决明的种子萌发和幼苗生长的影
响，探讨植物对铅锌的响应情况，了解其对铅锌的耐性
或适应性差异，从而筛选出对铅锌重金属耐性较强的植
物种类，为兰坪铅锌尾矿区植被恢复重建以及矿区周边
污染农田等修复、生境的改善提供必要的参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
实验采用的种子为山毛豆（Tephrosia candida）、双
荚 决 明（Cassia bicapsularis）、三 叶 草（Trifolium
repens）、美丽胡枝子（Lespedeza formosa）、紫花苜蓿
（Medicago sativa），种子购自云南省种苗站。
1.2 试验方法
1.2.1 铅、锌处理液浓度的设计 根据云南兰坪铅锌尾
矿区和华南铅锌尾矿区土壤铅、锌含量的背景值[12-13]拟
定了本实验铅、锌溶液质量梯度，见表 1。为简便起
溶液名称
Zn2+处理液/(mg/L)
Pb2+处理液/(mg/L)
混合处理液/(mg/L)
编号
1
185
82
Pb2+82,
Zn2+ 265
2
265
260
Pb2+260,
Zn2+ 265
3
345
450
Pb2+450,
Zn2+ 265
4
375
1100
Pb2+1100,
Zn2+ 265
5
—
7300
Pb2+7300,
Zn2+ 265
6
—
10000
—
7
—
18400
—
表1 试验设计
见，4种锌溶液分别用Zn1、Zn2、Zn3、Zn4表示；7种铅
溶液分别用 Pb1、Pb2、Pb3、Pb4、Pb5、Pb6、Pb7表示；5
种混合处理液分别用混 1、混 2、混 3、混 4、混 5表示。
配制溶液的试剂Zn(NO3)2·6H2O和Pb(NO3)2均为分析
纯试剂，水为去离子水。
1.2.2 种子萌发试验 多数豆科植物种子具有硬实现
象，为了尽可能减小因此引起的实验误差，需对其进行
浸种处理，各自处理方法见表2。
种子名称
三叶草
紫花苜蓿
山毛豆
双荚决明
美丽胡枝子
处理方法
无
无
用80℃的热水浸泡种子，同时不断搅拌约5分钟后，添加自来水调节到45℃左右，继续浸泡过夜
用60℃的热水浸泡种子，同时不断搅拌约5分钟后，自然冷却至室温，继续浸泡过夜
用80℃的热水浸泡种子，同时不断搅拌约5分钟后，添加自来水至室温，继续浸泡过夜
表2 种子浸种处理方法
(3) When the concentration of Zn2 + was 265 mg/L, the growth of seedlings was inhibited obviously, and the
inhibition increased with Pb2 + concentration increase and Pb2 + concentration was main inhibition factor. It
suggested a certain concentration of zinc enhanced the poison effect of lead to leguminous seeds when treated
with combined lead and zinc ions.
