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1、安徽工程大学毕业设计（论文）引 言近年来，由于铜矿的开采，含铜农药的大量使用，以及生活污水的排放，造成土壤中铜的浓度大幅度增加，铜已成为土壤中主要重金属污染物之一。研究过量的铜对植物对土壤的毒害作用对保证植物正常的生理代谢及生长发育、作物产量的提高、品质的改善、土壤生物活性提高等都具有重要意义1。近来对铜污染土壤上植物体不同器官内铜的积累和分布、植物地上部分和地下部分的形态变异以及植物的水分代谢、光合作用和呼吸作用等各种生理代谢发生紊乱等已有较多报道2，对铜存在条件下植物在细胞、组织和器官水平上的结构及超微结构发生的一些改变也有报道。然而对于同一种植物，系统地从外部形态、细胞结构及超微结构、养
2、分吸收和养分转运、土壤作用等方面研究铜胁迫对植物影响作用的报道并不多。研究重金属作用涉及的内容极其广泛，包括重金属的吸收位点、植物细胞中对重金属结合位点的竞争、重金属离子的特性、离子的有效性以及各种化学作用等，而且对植物的作用不仅仅是对其某一方面的影响，而是从分子到生理代谢、细胞结构和植株的外部形态等各方面的综合影响3。因此，这种系统的研究更有助于深入的探讨铜元素对玉米生长的影响。土壤微生物是土壤生态系统的一个重要组成部分，土壤微生物作为土壤中具有生物活性的成分，积极参与土壤发生与发育，土壤肥力的形成，土壤净化等土壤系统中多种重要的代谢过程。其数量和活跃程度是衡量土壤活力的一个表征。土壤具有生
3、物活性其主要来源于土壤微生物。动植物活体及其残骸，与土壤中其他生物体一样，土壤微生物也受环境条件影响；土壤微生物作为土壤生物化学反应的催化剂， 参与了土壤系统中许多重要代谢过程，而这些过程往往对植物的生长具有至关重要的作用4。近年来, 国内外关于重金属污染对土壤影响的报道有不少，也有不少这方面研究成果报道。所以此文探讨铜胁迫对玉米生长影响和对对土壤微生物影响具有重要意义。铜元素对植物生长作用的研究和对土壤微生物的研究不能完全独立起来，二者之间有着一定的联系。铜元素对植物的一些生长特征恰恰可能是铜和土壤微生物的双重结果。在铜元素存在条件下植物在细胞、组织和器官水平上的结构及超微结构会发生改变以及
4、铜离子在植物细胞内的区室化分布，这一方面说明，过量的铜离子可能严重损伤了细胞的结构及超微结构，另一方面也可能是植物耐重金属的重要机制之一5。有人报道，植物吸收的重金属中只有很少的一部分能对植物造成毒害，而大部分的重金属被结合在细胞壁上或储存在液泡中，这部分被扣留的重金属不单没有害处可能会在某些程度上促进植物生长4。综上所述，本文在前人研究的基础上，采用土培试验，选择玉米（Zea mays L.，品种为苏玉 19）作为供试材料，从以下几方面探讨铜元素对植物和土壤微生物的影响：（1）定期测量玉米生长的外在变化，测量的数据包括有发芽率、鲜重、株高、根长等，通过这些数据更直观的观察铜元素对玉米生长的影
5、响。（2）通过化学试剂测量玉米叶片中生物大分子的变化，测量的数据有叶绿素a、b，可溶性蛋白和总糖的含量。通过这些数据的变化探讨铜元素对玉米生长影响的内在分子机理进而反映出铜对作物生长的影响。（3）通过微生物筛选富集的方法判断出玉米根系土壤微生物的数量。通过这些方法测量不同浓度铜存在下根系土壤细菌、真菌和放线菌的数量变化；通过密闭环境吸收法测量不同浓度铜存在下根系土壤微生物呼吸总量的变化。通过测量土壤的一系列变化探讨铜胁迫对土壤微生物的影响，综合探讨铜元素，土壤微生物和植物生长变化三者之间的联系。第1章 材料与方法1.1 材料与用品1.1.1 实验材料玉米种子、硫酸铜溶液、氯化汞溶液、蒸馏水、9
6、5%乙醇溶液、NaCl、农田土壤、蒽酮、95%乙醇、98%浓硫酸、85%磷酸、葡萄糖、牛血清蛋白、考马斯亮蓝、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、可溶性淀粉、KNO3、K2HPO4、MgSO4、FeSO4 、马铃薯。1.1.2 实验仪器 托盘天平、电子秤 （JY1002型电子秤）、称量纸、电子天平（YL-41-160100D型电子天平）、恒温箱（ZK-B2B型电热真空干燥箱）、水浴锅 （HH-6）、分光光度计（比色皿）、抽滤器、PH仪、培养皿、涂布棒、移液枪（1ml、200ul）、高压蒸汽灭菌锅。1.1.3 实验其他用品剪刀、量筒 (50ml、500ml)、烧杯（100ml,500ml）、玻璃棒、研钵、离心
