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参考文献 13

致  谢 16

引言源Q于W优E尔A论S文R网wwW.yOueRw.com 原文+QQ75201,8766

随着工业的发展，金属污染开始步入人们的视野，并成为众科学家争相研究的对象之一。铝（aluminum，Al）是地壳中继氧（O）、硅（Si）之后的第三大元素，也是地壳中含量最高的金属元素[1]。Al属于两性金属，一般情况下，在中性土壤中，Al主要以Al(OH)3形式存在；在碱性土壤中，主要是以Al(OH)4+或铝酸盐的形式存在，而这些存在形式的Al对植物是没有毒害作用的。但是当土壤pH低于5。5时，Al以离子态的形式从矿物中被释放出来，导致土壤中高活性Al的含量迅速增加[2]。而此时，溶解态的Al会直接影响作物的生长，进而降低作物的质量与产量。目前，在世界总陆地面积中约有30%为酸性土壤，其中有大约50%为潜在可耕地，酸性土地面积达到了39。5亿hm2，主要分布在热带、亚热带和温带地区，尤其集中在发展中国家[3]。我国的酸性土壤总面积也达到了203万hm2，约占全国土地总面积的21%[4]。由于大气污染引起高频度的酸雨、农业生产中大量使用酸性的化肥等加剧了土壤的酸化，酸性土壤面积进一步扩大，酸性程度也进一步提高。

Al是植物生长发育的非营养元素，它主要是通过被动转运进入植物体内，进而影响植物生长发育。大部分植物对Al毒十分敏感，即使是微摩尔浓度的Al处理，在很短时间内就可以观察到Al对植物的毒害现象[5]。在Al胁迫下，植物根部最先接触土壤，首先受到Al的毒害，因此，植物的根部最先表现出毒害症状。根部受到的毒害的最初症状表现为根的伸长受到抑制，随着Al的积累、Al毒害的加深，根系表现出变短、变粗、变褐色的现象，根尖部分膨大，侧根稀少且脆弱易断，表皮和外皮层细胞受到破坏，根冠脱落等症状。周楠等人研究发现Al胁迫下的油菜幼苗根的总长、表面积、直径和体积均受到了抑制，且Al处理14天幼苗的伤害程度远大于处理7天的幼苗[6]。这也进一步说明了植物在Al胁迫环境下时间越长，受到的毒害越严重，Al积累的量也就越多。Al毒不仅直接危害植物体本身，还间接影响植物对氮、锌、铜、铁等元素的吸收。陈文荣等人研究发现Al胁迫下的荞麦各器官中Al的含量明显增加，尤其是根部，而且荞麦对氮、磷、锌、铜、锰、铁等元素的吸收和运输也因为Al的毒害而受到不同程度的抑制[7]。这也恰好解释了，受到Al毒害的植物出现与缺钾、缺氮、缺镁等元素相类似的症状：生长速率降低，茎变短，新叶变小、卷曲，叶柄萎缩，叶缘褪绿，叶尖死亡，叶片变黄甚至枯死等。

从生化角度来看，Al离子作用于细胞壁，破坏细胞膜，阻断细胞膜上的运输过程，与生物大分子发生强络合作用，抑制酶的活性和DNA复制，破坏细胞的信号传导，扰乱激素平衡，破环细胞骨架结构以及损坏线粒体的功能，还可能扰乱钙离子的平衡等[8]。田茂洁等人通过对Al胁迫下玉米根尖细胞镜检，发现Al毒害下玉米根尖细胞的染色体发生多种类型的畸变，而且异常分裂百分率与处理的Al浓度和胁迫时间呈正相关关系[9]。在一般情况下，植物本身也能产生活性氧和自由基。当植物体内的活性氧和自由基积累到一定程度时，就会破坏细胞的结构和功能。植物体体内的抗氧化酶系统、丙二醛等可以清除活性氧，使体内活性氧维持在一定的平衡状态。对于不同敏感程度的小麦，进行Al处理后，耐性基因型小麦和敏感基因型小麦的过氧化物酶活性升高和过氧化氢含量增加，其中在敏感基因型小麦体内现象更为明显, 膜脂过氧化程度更为严重[10]。这表明Al胁迫下，植物自身保护酶系统的清除能力有限，不能及时清除的活性氧会损伤细胞，影响植物正常的生长发育。