Cu^(2+)/Cd^(2+)对玉米的急性毒性及其与重金属在根表形态分布的关系

采用水培方式,结合根伸长、吸附-解吸和流动电位测定,研究Cu^(2+)和Cd^(2+)对玉米根系毒性的差异及其与根表重金属吸附量的关系,探讨了共存阳离子和有机酸对玉米受Cu^(2+)和Cd^(2+)毒害的缓解作用及其机制。结果表明,在相同浓度条件下,Cu^(2+)对玉米根系的毒性强于Cd^(2+),这主要是玉米根系表面吸附的交换态、络合态和沉淀态Cu^(2+)含量大于Cd^(2+)所致。当Cu^(2+)和Cd^(2+)浓度均为1μmol·L^(-1)时,玉米根系相对伸长率分别为52.40%和96.23%。当Cu^(2+)和Cd^(2+)浓度均为40μmol·L^(-1)时,玉米根系表面吸附的交换态、络合态和沉淀态Cu^(2+)含量分别为相应形态Cd^(2+)的1.22、4.36和2.45倍。当pH值为4.5时,共存的Ca^(2+)、Mg^(2+)、K^(+)和NH 4^(+)等阳离子通过与2种重金属阳离子竞争玉米根系表面的吸附位可降低根系对重金属阳离子的吸附量,从而缓解玉米根系受Cu^(2+)和Cd^(2+)的毒害,二价阳离子(Ca^(2+)和Mg^(2+))的缓解作用强于一价阳离子(K^(+)和NH 4^(+))。柠檬酸、草酸、酒石酸和苹果酸通过与重金属阳离子形成稳定的络合物减少玉米根系对2种重金属阳离子的吸附,从而缓解重金属对玉米根系的毒害。4种有机酸缓解作用由大到小依次为草酸>柠檬酸>酒石酸≈苹果酸,这与上述有机酸对2种重金属阳离子的络合能力大小顺序基本一致。因此,通过减少植物根系对交换态和络合态重金属的吸附,可以有效减缓重金属对植物的毒害。