Key words: legumes; lead; zinc; seed germination; seedling growth
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将供试种子进行表面消毒后，挑选籽粒饱满、大小
均匀的种子，用滤纸将水吸干。培养皿内以双层滤纸
为发芽床，将配好的重金属溶液置于培养皿中，至滤纸
饱和为止。将种子均匀放入培养皿中，根据种子大小
所放粒数不同（较大的每皿为 30粒，较小每皿为 50
粒）。每种种子每个处理做 2个重复，对照组加蒸馏
水。置25℃恒温培养室内，避光培养。定期补加相应
浓度的重金属溶液，保持滤纸饱和状态。观察并记录
种子的发芽数（胚根与种子等长、胚芽长度达到种子一
半，即认为已经发芽），发芽期间每隔 24 h观察记录 1
次，第4天统计发芽势，第10天统计发芽率。
1.2.3 幼苗栽培试验 选用规格为分隔成单孔穴的育苗
盘，穴深15 cm，以蛭石为栽培基质填于其中，先用自来
水浇灌，至蛭石吸水饱和为止。将经催芽处理已露白的
种子单粒浅播于穴内基质里，人工温室内培养。根据试
验方案进行相应的实验处理，每天喷洒相对应的重金属
溶液，每育苗盘定量浇灌500 mL，保持苗床温润。每个
处理有20粒种子，均设置2个重复，自来水浇灌为对照
组。60天后测量幼苗的根长、苗高、鲜质量等。
1.3 数据计算和统计分析
发芽率=(规定时间内种子的发芽数/供试种子
数)×100%
发芽势=(规定时间内种子的发芽数/供试种子
数)×100%
栽培结束后对幼苗进行根长、苗高和鲜重的测
量。为便于分析，将所得原始数据与对照值进行换算，
计算其增量（减量）的百分数。试验数据采用SPSS软
件进行方差分析和Ducan多重比较。
2 结果与分析
2.1 铅、锌重金属对植物种子发芽的影响
2.1.1 单一锌处理对植物种子发芽的影响 根据不同植物
的发芽势和发芽率受Zn2+影响程度看，美丽胡枝子、山毛豆
>三叶草、紫花苜蓿、双荚决明，不同顺序间有显著差异。多
数植物种子的发芽力在低浓度下受到明显的促进作用，但
随着浓度的增加而表现为受到抑制作用；只有双荚决明在
Zn2+含量增加到375 mg/L仍受到促进作用（表3）。
项目
三叶草
山毛豆
美丽胡枝子
紫花苜蓿
双荚决明
发芽势
发芽率
发芽势
发芽率
发芽势
发芽率
发芽势
发芽率
发芽势
发芽率
对照
0.00Ab
0.00Ab
0.00Aa
0.00Ab
0.00Aa
0.00Aa
0.00Ab
0.00Ab
0.00Ab
0.00Ab
Zn1
3.53Bb
6.74Bb
45.45Ba
78.57Bb
40.91Ba
21.47Ba
46.55Bb
50.00Bb
44.44Bb
27.72Bb
Zn2
1.18Ab
1.12Ab
-9.09Aa
-1.79Ab
-19.47Aa
-12.63Aa
18.10Ab
25.00Ab
31.94Ab
18.81Ab
Zn3
1.18Ab
0.00Ab
-11.36Aa
-7.14Ab
-52.82Aa
-22.19Aa
-3.97Ab
8.33Ab
25.00Ab
12.87Ab
Zn4
-1.18Ab
-1.12Ab
-20.45Aa
-8.93Ab
-54.60Aa
-30.95Aa
-8.62Ab
-2.83Ab
16.81Ab
3.96Ab
表3 不同浓度的锌处理对种子萌发的影响 %
注：数据为增量（减量）百分数；不同大写字母表示各浓度间差异显著（P<0.05）；不同小写字母表示各植物间差异显著（P<0.05）；下同。
2.1.2 单一铅处理对植物种子发芽的影响 从表4可以
看出，不同植物间种子发芽力变化情况无显著差异。
从各种植物种子发芽力受影响程度上看，当Pb2+浓度
低于 260 mg/L时对种子的促进作用与对照间有显著
差异；随着铅含量的增加逐渐转变成对植物种子发芽