7、管、胶头滴管、砝码、锥形瓶（250ml、500）、直尺、50、250、500、 1000ml容量瓶、药匙、试管若干、滤纸、酒精灯。 1.2 方法1.2.1 材料预处理购买实验所需的玉米种子。在进行实验时要注意玉米种子的选取，在这里我们选取籽粒饱满、组织结构完整、大小基本相同的玉米种子进行预处理，预处理方法为先用0.1%的氯化汞溶液浸泡10min后，用清水冲洗3-5次，最后取等量的铜离子梯度溶液对已处理的玉米种子进行大约24h的浸泡。1.2.2 溶液的配制 1.2.2.1 铜溶液的配置 根据实验的要求配制溶液，配制浓度分别为0mg/L、50mg/L、100mg/L 、150mg/L 、200mg
8、/L、250mg/L、300mg/L 的CuSO4溶液和0.1%HgCl溶液。准备7个500mL的容量瓶，洗净烘干，并按所需浓度在容量瓶上面做上标签。用电子分析天平分别称取各组所需的CuSO45H20，先将称好的CuSO45H20放入250ml烧杯中搅拌溶解，在用玻璃棒转移到500ml的容量瓶中，将烧杯和玻璃棒反复用蒸馏水洗，洗液也倒入容量瓶中，再用蒸馏水定容，备用。相同的方法配置1000ml的HgCl消毒液。表1-1 CuSO4溶液配制表实验组 配制方法（理论） 配制方法（实际称量）10g CuSO45H20+1000ml蒸馏水 0g CuSO45H20+1000ml蒸馏水20.0982g
9、CuSO45H20+1000ml 蒸馏水 0.0990g CuSO45H20+1000ml 蒸馏水30.1964 CuSO45H20+1000ml 蒸馏水 0.1980g CuSO45H20+1000ml 蒸馏水40.2947g CuSO45H20+ 1000ml 蒸馏水 0.2930 gCuSO45H20+1000ml 蒸馏水50.3928gCuSO45H20+1000ml蒸馏水 0.4001g CuSO45H20+1000ml蒸馏水60.4911g CuSO45H20+1000ml蒸馏水 0.4899g CuSO45H20+1000ml蒸馏水70.5894g CuSO45H20+ 1000
10、ml 蒸馏水 0.5902 g CuSO45H20+1000ml 蒸馏水注：实验组1为对照组（CK）表1-2 0.1%HgCl溶液配制表1.2.2.2蒽酮溶液的配置溶液 配制方法（理论） 配制方法（实际称量）0.1%HgCl 0.5025g HgCl+1000ml 蒸馏水 0.5105g HgCl+1000ml 蒸馏水500mg蒽酮溶于500ml98%浓硫酸中，用时配置。1.2.2.3葡萄糖标准溶液配置 准确称取100mg干燥葡萄糖，用蒸馏水定容至1000ml。1.2.2.4考马斯亮蓝溶液 称取100ug考马斯亮蓝G250，溶于50ml 95%乙醇中，加入85%磷酸100ml，最后用蒸馏水定容
11、至1000ml，储藏在棕色瓶中，此溶液在常温下可放置一个月。1.2.2.5标准蛋白质溶液的配置 准确称取0.005g牛血清蛋白，溶于50ml容量瓶中，配置成100ug/ml标准蛋白溶液。1.2.2.6三种培养基的配置 牛肉膏蛋白胨培养基（培养细菌用）：称取牛肉膏1.5g、蛋白胨5g、NaCl 2.5g、琼脂910g、在500毫升锥形瓶中定容至500ml，调节PH至7.2左右。在121下灭菌20分钟。 高氏一号培养基（培养放线菌用）：称取KNO3 0.5g、K2HPO4 0.25g、MgSO4 0.25g、FeSO4 0.01g、NaCl 0.25g。把这些化学试剂在烧杯中充分溶解转移到500m
