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土壤重金属(HMs)污染危害农业生产和公众健康。研究人员开展铅(Pb)、镉(Cd)、砷(As)对小麦幼苗影响的研究。结果显示,HMs 污染抑制小麦生长、影响抗氧化系统。该研究为污染环境下农业可持续发展提供关键策略。
土壤中的重金属(HMs)污染,就像隐藏在土地里的 “坏家伙”,不仅会对农业生产能力造成负面影响,还会给公众健康带来风险,所以定期及时监测土壤中 HMs 的积累情况十分必要。小麦(Triticum aestivum L.)作为全球广泛种植的主要粮食作物,对 HMs 引发的胁迫特别敏感,这可能会大幅降低其产量和品质。
研究人员进行了一项盆栽实验,向土壤中分别添加铅(Pb,1300 mg kg–1)、镉(Cd,20 mg kg–1)、砷(As,100 mg kg–1),还有它们组合在一起的情况,并设置了未受污染的对照组。这些 HMs 的剂量相当于污染影响区域登记的高污染水平(约 10 倍允许浓度)。
实验结果表明,土壤中的 HMs 污染会影响小麦的生长、光合色素含量以及抗氧化酶的活性。多种元素污染显著抑制了小麦根系的生长。而且,这种污染加剧了脂质过氧化过程,从叶片和根系中丙二醛含量就能看出来,与对照组相比,叶片中丙二醛含量增加了 39%,根系中增加了 127%。
累积暴露还影响了小麦体内的抗氧化物质,使得防御机制失调。比如,叶片和根系中还原型谷胱甘肽含量分别增加了 23% 和 69%;叶片中脯氨酸和抗坏血酸含量分别增加 174% 和 20%,但在根系中却分别下降了 80% 和 43%。
这些结果清楚地表明,HMs 污染不仅抑制了小麦生长,还干扰了其抗氧化防御系统。因此,开发有效的策略来减轻 HMs 诱导的胁迫、提高小麦产量,对于污染环境下的可持续农业发展至关重要。