的抑制作用，当Pb2+含量为1100 mg/L时大多数植物的
种子活力表现出受到明显的抑制，仅紫花苜蓿的发芽
率仍不低于对照；当Pb2+含量为 10000 mg/L时多数植
物种子发芽力接近或为 0。在 Pb2 +含量高达
18400 mg/L时，仅有三叶草的发芽率仍维持在 40%以
上。可见，在短期内受到Pb2+胁迫时，紫花苜蓿和三叶
草耐受能力强于其他 3种豆科植物，但前者和后者对
同一含量的铅胁迫反应不同。
2.1.3 铅、锌复合处理对植物种子发芽的影响 Zn2 +、
Pb2+混合液对 5种植物幼苗生长指标的影响在某些方
面与单一铅处理相似，比如：在Zn2+参与下，低浓度铅
离子对植物的种子发芽有促进作用，而高浓度有抑制
作用，但在不同植物间种子发芽力无显著差异。不同
的是，当铅含量继续增加到450 mg/L时对植物种子活
力已具有明显的毒害作用；再增加到7300 mg/L时，这
种毒害作用急剧增强，使种子发芽力下降至0；即使是
在单一铅处理条件下，能在高至 18400 mg/L的Pb2+含
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杨 玲等：5种豆科植物对铅、锌及其复合作用的耐性研究
量下维持一定种子活力的三叶草也难幸免。这说明有
265 mg/L Zn2+参与下，低浓度的Pb2+对植物种子的影响
与单一Pb2+处理时差异不大；但当铅含量达到一定浓
度时，铅对植物的毒害作用骤然增强，2种重金属间有
相互协同的作用（表5）。
2.2 铅、锌重金属对植物幼苗生长的影响
2.2.1 单一锌处理对植物幼苗生长的影响 在植物的根
伸长方面，多数植物都表现为受到锌的促进作用，仅紫
花苜蓿例外。根据表中数据对其受胁迫程度排序：紫
花苜蓿>三叶草、双荚决明、美丽胡枝子>山毛豆，其中
项目
三叶草
山毛豆
美丽胡枝子
紫花苜蓿
双荚决明
发芽势
发芽率
发芽势
发芽率
发芽势
发芽率
发芽势
发芽率
发芽势
发芽率
对照
0.00D
0.00D
0.00D
0.00D
0.00D
0.00D
0.00D
0.00C
0.00D
0.00D
Pb1
5.88E
3.37E
63.64E
100.00E
36.35E
23.85E
40.81E
47.17E
26.00E
34.65E
Pb2
1.18D
-1.12D
2.27D
28.57E
9.08D
2.32D
26.43E
30.00E
18.06D
28.71E
Pb3
-5.88D
-13.48C
-9.09D
-10.71D
-13.66C
-14.67C
12.07D
23.43D
0.00D
13.86D
Pb4
-25.88C
-26.97C
-34.09C
-35.71C
-31.82C
-31.58C
-3.45C
13.55D
-25.00C
-19.80C
Pb5
-34.12C
-37.08B
-72.73B
-62.50B
-72.59B
-50.88B
-79.98B
-44.42B
-63.89B
-49.50B
Pb6
-41.18B
-41.57A
-100.00A
-100.00A
-100.00A
-100.00A
-97.17A
-76.83A
-79.17B
-60.40A
Pb7
-61.18A
-51.69A
-100.00A
-100.00A
-100.00A
-100.00A
-100.00A
-100.00A
-100.00A
-84.16A
表4 不同浓度的铅处理对种子萌发的影响
项目
三叶草
山毛豆
美丽胡枝子
紫花苜蓿
双荚决明
发芽势
发芽率
发芽势
发芽率
发芽势
发芽率
发芽势
发芽率
发芽势
发芽率
对照
0.00D
0.00D
0.00D
0.00D
0.00C
0.00D
0.00C
0.00D
0.00D
0.00D
混1
3.53E
1.67E
54.55E
50.00E
19.06E
22.22E
