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2002~2003年在河南师范大学生命科学学院小麦试验田选用冬小麦品种郑州9023作为试验材料,开展了水培试验、田间试验和盆栽试验,研究了镉、铜、锌三种重金属元素对小麦生长发育的影响,以及在小麦不同生育期植株不同部位的吸收、分配和累积规律。结果如下:
1、Cd、Cu、Zn抑制了小麦种子的萌发,使种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数均呈现出随着重金属处理浓度的增大而逐渐降低的趋势,并与处理浓度呈一定程度的线性回归关系。
2、Cd、Cu、Zn抑制了小麦幼苗的生长,使幼苗的根长、芽长、根重、芽重均呈现出随着处理浓度增大而递减的趋势,且对幼苗长度的抑制作用大于对幼苗重量的抑制,对幼苗根的抑制作用大于对幼芽的抑制作用;降低了种子萌发中的α-淀粉酶活性和幼苗叶片中Chla及Chlb的含量,使幼叶中游离Pro含量、MDA含量升高。
3、在小麦灌浆过程中,Cd、Cu、Zn降低了旗叶的Chla和Chlb含量,改变了Chla/Chlb比值,提高了旗叶游离Pro、MDA的含量和相对电导率,并且Pro含量和相对电导率的变化与花后天数之间分别为一元三次函数和指数函数关系。
4、Cd、Cu、Zn在小麦生育早期抑制地上部分干物质的累积,在生育后期则促进干物质的累积,并不同程度的降低了小麦小穗数、成穗数和株高,提高了千粒重和籽粒蛋白质含量,最终使产量下降。
5、小麦地上部分的不同部位富集重金属的能力不同。小麦植株中较易富集Cd的部位是根、叶和废弃物;较易富集Cu的部位是根、籽粒和颖片;较易富集Zn的部位是根、茎和籽粒。
6、小麦地上部分在不同生育阶段吸收重金属的量大不一样。其中灌浆期和拔节—抽穗期Cd和Zn的吸收量最高,并且其吸收速率也最大,而拔节—灌浆中期Cu吸收量及吸收速率最大。
7、不同重金属元素之间,小麦茎和籽粒的富集系数为Zn>Cd>Cu,而地上部分的其它部位富集系数都表现为Cd>Zn>Cu。
8、成熟期小麦籽粒中Cd、Cu、Zn的含量随土壤中添加重金属浓度的增大而增大,并与土壤和三叶期地上部分相应重金属含量呈极显著的幂函数关系。