12、l锥形瓶中，添加10g可溶性淀粉、10g琼脂定容至500ml，调节PH至7.27.4。注意配置时先用少量冷水，将淀粉调成糊状，倒入沸水中，在火上加热，边搅拌边加入其它成分，溶化后补足水分至500ml。在121下灭菌20分钟。 马铃薯培养基（培养真菌用）：马铃薯去皮，切成块煮饭半小时，然后纱布过滤，再加10g葡萄糖和9g琼脂，溶化后补足水至500ml，在121下灭菌30分钟。1.2.3 玉米的培育取21个洗净烘干的一次性塑料碗，装入600g等量的土壤，并在塑料碗上做上标签，实验设计了7个CuSO4浓度处理组，每组三个重复，实验组1为蒸馏水处理对照组。将各组Cu2+胁迫液预处理以后的玉米种子利用土
13、培法进行种植，每个塑料碗中种植12粒玉米种子，定期浇水、定期观察玉米的生长状况并记录实验数据，室温要保持在27左右。本实验在恒温箱中保持温度约27，充足的阳光照射，低空气流速的环境条件下进行实验。1.3 玉米及微生物各项指标测定及方法1.3.1 玉米种子发芽率的计算从玉米种子利用土培法开始种植的时候记为第一天，每天记录各个碗中玉米种子的萌发数目，到每个塑料碗中的玉米种子萌发数目不再增加为止。根据玉米种子萌发数目的记录，计算出各个塑料碗中玉米种子的萌发率。1.3.2 株高的测量 待玉米植株长出第三个叶片的时候，从每个塑料碗中去除最高和最低的玉米植株，挑选一部分用直尺测量根上部分的植株高度即株高，
14、计算出每一个浓度下每三瓶的玉米植株株高的平均值为该浓度下的平均值。1.3.3 鲜重的称量 将玉米植株从碗中取出洗净，弄干茎上等部分的溶液或水分，再用电子秤进行称量。称量每个塑料碗中玉米植株的鲜重，做好记录，然后再取每个浓度的平均值。1.3.4干重的称量 称量完鲜重之后，把植株标记好，放入烘箱60摄氏度烘烤24小时。之后称量每个植株的干重，做好记录，然后再取每个浓度的平均值。1.3.5 根长的测定 称量完鲜重之后用直尺测量每个植株的根长，做好记录，然后再取每个浓度的平均值。1.3.6 叶绿素含量的测量 研磨法：根据朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律，某有色溶液的吸光度A值与其中溶质浓度C
15、以及光径L成正比，即AaCL（a为该物质的吸光系数）。今欲测定叶绿体色素提取液中叶绿素a、b含量，只需测定该提取液在2 个特定波长下的吸光度度值，并根据叶绿素a与b在该波长下的吸光系数即可求出叶绿素a、叶绿素b浓度和叶绿素总浓度。Ca=13.95A6656.88A649；Cb=24.96A6497.32A665。CT= Ca+ Cb据此即可得到叶绿素a浓度、叶绿素b的浓度和叶绿素总浓度（Ca、Cb、CT：mg/L）。最后根据下式可进一步求出植物组织中叶绿素的含量：叶绿素含量（mgg-1或mgdm-2）= 式中：C为叶绿素浓度（mgL-1）或mgdm-2）；V为提取液总体积（ml）；A为取样鲜重
16、（g）或取样面积（dm-2）6。1.3.7 可溶性糖含量的测定（蒽酮比色法） 强酸可使糖类脱水生成糖醛，生成的糖醛或羟甲基糖醛与蒽酮脱水缩合，形成糖醛衍生物，呈蓝绿色，该物质在620nm处有最大吸收，在150ug以内与蒽酮反应与糖量成正比。吸收1ml已稀释的提取液于大试管中，加入4.0ml蒽酮试剂，比色波长620nm，记录吸光度，通过对比葡萄糖标准曲线得出葡萄糖含量7。表1-1 葡萄糖标准曲线对照表管号1234567葡萄糖标准液（ml）00.10.20.30.40.60.8蒸馏水（ml）10.90.80.70.60.40.2葡萄糖含量（ug）0102030406080光吸收量00.1280.2
17、940.3210.3680.5510.7451.3.8可溶性蛋白含量测定 考马斯亮蓝G250在游离状态下呈红色，在稀酸溶液中，当它与蛋白质疏水区结合后变为青色，前者最大光吸收在465nm，后者在595nm。一定范围内（1100ug），蛋白质与色素结合在595nm波长下的光吸收值与蛋白含量成正比，故可用于蛋白含量的测定。吸取样品提取液1ml，放入试管中，加入5ml考马斯亮蓝G250溶液，充分混合，放置2分钟在595nm下比色，通过标准曲线查得蛋白质含量7。表1-2 蛋白质标准曲线对照表管号123456蛋白质标准液（ml）00.200.400.600.801.00蒸馏水（ml）1.000.800.