23.08E
23.33E
52.94E
26.73E
混2
-4.12D
-3.89D
36.36E
10.34E
10.71D
5.56D
2.56D
13.33E
17.65E
18.81E
混3
-23.53C
-15.00C
-25.00C
5.18C
-4.49C
-11.11C
-0.46C
5.83C
-59.18C
-47.52C
混4
-48.82B
-31.11B
-72.73B
-41.07B
-28.57B
-20.00B
-23.93B
-10.83B
-70.59B
-59.94B
混5
-97.65A
-91.67A
-100.00A
-100.00A
-100.00A
-100.00A
-98.15A
-86.67A
-93.76A
-70.20A
表5 铅、锌混合液处理对种子萌发的影响
山毛豆受到促进作用最明显。锌对植物根生长的促进
作用表现为浓度越低效果越明显，这说明当环境中锌
含量低于 375 mg/L时，三叶草、双荚决明、美丽胡枝
子、山毛豆的根生长都受到促进作用。但在苗高生长
方面，仅在锌含量为185 mg/L时受到一些不明显的促
进作用，其余浓度均表现出明显的抑制作用，各种植物
均如此。结合一正一负的影响作用，在植物鲜重方面，
表现为在锌浓度为185 mg/L时，其重量增加表现为受
到显著的促进作用；而其他浓度条件下植物的总重量
的改变与对照差异不显著（表6）。
2.2.2 单一铅处理对植物幼苗生长的影响 在植物根生
长方面，美丽胡枝子受重金属铅胁迫最明显，与双荚决
明、三叶草、紫花苜蓿、山毛豆有显著差异，仅在Pb2+含
量在 260 mg/L以下时受到促进作用，而其他植物的
根生长在 Pb2+含量增加到 450 mg/L时仍被明显的促
进。但当铅浓度继续增加到 7300 mg/L时则对所有
植物而言，都具有明显的抑制根伸长的作用。在苗高
方面，除山毛豆外都有低浓度促进高浓度抑制的现
象，不同植物苗高受影响程度是：山毛豆、美丽胡枝子
>双荚决明、三叶草、紫花苜蓿。铅对植物地下部分
和地上部分的胁迫作用综合到对植物鲜重的影响上
看，是山毛豆、美丽胡枝子、双荚决明、三叶草明显重
于紫花苜蓿，前后顺序间有显著差异。除山毛豆外，
其他植物幼苗表现出低浓度被促进高浓度被抑制的
现象，但只有紫花苜蓿可以耐受环境中 Pb2 +增加到
1100 mg/L的含量（表7）。
%
%
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2.2.3 铅、锌复合处理对植物幼苗生长的影响 从表 8
数据可以看出，在铅、锌复合处理情况下，不同植物种
类和不同铅、锌混合液浓度对幼苗的生长指标均有极
显著的影响。通过进一步分别对根长、苗高及鲜重在
植物种类和铅、锌复合处理不同水平间进行多重比较
发现：植物根长受重金属影响程度是美丽胡枝子>紫
花苜蓿、山毛豆、双荚决明>三叶草，各顺序间达到了
显著差异。其中，只有三叶草根长随铅浓度增大先升后
降，其他植物的根长与对照相比，都受到显著抑制作用。
在苗高方面，受重金属影响的不同程度是：双荚决明>山
毛豆、美丽胡枝子、三叶草>紫花苜蓿，不同顺序间均达
到显著差异；除紫花苜蓿的苗高在Pb2+含量≤260 mg/L
范围时受到一定程度的促进作用外，其他植物的苗高
生长均表现为受到抑制。这种抑制作用在铅含量很低
项目
三叶草
山毛豆
美丽胡枝子
紫花苜蓿
双荚决明
根长
苗高
鲜重
根长
苗高
鲜重
根长
苗高
鲜重
根长
苗高
鲜重
根长
苗高
鲜重
对照
0.00Ab
0.00B
0.00A
0.00Ac
0.00B
0.00A
0.00Ab
0.00B
0.00A
0.00Aa
0.00B
0.00A
0.00Ab
0.00B
0.00A
Zn1
12.89±1.81Bb
38.36±1.77B
148.03±2.72B
50.09±2.01Bc
