土壤外源甲基叔丁基醚胁迫对玉米幼苗生理生化特性的影响.doc

土壤外源甲基叔丁基醚胁迫对玉米幼苗
生理生化特性的影响
李莉1,刘洪超2,李东升3,赵晓松1*
1. 吉林农业大学环境与资源学院,吉林长春 130118,2. 松辽流域水资源保护局,吉林长春130021,3. 德惠市农业开发总公司,吉林德惠 130300
摘要:以大宗作物玉米作为试验对象,通过盆栽试验,研究外源甲基叔丁基醚(MTBE)污染胁迫对玉米幼苗生长及几项生理生化指标的影响。结果表明,在0~500 mg·kg-1范围内,玉米幼苗未产生明显的毒害作用。土壤中MTBE浓度≤5 mg·kg-1,玉米幼苗生长未受影响,在高浓度下(50 mg·kg-1和500 mg·kg-1),生长受到不同程度的抑制,%,%~34%,地上部分干重减少了46%~59%,根冠比增加,并达到显著水平。叶绿素总量、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均呈现下降的趋势,叶绿素a/,达到极显著水平(P<)。低浓度MTBE污染对玉米幼苗生理生化指标没有明显的抑制作用,随着土壤MTBE污染程度的加剧,玉米幼苗细胞膜透性逐渐增加,SOD活性逐渐提高。玉米幼苗MDA、CAT和POD对MTBE胁迫的响应表现出相似的规律,累积峰值出现在50 mg·kg-1 MTBE污染水平下。低浓度MTBE污染,叶片中MDA、CAT和POD没有明显变化,高浓度的MTBE污染则诱导酶活性升高,表明氧化胁迫程度增加。但当MTBE浓度达到500 mg·kg-1,由于过多的H2O2或MTBE积累引起MDA、CAT和POD酶活性下降。综合生物量变化及抗氧化酶的响应结果,认为玉米幼苗具有一定的抵御MTBE伤害的应答防御系统。
关键词:玉米;甲基叔丁基醚(MTBE);胁迫;生理生化特性
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2008)04-1471-05
20世纪90年代我国开始使用甲基叔丁基醚(Methyl tert-butyl ether,MTBE)作为汽油添加剂以替代四乙基铅,使其成为用量最大的含氧化合物之一[1]。由于MTBE的迁移性强,污染范围广,成为土壤和水体中分布广泛的持久性污染物质[2],对水体、土壤及大气等环境要素构成污染。MTBE对环境的污染已引起国内外学者的高度重视,在汽油添加剂替代产品开发[3]、MTBE对生态环境的影响[4-6]、以及MTBE污染的生物修复[7-11]等方面开展了一系列的研究工作。毒理学研究表明[12-13],MTBE是一种动物致癌物质,目前还没有足够的证据证明其对人类的致癌作用,但是MTBE能够影响人的中枢神经,对人体健康的负面影响是非常明显的。 mg·L-1,对水生生物能产生急性毒性作用;而在低浓度条件下(< mg·L-1),MTBE的急性毒性作用非常有限。水体中MTBE达到57~1000 mg·L-1时,对各种无脊椎水生生物具有毒性,在388~2600 mg·L-1范围对脊椎水生生物具有毒性。长期饮用含有MTBE的污染水,使淋巴细胞凋亡率较对照群体明显增加。MTBE对陆生植物的毒理学研究目前还十分有限。
通过汽车尾气排入大气的MTBE,可能随降水或空气降尘进入土壤,在土壤-植物间迁移,对植物生长和生理代谢产生影响。土壤