王笑波

（太原生态工程学校，山西太原 030025）

由于重金属容易被土壤和作物吸收，通过植物根系进入植物体会积累造成污染[1-4]。通过研究重金属在植株体内不同时间的不同分布表现，总结重金属的积累与迁移规律，从而反映出植株对不同重金属的吸收强度和转移方向，对研究重金属对植株的胁迫作用具有现实意义。

1 材料与方法

1.1 供试材料

“浚单22”玉米种子，该玉米种子在生长过程中从未受过任何重金属污染，由山西省农科院提供。

1.2 试验方法

1.2.1 材料培养和重金属处理

选取大小均匀、籽粒饱满的种子，用5%的NaClO消毒30 min，用去离子水反复冲洗干净，在30℃温水中浸种4 h后，于恒温（28℃）培养箱中避光发芽，萌芽后每盆10粒种植于塑料培养盆（20 cm口径） 中。分别以10，50，100，200 mg/L的Cd2+，Cu2+，Pb2+溶 液 （CdCl2，CuCl2和 PbCl2用1/2Hoagland营养液配制，以纯金属离子计浓度）处理10～30 d，用1/2Hoagland营养液处理对照。所有处理均以昼夜温度（25/20℃） 在光照培养箱中培养，每12 h加1次处理液。每个样品做3次重复。

1.2.2 测定方法

玉米幼苗培养至10，20，30 d时取样，分别切离各处理组幼苗的根、茎、叶，用去离子水冲洗数次O4（4∶1） 湿法消化，定容，然后用SHMADZU（AA-6300型） 原子吸收分光光度计测定Cd2+，Pb2+，Cu2+。自然晾干后，置于70℃烘箱中烘干至恒质量，研磨成粉，称取0.5 g，加入HNO3-HCL含量[4]，重金属含量以mg/kg计。

2 结果与分析

2.1 不同质量浓度Cd2+，Cu2+，Pb2+在玉米幼苗体内不同部位的积累情况

重金属处理10～30 d后玉米根中重金属含量见图1，重金属处理10～30 d后玉米茎中重金属含量见图2。

由图1可知，随着处理质量浓度的增高，3种重金属含量也升高，这可能是由于生长初期代谢旺盛，吸收作用大于排出作用，使大量重金属进入幼苗根部；10～30 d内Cu2+，Pb2+胁迫下玉米根内重金属含量随着处理时间的延长而持续升高，而Cd2+胁迫下玉米根内重金属含量在20 d内持续升高，20 d后又有所下降；3种重金属在根内的含量在处理20 d内Pb2+＞Cd2+＞Cu2+，处理 30 d 时 Pb2+＞Cu2+＞Cd2+。

与根部重金属积累相似，茎部重金属积累量表现为随着处理质量浓度的升高而持续升高，只在200 mg/L质量浓度处理20～30 d时，玉米茎内Cu2+的含量有略微下降。由图2可知，整个处理期间Cd2+＞Cu2+＞Pb2+，只在 200 mg/L 质量浓度处理 20～30 d 时Cu2+和Pb2+含量位置发生互换。可以得出，玉米幼苗各部位积累的重金属含量受重金属的种类和处理时间的长短这2个因素的影响。

重金属处理10～30 d后玉米叶中重金属含量见图3。

图1 重金属处理10～30 d后玉米根中重金属含量

图2 重金属处理10～30 d后玉米茎中重金属含量

图3 重金属处理10～30 d后玉米叶中重金属含量

由图3可知，玉米叶内Pb2+的含量随着处理质量浓度的增高而升高，Cu2+的含量随着处理质量浓度的增高呈先升高后下降的趋势，而Cd2+的含量先降低后趋于平稳；随着处理时间的延长，3种重金属在叶内的含量均表现为先升高后降低；整个处理期间叶内重金属含量Cu2+＞Cd2+＞Pb2+，只在处理20 d时最低和最高质量浓度下Cd2+的含量表现为最高和最低。

