重金属胁迫对夏枯草主要生理特性和内在品质的影响

摘    要

我国是世界上中药材生产大国，但由于中药材生产基地环境受到污染，尤其是重金属的污染比较严重，导致我国生产的中药材重金属超标，部分中药材重金属含量超过了《药用植物及制剂外经贸绿色行业标准》，其中检测到重金属有Cd、Cu、Pb、Zn、Hg、As等。

本文是利用盆栽试验的方法对常用中药材夏枯草进行了以下试验：(1)重金属Cd、Cu、Pb、Zn单一胁迫对夏枯草生长和生理特性的影响；(2) 重金属Cd、Cu、Pb、Zn单一胁迫对夏枯草花期光合作用的影响；(3) 重金属Cd、Cu、Pb、Zn单一胁迫对夏枯草产量和内在品质的影响；研究结果如下：

1．研究发现，Cd、Cu、Pb、Zn单一胁迫都对夏枯草的生长有不同程度的抑制作用，接近土壤环境质量二级标准上限值时，夏枯草生长正常，减产幅度在正常范围内，并且在同等处理水平上，Cu、Cd单一污染较Zn、Pb单一污染对夏枯草生长影响要严重；各单一重金属胁迫对夏枯草叶绿素的合成均有很大程度的抑制作用，剂量-抑制效应成正向关明显。夏枯草SOD、POD、CAT 3种保护酶和MDA对于不同浓度处理水平重金属胁迫的响应不同：在土壤环境质量低浓度设置范围内3种保护酶有较好的协同效应，表现出较强的自我调节能力；而在高浓度处理水平时，3种保护酶活性呈现不同的变化趋势。

2．随Zn、Pb、Cu、Cd单一胁迫处理浓度的增大，花期夏枯草叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)都呈下降趋势，胞间CO₂浓度(Ci)变化呈现出不相同的趋势。

3．随Zn、Pb、Cu、Cd处理浓度的增大，夏枯草根、茎、叶、果穗的相应重金属含量总体呈上升趋势。其中根对重金属的吸收能力最强，地上部对重金属吸收能力较低。随处理浓度的增大，夏枯草果穗熊果酸含量总体上都有所升高，并在低浓度胁迫时熊果酸含量增加较快，后随处理浓度的进一步增大，熊果酸含量上升趋势减缓。

以上结果表明，重金属Cd、Cu、Pb、Zn单一胁迫对夏枯草生长、生理特性、光合作用及药材内在品质均有重要影响。综合各种因素，同时依据《中药材生产质量管理规范，GAP》(试行)和《药用植物及制剂外经贸绿色行业标准》，可以初步确定栽培夏枯草土壤中的重金属Zn、Pb、Cu、Cd临界值分别可以定为375 mg ·kg^-1、400mg· kg^-1、100mg· kg^-1、1.0mg· kg^-1。

关键词：夏枯草；重金属胁迫；光合作用；生长；生理生化；内在品质

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