18、600.400.200蛋白质含量（ug）020406080100光吸收值00.0970.2510.3060.4210.4381.3.9 根系土壤细菌、真菌、放线菌数目的测定 准确称取22份根系土样1g，用9ml无菌水溶解混匀得10-1土壤悬液，然后不断地梯度稀释至10-5。每份稀释液分别吸取0.1ml分别涂布在牛肉膏蛋白胨培养基、高氏培养基、马铃薯培养基上培养，30条件下培养四天观察培养皿上细菌、真菌、放线菌菌落数目。通过公式可以求出单位原样品中的活菌数。每ml(g)样品中的活菌数=（每皿菌落数平均值/取样体积）稀释倍数1.3.10 根系土壤微生物呼吸的测定。称取50新鲜土壤于密封瓶(500m
19、l)中，然后将土壤均匀地平铺在密封瓶底部，同时调节土壤含水量至40%60%然后吸取0.1mol/L的Na0H溶液10ml于吸收瓶中，将盛有NaOH溶液的吸收瓶小心放在密封瓶中，再将瓶盖拧紧保持其密封性，于适宜温度下恒温培养24h，取出吸收瓶，将吸收瓶内的碱液移到滴定三角瓶中,加氯化钡溶液4ml和酚酞指示剂两滴,用标准盐酸溶液(0.05mol/L)滴定至红色消失。第2章 结果与分析2.1 不同浓度Cu2+对玉米种子发芽率的影响 表 2-1 Cu2+对玉米种子发芽率的影响实验组 浓度（mg/L） 发芽率（%）1 0 80.52 50 86.23 100 91.74 150 91.75 200 72
20、.26 250 63.97 300 55.5 玉米种子发芽率变化曲线80.5%86.2%91.7%91.7%72.2%63.9%55.5%50%60%70%80%90%100%050100150200250300Cu2+浓度(mg/L)发芽率(%)图2-1 Cu2+对玉米种子发芽率的影响 在逆境胁迫下, 植物种子发芽率可以直接反映出种子对逆境条件的适应力与抵抗能力。在铜处理时, 由于外界环境的水势较低, 会影响到种子的渗透性吸水(前期浸泡可以解决种子吸水膨胀的差异性问题) , 从而影响到种子的发芽情况。在玉米种子萌发初期, 低浓度的铜对种子萌发有一定的促进作用, 但随着浓度的增加, 玉米种子的
21、发芽率降低。从铜处理对玉米种子的萌发率来看( 表2-1) , 不同浓度铜离子处理对玉米种子均有不同程度的促进和抑制作用, 对照第1组空白试验，低于浓度100mg/L时铜对玉米种子萌发率的影响是随着浓度增加而具有促进作用,在高于100mg/L低于150mg/L的范围内促进作用越来越弱，而随着浓度高于150 mg/L时铜对种子萌发的抑制作用较强, 且浓度越大, 抑制作用越明显, 达到显著差异。当浓度为300 mg/L时发芽率已经降到50%左右。这可能是铜的富集作用对玉米种子萌发、代谢产生了一定的抑制作用, 同时对种子的组织结构具有破坏作用, 并影响种子细胞的渗透压, 从而影响玉米种子的萌芽率。2.