0.52±1.11B
21.30±3.03B
41.26±0.11Bb
-5.83±1.49B
29.90±4.35B
25.88±0.27Ba
10.21±1.33B
28.59±3.22B
20.98±0.06Bb
12.89±0.78B
12.74±1.97B
Zn2
12.70±3.15Bb
-22.37±2.77A
-10.84±2.04A
48.39±0.67Bc
-8.50±1.27A
9.07±0.99A
21.92±1.23Bb
-5.16±0.49A
0.93±2.31A
-9.81±1.07Ba
-16.55±0.33A
-11.06±1.72A
32.90±1.40Bb
8.71±0.22B
9.68±0.07A
Zn3
14.26±4.54Bb
-18.72±4.17A
-4.93±1.29A
66.35±0.72Bc
-9.80±0.13A
-11.57±1.74A
11.89±2.62Bb
-13.23±0.91A
-19.03±3.06A
-12.20±2.46Ba
-9.86±1.07A
-8.93±1.93A
26.42±2.79Bb
-5.63±1.62A
-2.48±0.68A
Zn4
5.47±1.22Bb
-21.00±3.19A
-14.90±1.56A
51.04±0.04Bc
-10.85±0.85A
-15.89±1.47A
28.22±1.91Bb
-24.44±0.07A
-26.00±2.79A
-13.91±1.75Ba
-0.35±0.09A
-4.44±1.66A
1.55±2.11Bb
-20.15±0.64A
-11.87±0.41A
表6 不同浓度的锌处理对植物幼苗生长的影响
注：数据为增量（减量）百分数±标准差；其余同前。下同。
项目
三叶草
山毛豆
美丽
胡枝子
紫花苜蓿
双荚决明
根长
苗高
鲜重
根长
苗高
鲜重
根长
苗高
鲜重
根长
苗高
鲜重
根长
苗高
鲜重
对照
0.00Bb
0.00Bc
0.00Ba
0.00Bb
0.00Ca
0.00Ca
0.00Ba
0.00Ca
0.00Ba
0.00Bb
0.00Bc
0.00Bb
0.00Bb
0.00Bb
0.00Ca
Pb1
16.21±2.20Cb
34.70±1.54Cc
25.99±5.35Ca
42.34±1.85Cb
-26.27±2.65Ba
-16.08±6.81Ba
20.20±4.21Ca
3.81±0.44Ca
12.43±4.65Ca
36.15±3.11Cb
29.93±0.49Cc
117.69±2.08Cb
47.41±3.58Cb
11.80±0.81Cb
15.01±7.17Ca
Pb2
31.64±2.83Cb
12.33±1.81Cc
32.88±4.83Ca
27.22±2.48Cb
-24.31±2.92Ba
-29.82±3.37Ba
14.47±4.84Ca
1.79±0.72Ca
2.14±5.53Ba
32.38±3.74Cb
47.18±0.22Cc
159.53±2.44Cb
9.07±4.21Cb
11.25±1.08Cb
6.40±3.01Ca
Pb3
34.18±0.79Cb
-2.28±0.32Bc
-1.72±3.05Ba
26.84±0.44Cb
-29.28±1.43Ba
-39.03±4.51Ba
-2.29±2.80Ba
-9.42±0.78Ba
-18.20±2.35Ba
14.14±1.70Cb
21.48±1.71Cc
65.77±4.38Cb
-16.32±2.05Cb
-7.44±0.41Bb
-4.92±4.87Ba
Pb4
-3.32±0.52Bb
-3.65±0.29Bc
-10.71±2.52Ba
-12.67±0.87Bb
-35.69±0.82Aa
-48.95±3.98Aa
-47.56±1.49Aa
-30.49±1.39Ba