2.2 不同质量浓度Cd2+，Cu2+，Pb2+在玉米幼苗体内的迁移情况

重金属处理不同时间在玉米幼苗体内的迁移情况见图4。

由图4可知，3种重金属处理10 d后，大量重金属离子已经出现在玉米幼苗茎叶中，这表明部分重金属已经开始从根部转移向茎叶中；重金属Cd2+和Cu2+在玉米幼苗体内的迁移率于10～30 d内随着处理质量浓度的增高而呈现降低的趋势，Pb2+的迁移率变化不大；

3种重金属的转移率存在差异，在整个处理时期内，Cd2+由根部向茎叶部的转移率为25.2%～93.5%，Cu2+的迁移率为12.7%～52.0%，Pb2+的迁移率为6.2%～22.9%，可见在试验范围内3种重金属对玉米根向茎叶的转移率的影响表现为Cd2+最高，其次是Cu2+，而Pb2+最低，3种重金属的这种表现差异与图1～图3中在玉米幼苗根茎叶中的含量变化相对应。

图4 重金属处理不同时间在玉米幼苗体内的迁移情况

3 结论

3种重金属处理后，对重金属的吸收和积累在玉米幼苗不同部位表现有所不同，在根部滞留大部分重金属，只有少量向地上部分迁移。在玉米幼苗不同部位的3种重金属含量分布均为根＞茎＞叶。

随着处理质量浓度的增高，玉米幼苗根内3种重金属的含量持续上升，这是由于幼苗体内代谢旺盛，吸收作用大于排出作用，使得根部进入大量重金属。试验范围内，根对重金属的吸收基本上表现为Pb2+＞Cu2+＞Cd2+，说明玉米根对Pb2+的吸收作用最强。随着处理时间的延长，Cu2+，Pb2+处理后玉米根内重金属含量持续升高，而Cd2+处理后玉米根内重金属含量在20 d内持续升高，20 d后又有所下降。说明20 d时Cd2+处理后玉米幼苗根部代谢和吸收机能已经受到抑制[5-7]，进入根部的重金属转而向根上部分迁移[8-9]，随着处理时间的延长，根部从土壤中吸收的重金属量下降，而根部的生物量不断增加，根部积累的重金属含量也就越来越少。直到处理30 d时，Cu2+，Pb2+在这方面的影响还未显现出来，表明3种重金属中Cd2+对根的刺激作用最大。

茎部重金属积累量表现为随着处理质量浓度的升高而持续升高。试验质量浓度范围和时间内，Cd2+和Pb2+处理后，玉米茎内重金属含量持续升高。Cu2+处理后，低质量浓度范围内（0～100 mg/L） 玉米茎内重金属含量持续升高，高质量浓度条件下（200 mg/L）表现为20 d内升高，20 d后降低。茎部重金属积累量顺序为 Cd2+＞Cu2+＞Pb2+。

随着处理质量浓度的增高，玉米叶内Pb2+的含量持续升高，Cu2+的含量随着处理质量浓度的增高表现出低浓度范围内（10～100 mg/L） 先升高，高浓度条件下（200 mg/L） 下降的趋势，而Cd2+的含量先降低后趋于平稳；随着处理时间的延长，3种重金属在叶内的含量均表现为先升高后降低。叶部重金属积累量顺序为 Cu2+＞Cd2+＞Pb2+。

从3种重金属在玉米体内的积累量可以得出，玉米对金属Cd2+和Cu2+的吸收能力比较弱，而对Pb2+的吸收能力较强。

在10～30 d内，随着处理质量浓度的增高，重金属Cd2+和Cu2+在玉米幼苗体内的迁移率呈现降低的趋势，而Pb2+的迁移率变化不大，这表明重金属在玉米体内的迁移率受重金属浓度的影响。在试验的整个处理期间，3种重金属由玉米幼苗根部向茎叶的转移率始终是Cd2+高于Cu2+，Pb2+。

由于重金属离子本身的性质、在土壤中的存在形态、土壤的性质、与其他离子产生的协同或拮抗作用等诸多因素均有可能影响到重金属向玉米地上部分的迁移[10]，重金属在玉米植株中的分布规律的差异性原因还有待于进一步研究。