22、2 不同浓度Cu2+对玉米植株株高的影响 表 2-2 Cu2+对玉米植株株高的影响实验组 浓度（mg/L） 株高（cm）1 0 20.72 50 22.53 100 23.84 150 21.55 200 16.86 250 13.27 300 11.7 株高变化曲线20.722.523.821.516.813.211.7101214161820222426050100150200250300Cu2+浓度(mg/L)株高（cm）图 2-2 Cu2对玉米植株株高的影响观察表2-2可以发现第2、3组实验与空白对照组对比明显呈梯度增加的趋势，当铜离子浓度达到150mg/L时观察第4组与前面两组对比发
23、现植株株高降低了，但是与空白组对比仍然是增加的。这说明在铜离子浓度不太高时铜对玉米植株株高有明显的促进作用，但随着铜量的增加这种促进作用开始减弱。如果铜量继续增加会是什么样的结果呢。当铜离子浓度超过200mg/L时观察5、6、7组实验可以发现玉米植株越来越矮，而且对比空白第1组可以发现植株株高还没有对照组高。这说明随着铜离子浓度的继续升高已经开始抑制玉米植株的生长。在苟本福对蚕豆幼苗进行的铜胁迫实验中表明：低浓度的铜可适当促进蚕豆幼苗的生长，增加苗高和鲜物质量，铜浓度为10 mg/ L 对苗高的促进作用达到最大值；铜浓度为5 mg/ L 对鲜物质量的促进作用达到最大值。当铜浓度 80 mg/
24、L 时，随着处理浓度的增加，对苗的伸长抑制作用越来越强8。这与本实验铜胁迫对玉米生长影响的结果相似。铜影响植株株高是通过对化合物的形成来影响的，低浓度铜可以促进植物体内化合物的形成，当浓度超过一定范围反而会对植物体内化合物正常合成形成干扰，从而影响到植物外在表现。2.3 不同浓度Cu2+对玉米植株根长的影响表 2-3 Cu2+对玉米植株根长的影响实验组 浓度（mg/L） 根长（cm）1 0 16.82 50 17.03 100 19.84 150 18.75 200 10.76 250 10.07 300 10.1 根长变化曲线16.81719.818.710.71010.1579111315
25、171921050100150200250300Cu2+浓度（mg/L）根长（cm）图2-3 Cu2+对玉米植株根长的影响表2-3 数据显示，不同浓度铜离子胁迫处理后对玉米幼苗根的生长有各自不同的作用，有增加的也有抑制的。分析数据可以发现第1、2组实验数据变化不大，说明低于50mg/L的铜离子量对玉米根系没什么影响。观察到3、4实验组数据就发现明显比第1组增长不少，说明100150mg/L铜离子范围内是逐渐促进玉米根系生长的。当铜离子浓度再大于150mg/L时观察5、6、7实验组时发现根系逐渐变短而且比对照组第1组还要低，说明过量的铜离子已经抑制了玉米根系的生长。过量的铜影响玉米根系生长的实质
26、，是由于保护酶系统的破坏，导致丙二醛含量增加，根系质膜透性的增大，从而抑制玉米根系生长 10。司江英在实验中发现玉米在 1umol/L Cu 处理时根系总长度明显增加，随着铜浓度的增加，根系的长度明显受到抑制，与对照相比均达到了极显著水平，且 80umol/L Cu 处理时根系长度受抑制的程度最大，较对照减少了 28%13。这与此次实验结果也是一样的，有次得出结论：一定低浓度范围内铜离子可以促进玉米根系的生长，过高的铜离子则会抑制玉米根系生长，甚至导致根系的死亡。2.4 不同浓度Cu2对玉米幼苗植株鲜重的的影响表 2-4 Cu2+对玉米植株鲜重的影响实验组 浓度（mmol/L） 鲜重（g）1
27、0 2.0972 50 2.2593 100 2.3954 150 2.4085 200 1.9856 250 1.5697 300 1.147 植株鲜重变化曲线2.0972.2592.3952.4081.9851.5691.14711.21.41.61.822.22.42.6050100150200250300Cu2+浓度(mg/L)鲜重(g)图2-4 Cu2+对玉米植株鲜重的影响观察实验数据表 2-4可以发现第2、3实验组鲜重与空白对照组对比明显呈梯度增加的趋势，当铜离子浓度达到150mg/L时观察第4组与前面第3组对比发现植株鲜重几乎没有什么变化了，但是与空白组对比仍然是增加的。这说明在
