鹅毛竹对镉胁迫的生理响应及硅和钙的调控作用

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1、鹅毛竹对镉胁迫的生理响应及硅和钙的调控作用—文献综述1.1重金属的概念重金属在化学中一般指密度在4.5g/cm3以上的金属，构成环境污染的主要重金属有汞、镉、铅、铬等对生物毒性强的金属，其次是具有一定毒性的金属铜、锌、镍等[1]。目前最引起人们关注的是汞、镉、铅、铬、砷等，被合称为重金属污染中的“五毒”[2]。从20世纪50年代以来，随着人口数量的大幅度增加，采矿、冶炼和制造等工业的快速发展，农用化学品的大量使用及城市污水污物的排放，导致Cd,Pb,Hg,Cu等对生物有毒金属元素在环境中快速、过量的积累，这一由人类活动造成的环境污染问题引起了广泛的关注

2、。这些金属元素的大部分被概括在一起，被称之为“重金属(Heavymetals)”元素，总称那些比重大于5的金属元素[3～4]，尽管这一概念还没有被精确定义，使用起源也不明确，但己被广泛采用[5-6]。1.2我国农田的镉污染情况土壤重金属污染是一个全球性的问题，随着世界经济的发展，由于人类的不合理使用，滥用农药、化肥和污水灌溉，使土壤污染日益严重。其中土壤重金属污染已经成为一个全球性的环境问题。在所有非植物必需的重金属元素中，镉、铅最为引起关注。因为Cd易被作物吸收，并通过食物链在人体内富集[7]。我国对二十多处采矿、冶炼及工业废水污染点的调查表明，一些

3、地区的农田Cd污染非常严重，且面积和程度呈上升趋势。如广西阳朔铅锌矿废水污染的农田土壤含Cd量达10-136mg/kg;沈阳张士灌区受污染农田面积2800hm'，土壤Cd含量5-7mg/kg;湖北大冶炼铜厂的烟囱排出的锅对周围lOkm范围的农田造成污染，污染农田面积达8700hm2。[10]1.3土壤镉污染来源土壤重金属污染源主要有灌溉(特别是污灌)、固体废弃物堆置(污泥、垃圾等)、农药和肥料施用、以及大气沉降物等。植物受到镉污染主要是由“三废”所引起。工业废气是造成空气福污染的主要来源。大气中的镉可以通过降雨或干沉降而进入土壤，有一部分则直接被植物叶

4、片所吸收，造成污染。在有工业污染(包括燃煤)的地区，土壤和果树叶片都积累了大量的镉[11]。冶炼、燃煤、石油燃烧、垃圾废物的焚烧等都能造成对大气的污染。矿区开发、镀锌厂以及与染料、塑料的稳定剂、油漆的着色剂及轮胎生产有关的工厂是含镉污水的主要来源[12-13]。污灌是使重金属进入土壤的重要途径，。农田施用污泥等固体垃圾，在增加N.P等营养元素的同时，锅等重金属含量也增高，美国的几项调查表明，消化的污泥平均含镉量为10--16mg/kg[12],施用多年土壤镉含量必然增加。此外，施用化肥、农药也会造成镉的污染，据调查，广州市施用磷肥、石灰的镉含量为2-3

5、mg/kg[16]，而澳大利亚施用的过磷酸钙含镉量达3848mg/kg[12],显然施用不当也必然造成镉的污染。在污水农用造成农业土壤污染的同时，淤泥农用、铅矿的开发、含铅化肥和农药的施用等都直接或间接的增加了土壤的铅污染[17-19]1.4镉对人的毒性Cd是严重污染性元素，Cd对于生物和人体来说是非必需元素，污染性Cd主要通过消化道吸收进入人体。金锋[20]等调查研究表明，Cd是慢性毒害作用的靶器官，长期摄入镉使肾小球受到损害，引起尿白蛋白排出量的增加。镉中毒的主要危害是破坏肾功能，导致肾小管对低分子蛋白再吸收功能发生障碍，糖、蛋白质代谢紊乱，尿蛋白

6、、尿糖增多，引发糖尿病;镉进入人体的呼吸道可引起肺炎、肺气肿;进入人的消化系统则可引起肠胃炎;镉中毒常伴有贫血症;孕妇福中毒易造成流产、新生儿畸形和死亡;镉中毒可诱发骨癌、直肠癌、食管癌和胃癌。此外，Cd有致突变、致癌和致畸作用，以及引起高血压、肺气肿等病症[21]。1.5镉对植物生长发育的影响1.5.1镉对植物生长的影响镉强烈抑制植株的生长[26-28]，使植物表现出生长迟缓、植株矮小、褪绿、产量下降等症状。但也有研究发现，当镉浓度较低时，作物产量反而增加的情况[29-30]。表明低浓度的镉对某些植物的生长发育有一定的“促进”作用。重金属能抑制植物生

7、长，生长在重金属胁迫中的植物，敏感性类型很容易受害，体内生理生化过程紊乱，光合作用降低，吸收受到抑制，导致供给植物生长的物质和能量减少，相应地生长受到抑制;即使能完成生活史的耐性较强的品种，为了保持细胞正常功能，适应逆境，必然要消耗植物生长过程中的有效能量，对于正常环境的适应能力下降，它们的生长率降低[31]。张义贤[32]研究表明，随着重金属Cd,Pb浓度的增加和处理时间的延长，大麦种子的萌发率、根生长速率、有丝分裂指数下降。Hg,Pb,Cd,Cu复合污染情况下，重金属通过抑制核酸的生物合成和破坏蛋白质合成机制以及破坏植物组织膜的完整性等活动加速水生

8、植物的衰老。重金属镉对小麦、玉米的发芽率，幼苗生长，根的伸长都有抑制作用，但发现发芽初期，低浓