摘要：以小麦（Triticum aestivum L.）为试材，采用盆栽试验，研究了外源柠檬酸对不同浓度Pb胁迫下小麦生长以及Pb在小麦植株体内积累的影响。结果表明，低浓度（1.0 g/kg）柠檬酸处理对Pb毒害具有缓解作用，随着柠檬酸处理浓度的增加，Pb、柠檬酸复合处理对小麦生物量的毒害影响表现出加剧作用。小麦各部分Pb积累量整体上随着Pb处理浓度的增加而增加，加入低浓度柠檬酸后小麦各部分Pb积累量与不加柠檬酸处理相比明显增加，其中根部Pb积累量最多，表明加入适量的柠檬酸能够促进小麦对Pb的吸收。
关键词：Pb毒害；柠檬酸；处理浓度；小麦（Triticum aestivum L.）
中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）15-3501-03
重金属污染对生态系统，尤其是对植物-土壤生态系统的影响是近年来人们所关注的一个重要的环境污染问题[1，2]。土壤中的Pb会导致作物减产和品质下降，并且能够在作物可食部分富集从而进入食物链，进而危害人类健康，因此Pb是一种亟待治理的环境污染物。
研究发现，有机酸能与金属形成稳定的复合体，将离子态的金属转变成低毒或无毒的螯合态形式[3]，故可通过向培养介质中添加有机酸来调节植物对重金属的耐性以减少重金属对植物的影响和在植物中的残留[4]。选取小麦生产区比较典型的污染物Pb作为研究对象，分析其在柠檬酸的作用下对土壤-小麦生态系统的胁迫效应，以期为小麦生产区农业环境污染的防治提供依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试作物：供试小麦（Triticum aestivum L.）为郑麦366，种子购自河南省新乡市小麦良种繁育基地。
供试药品与仪器：所用仪器有BP61S型电子分析天平（德国赛多利斯公司）、JH404-1型电热板（河北省黄骅市新兴仪器厂）、Z-5000原子吸收光谱测定仪（日本日立公司）、FR-I全聚四氟乙烯密封增压微波消化罐（清华大学科教仪器厂）、KD21B-C美的微波炉（中国美的公司）。所用化学试剂盐酸、HNO3、HClO4、Pb（NO3）2、柠檬酸均为分析纯，购自河南洛阳市化学试剂厂。200目尼龙筛网，50 mL容量瓶若干。
供试土壤：供试土壤采自河南省新乡市牧业区丰乐里村附近的农田，土壤pH 6.8、有机质含量1%、速效氮含量86 mg/kg、速效磷含量18 mg/kg、速效钾含量80 mg/kg、Pb含量38.5 mg/kg。
1.2 试验设计
试验设置5个Pb浓度，分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 g/kg；3个柠檬酸浓度，分别为0.0、1.0、3.0 g/kg，以Pb浓度和柠檬酸浓度均为0.0 g/kg时作为对照，共16个处理[5]，3次重复。土壤晾干后，过2 mm筛，装入直径20 cm、高20 cm的塑料桶内，每桶装2.5 kg。柠檬酸、Pb（NO3）2以固体粉末形式与土壤混合均匀，同时每桶以底肥的形式施5 g有机肥，土壤加Pb后混合均匀，平衡熟化14 d。种子经消毒催芽后，每盆播15粒，出苗后每盆保苗5株。小麦于2011年5月2日播种，6月23日（开花期）收获取样。
1.3 测定指标与方法
1.3.1 植株处理与测定 植株取样后立即用蒸馏水冲洗干净。量取株高后，沿根轴处将根和茎叶剪开，洗净根系，量取根长，量取后在105 ℃烘箱里杀青10 min，再将温度降为41 ℃烘干至恒重，之后称重。
1.3.2 植株体内Pb积累量的测定 将根、茎和叶分别粉碎，采用HCl+HClO4+HNO3法消解，用原子吸收光谱测定仪测定植株体内积累的Pb量。
1.4 数据处理
数据采用Excel软件计算平均值和标准差，用SPSS软件进行方差分析和显著性检验，显著水平为0.05。
2 结果与分析
2.1 不同浓度柠檬酸对Pb胁迫下小麦生物学性状的影响
小麦的生物量在一定程度上反映了其受胁迫和危害的程度。由图1可见，在不投加柠檬酸的情况下，小麦的株高（图1A）、根长（图1B）、单株干重（图1C）随着Pb处理浓度的升高呈下降趋势，说明随着Pb浓度的升高，重金属对植物的毒害作用越来越强[6]。当Pb的浓度为0.5 g/kg时，小麦的平均株高、根长和单株干重比CK分别增加了11.50%、17.36%、22.81%，说明外源少量Pb的加入刺激了植物的生长，这可能是因为少量Pb的加入促使其他必需营养元素能更为有效吸收，这与王学锋等[7]的研究结果相似。当柠檬酸处理浓度为1.0 g/kg时，同一浓度Pb胁迫下植物的株高、根长和单株干重比不投加柠檬酸时均有显著（P 2.2 不同浓度柠檬酸对Pb胁迫下小麦植株体内Pb积累量的影响
Pb在小麦植株体内的积累是Pb通过食物链进入人体的一个重要渠道。不同浓度柠檬酸作用下，小麦根部、茎部和叶部Pb含量的积累情况见表1。由表1可以看出，各处理下小麦各个部位对Pb的富集量要远远高于对照，且各处理根部和茎部与对照相比差异均达显著水平（P