28、铜离子浓度不太高时铜对玉米植株株高有明显的促进作用，而且这种促进作用是有一定限制的。如果铜量继续增加会是什么样的结果呢。当铜离子浓度超过200mg/L时观察5、6、7组实验可以发现玉米植株鲜重越来越低，而且5、6、7后三个实验组与空白第1组对比可以发现植株鲜重还没有对照组重。这说明随着铜离子浓度的继续升高已经开始抑制玉米植株的生长。在苟本福对蚕豆进行的铜胁迫实验中表明：铜对蚕豆幼苗生物量( 鲜物质量) 的影响与苗高的影响类似，低浓度的铜对幼苗的生长有刺激作用，当铜浓度达到5 mg/ L 时，刺激作用最强，幼苗的鲜物质量达到最大值；当铜浓度超过10 mg/ L 时，生物量与浓度的变化呈负相关8。
29、苟本福实验结果与本实验结果相类似。由此可以得出结论：低浓度铜离子可以促进玉米鲜重的增加，当铜量过多时这种促进作用减弱直至最后抑制玉米的鲜重。2.5 不同浓度Cu2+对玉米植株叶片叶绿素含量的影响表 2-5 Cu2+对玉米植株叶片叶绿素的的影响实验组浓度（mg/L）Ca(mg/L)Cb(mg/L)叶绿素总浓度（mg/L）1014.695.2719.9625015.205.6520.85310016.346.3422.68415016.256.5022.755200 14.575.1519.72625013.804.7618.56730012.974.2617.23注：Ca、Cb表示叶绿素a和叶绿
30、素b的浓度Cu2+浓度(mg/L)图2-5 Cu2+对玉米植株叶绿素的影响叶片叶绿素含量与光合速率、作物营养状况密切相关。叶绿素是绿色植物光合作用的基础物质,可反映植物的生长发育状况、生理代谢变化以及营养状况,并且可作为环境生理研究的参考指标。因此，叶绿素含量以及叶绿素a、b的相对比值常常用作研究植物生长发育的生理指标。测定该植物的叶绿素含量就是测量该植物光合作用能力，从而可以辨别植物对于外界利害的抵抗能力。在叶绿体中，叶绿素和蛋白质形成了色素蛋白复合体，在光合过程中共同起作用，因此，其含量高低将直接影响光合作用的强弱，进而影响碳水化合物的合成。有研究表明，适宜浓度的铜能显著增加叶片叶绿素含量
31、，从而提高叶片光合速率。在此次实验中分析数据可以发现如下规律：、依次在1、2、3实验组中叶绿素a含量是在逐渐升高的，这说明在0100mg/L的铜离子浓度范围内是逐渐的促进作用。第3、4组实验结果数据变化不大，这说明100150mg/L是一个平稳的阶段，铜离子对叶绿素含量变化影响不大。当铜离子浓度超过150mg/L之后数据逐渐变小，且数据都小于对照组第1组，表明过量的铜已经抑制叶绿素a的含量。、叶绿素b的变化规律也是相类似的。0150mg/L的铜离子浓度范围内叶绿素b含量逐渐增加，150300mg/L铜离子浓度范围内叶绿素b含量逐渐减少。、叶绿素a、叶绿素b类似的变化规律也直接影响到叶绿素总浓度
32、的变化规律，因为叶绿素总浓度是由叶绿素a、叶绿素b浓度根据公式计算而来的，所以他的数据变化规律也是先逐渐增加后逐渐减小。由薛纯红的小叶黄杨铜胁迫实验的结果（当铜处理浓度为60mg/L 时，叶绿素含量最大，比对照升高37.79%；当铜处理浓度为100mg/L时，叶绿素含量比对照降低38%。）可以看出他们的结果是相似的9。这都证明了如下结论：不同同浓度处理后，叶绿素含量呈现先上升后下降的趋势，过量的铜对玉米叶片叶绿素造成了破坏。2.6 不同浓度Cu2+对玉米植株叶片总糖含量的影响表 2-6 Cu2+对玉米植株叶片总糖透光度的的影响实验组 浓度（mmol/L） 吸光度（A）1 0 0.1372 50