-57.54±1.82Aa
14.71±0.39Bb
-4.23±2.32Bc
34.45±4.91Bb
21.76±0.86Bb
-10.34±0.97Bb
-9.24±4.34Ba
Pb5
-46.09±0.67Ab
-25.57±0.32Ac
-48.15±2.44Aa
-29.49±0.32Ab
-35.95±0.79Aa
-52.80±0.98Aa
-86.82±2.68Aa
-63.90±1.42Aa
-66.43±3.14Aa
-60.21±1.58Ab
-44.37±2.35Ac
-38.01±2.39Ab
-64.25±2.05Ab
-54.08±1.05Ab
-37.44±0.62Aa
表7 不同浓度的铅处理对植物幼苗生长的影响
%
%
·· 108
杨 玲等：5种豆科植物对铅、锌及其复合作用的耐性研究
时（如 82 mg/L），与对照相比差异不显著；但Pb2+处理
浓度越高，这种抑制作用越明显。植物鲜重受到Pb2+、
Zn2+复合胁迫的影响与地上部分的变化趋相似。不同
的是，在鲜重方面植物受重金属影响的不同程度是：双
荚决明>美丽胡枝子>山毛豆、三叶草、紫花苜蓿，各个
顺序间均达到显著差异。
与表 7相比，可以看出，有 265 mg/L Zn2+参与下，
重金属铅胁迫对植物根生长影响是除三叶草外，其他
植物受到明显抑制作用；在苗高和鲜重方面，大多数植
物都受到抑制作用，即使在单一铅处理方式下，可以耐
受到 Pb2+含量为 1100 mg/L的紫花苜蓿，也难以抵抗
450 mg/L Pb2+胁迫，受到显著抑制作用。从不同植物
受影响程度大小的差异来看，双荚决明受毒害作用最
大，与单一铅处理下明显不同。这说明在一定浓度下，
铅、锌相互之间有协同效应，与单一重金属处理相比，
复合处理后对植物幼苗的毒性大于相应浓度下的单一
处理。可能由于不同重金属的共同存在时，毒性机理
复杂既有协同、加和作用，也有拮抗作用[14]，再结合植
物对此作用的敏感性不同，因此对这种伤害效应的应
答程度也不同。
3 结论与讨论
在单一铅、锌作用下，除双荚决明外，重金属对植
物种子的发芽力具有低浓度的促进作用，在高浓度时
转为抑制作用。紫花苜蓿和三叶草有较强的耐受Pb2+
胁迫能力。当铅、锌交互作用时，在铅含量较低时仍具
有促进种子发芽的作用；但当铅含量达到 7300 mg/L
时，5种受试植物的种子活力均骤然下降，受到了极大
的重金属协同毒害。
从幼苗生长指标随重金属离子浓度变化而改变的
分析结果看，不同重金属对不同种植物的影响存在差
异：锌胁迫下，5种豆科植物间无显著差异；铅胁迫下，
当Pb2+含量增加到1100 mg/L时，紫花苜蓿表现优于其
他4种植物。重金属对植物种子萌发和幼苗生长的影
响一般表现为低浓度下的促进作用和高浓度下的抑制
作用[15-17]。从表 6、表 7中，笔者也得到了相似的结论：
对于多数受试植物，低浓度的 Pb2+、Zn2+促进根、苗生
长，而高浓度的Pb2+、Zn2+抑制根和苗的生长。尽管大
致趋势相似，但也有一些不同之处，如进行锌处理时，
当Zn2+含量增加到 375 mg/L时，其对三叶草、双荚决
明、美丽胡枝子和山毛豆的根生长仍有促进作用。分
析其主要原因可能是Zn2+浓度设置不够高，未能体现
出抑制作用。而在进行铅处理时，山毛豆的苗高和鲜
重的生长指标即使在低浓度时，也受到抑制作用，这一
方面可能与铅对植物的危害特点有关：铅主要被植物
的根部吸收、积累；铅对植物的危害表现在叶绿素降
低，植物呼吸及光合作用受阻[18]。另一方面可能是重
金属对不同植物的影响存在差异性。有265 mg/L Zn2+
参与下，Pb2+、Zn2+复合胁迫对植物幼苗生长的影响基
本上是抑制作用，且随着Pb2+浓度的增加其抑制作用
越显著。可见，铅锌交互作用时，具有协同效应，增加
项目
三叶草
山毛豆
美丽
胡枝子
紫花苜蓿
双荚决明
根长
苗高
鲜重
根长
苗高
鲜重
根长