33、 0.1693 100 0.1804 150 0.1905 200 0.1316 250 1.1197 300 1.005 叶片总糖吸光度0.1370.1690.180.190.130.1190.1050.10.120.140.160.180.2050100150200250300Cu2+浓度(mg/L)吸光度(A)图2-6 Cu2+对玉米叶片总糖的影响吸光度能够直接反应叶片总糖含量，我们不妨用透光度表示图形纵轴。通过观察实验数据图2-6可以发现第2、3实验组总糖含量与空白对照组对比明显呈梯度增加的趋势，当铜离子浓度达到150mg/L时观察第4组与前面第3组对比发现叶片总糖含量几乎没有什么变化
34、了，但是与空白组对比仍然是增加的。这说明在铜离子浓度不太高时铜对玉米叶片总糖含量有明显的促进作用，而且这种促进作用是有一定限制的。如果铜量继续增加会是什么样的结果呢。当铜离子浓度超过200mg/L时观察5、6、7组实验可以发现玉米叶片总糖含量越来越低，而且5、6、7后三个实验组与空白第1组对比可以发现植株总糖含量还没有对照组高。这说明随着铜离子浓度的继续升高已经开始抑制玉米总糖的增长。通过把叶片总糖含量的变化规律与叶绿素含量变化规律相对比可以发现他们是相似的，即先促进逐渐增加后抑制逐渐减少。我们知道叶片糖是由叶绿素通过光合作用生成的，他们的相似变化规律也正好印证了这一点。所以我们得出结论：叶片
35、总糖含量变化规律是和叶绿素变化规律是相同的，因为糖是由叶绿素通过光合作用合成的。2.7 不同浓度Cu2+对玉米植株叶片可溶性蛋白含量的影响表 2-7 Cu2+对玉米叶片可溶性蛋白质的影响实验组 浓度（mmol/L） 吸光度（A）1 0 1.7212 50 1.8193 100 2.0304 150 2.2385 200 2.1906 250 1.8587 300 1.610 叶片可溶性蛋白质吸光率1.7211.8192.032.2382.191.8581.611.51.71.92.12.32.5050100150200250300Cu2+浓度(mg/L)吸光度(A)图2-7 Cu2+对玉米叶片
36、可溶性蛋白质的影响正常状态下, 植物叶片中可溶性蛋白质含量相对稳定,蛋白质中往往会含有微量的重金属，其对蛋白质的形成具有重要作用。高凤仙等人对含铜的猪粪对玉米可溶性蛋白质含量的影响实验结果表明：铜是玉米生长的必需营养元素, 可激活蛋白质合成所需酶, 可促进叶片可溶性蛋白质合成,随着时间的延长, 根系对铜的吸收富集增多, 玉米地下部和地上部铜含量也随之增加, 过量铜对玉米逐渐产生毒害作用, 影响到叶片可溶性蛋白质的合成12。其他实验研究也表明重金属过量则导致蛋白质含量降低而加速植物衰老, 这可能是重金属使植物蛋白质合成受阻及降解和叶绿素的分解所致, 过氧化物酶与自由基之间存在动态关系，蛋白质合成
37、受阻或分解而使酶活性降低。吸光度能够直接反应叶片蛋白质含量，我们不妨用透光度表示图形纵轴。实验结果( 图2-7) 表明适宜浓度的铜液处理(mg/ L)对蛋白合成有促进作用, 在此实验中，当铜离子浓度为0100mg/L时玉米幼苗蛋白质含量随着铜液浓度的增大而增大, 当铜液浓度达到一定值后( 100 mg/ L) ,促进作用就不是很明显了。在浓度为100150mg/L时通过表格可以看出蛋白质含量几乎无多大变化。这个蛋白质含量没有多大变化的范围就是玉米生长最适宜的铜离子浓度。当铜离子浓度超过这个最适宜浓度后其对蛋白质的合成变现出具有明显的抑制作用，这个也可以从图2-7中观察出来。最需引起注意的是当铜离子浓度超过300 mg/ L时玉米植株叶片可溶性蛋白质含量低于空白对照组，这说明过高的铜离子浓度已经阻碍了叶片内蛋白质的合成，对植株的生长已经产生了不利的影响。2.8 不同浓度Cu2+对土壤真菌、细菌、放线菌数量变化的影响表 2-8 Cu2+对土壤微生物数量的影响浓度 菌类0mg/L50 mg/L100 mg/L150 mg/L200 mg/L250 mg/L300 mg/L细菌787583987152