苗高
鲜重
根长
苗高
鲜重
根长
苗高
鲜重
对照
0.00Cc
0.00Db
0.00Cc
0.00Cb
0.00Db
0.00Dc
0.00Ca
0.00Db
0.00Db
0.00Ca
0.00Cc
0.00Cc
0.00Cb
0.00Da
0.00Da
混1
17.85±0.39Bc
-6.46±1.09Db
-1.74±1.18Cc
-7.21±0.69Cb
-5.07±0.47Db
-11.24±2.56Dc
-12.96±0.74Ca
-5.40±0.17Db
-3.50±0.13Db
-2.97±1.03Ca
15.60±0.28Dc
37.35±0.37Dc
0.68±0.63Cb
-26.72±0.01Ca
-26.68±1.51Ca
混2
16.48±1.34Bc
-3.74±1.12Cb
-0.46±1.16Cc
-21.63±1.64Bb
-18.86±0.44Cb
-13.83±0.22Cc
-16.94±0.21Ba
-7.82±0.14Cb
-18.55±2.21Cb
-24.19±0.08Ba
5.37±0.31Cc
-4.43±2.71Cc
-11.71±1.58Bb
-33.08±0.03Ca
-30.66±0.83Ca
混3
13.04±1.12Bc
0.68±1.10Cb
3.94±0.21Cc
-20.43±1.42Bb
-27.57±0.46Cb
-18.15±1.17Bc
-24.59±0.01Ba
-10.43±0.16Cb
-25.13±1.26Bb
-20.65±0.30Ba
-11.51±0.29Bc
-21.27±1.76Bc
-16.64±1.36Bb
-36.76±0.08Ca
-42.71±0.12Ba
混4
7.78±1.57Cc
-20.07±1.65Bb
-16.80±1.17Bc
-12.02±1.87Bb
-31.86±0.09Bb
-27.16±0.21Bc
-41.38±0.44Ba
-27.93±0.39Bb
-43.36±2.22Bb
-16.55±0.15Ba
-10.23±0.84Bc
-26.70±2.72Bc
-18.34±1.81Bb
-42.49±0.56Ba
-44.38±0.84Ba
混5
-12.59±1.73Ac
-62.93±2.08Ab
-52.14±0.96Ac
-25.72±2.03Ab
-37.970.52Ab
-37.43±0.42Ac
-49.48±0.60Aa
-44.69±0.82Ab
-73.82±2.01Ab
-56.15±0.31Aa
-41.43±1.27Ac
-53.67±2.51Ac
-24.45±1.97Ab
-52.54±0.99Aa
-55.66±0.63Aa
表8 铅、锌混合液对植物幼苗生长的影响 %
·· 109
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
了重金属对植物体的毒害作用。
值得一提的是，试验中采用的三叶草和紫花苜蓿
为当地铅锌尾矿区常见的自然生长的豆科植物种，但
其对铅、锌重金属离子的响应情况与从铅锌尾矿区自
然生长的植物采集来的种子进行的试验所表现出的主
要受到抑制作用[19]不同。这些耐性植物因其长期生活
在铅、锌尾矿地区的特殊生境里，其生理生化及分子生
物学方面发生了一些适应的变化，并且也受益于与其
建立共生的根瘤菌的耐性[20-21]。一旦把这样具有较强
适生性的植物种类转移到与原生环境不一样的条件下
栽培，可能会扰乱其生理运行机制，适应性反而会下降。
因此建议在做重金属对植物胁迫性研究时，不仅要考虑
尾矿区重金属含量特点和自然发生的植物种类，也要结
合根瘤菌在重金属环境中的耐性研究 [22-23]，为研究工
作提供更大的实际意义。
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