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本研究通过对山东胶东半岛地区芋头主产区的球茎样本及其环境条件的抽样检测分析，了解砷（As）、汞（Hg）、铅（Pb）、镉（Cd）4种重金属在芋头产品器官中的富集规律，分析芋头重金属积累的影响因素。同时通过盆栽试验，研究山东芋头(品种为8520)在Cd、Pb单一污染胁迫下的生理生化指标变化以及植株各部分对Pb、Cd的吸收、分配和积累的差异性，以期明确芋头对Pb、Cd胁迫的生理生化响应规律，为芋头的安全生产和评价提供理论依据。1.芋头对重金属的富集规律及影响因素通过对山东采样地芋头球茎中As、Hg、Pb、Cd四种重金属的检测分析可以看出，芋头对Cd的积累最多，其平均值达到0.06mg/kg，其次为Pb(0.0028mg/kg)，As和Hg积累的很少(0.00005mg/kg)。对芋头球茎重金属积累的影响因素的进一步研究发现，球茎中的Cd、Pb含量分别与土壤中的Cd、Pb含量呈极显著或显著正相关，表明芋头球茎中的Cd、Pb主要来源于土壤，且球茎中的Cd与土壤pH呈显著负相关，表明土壤pH值越低，芋头球茎中的Cd越多，因此可通过调节土壤中的pH来降低芋头球茎中的Cd的含量。同时，对土壤As、Hg、Pb、Cd含量的影响因素研究发现，土壤中的As、Pb、Cd含量与土壤有机质呈极显著或显著正相关；As、Pb含量与土壤pH和速效氮呈显著正相关， As与土壤速效磷、Pb与土壤速效钾则分别呈显著负相关和正相关，表明土壤理化性质是影响土壤重金属积累的重要因素，其中尤以土壤有机质和pH影响较为重要。2.芋头对Cd的吸收特性及生理响应芋头盆栽施Cd实验结果显示，土壤中镉的残留量和芋头球茎、叶柄、叶片3种器官中Cd的积累量均与土壤施Cd浓度呈显著正相关，相关系数分别为0.984、0.898、0.919和0.849。这既说明芋头各器官中的Cd主要来自土壤，也显示Cd可以在土壤中大量残留。芋头各器官中Cd含量依次为：叶柄＞叶片＞球茎。进一步对Cd胁迫下芋头球茎、叶片和叶柄中的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、丙二醛含量（MDA）、脯氨酸等的测定结果显示，随着土壤中Cd浓度的升高，三种抗氧化酶活性都呈现上升趋势，同时MDA和脯氨酸含量也呈增加趋势。说明芋头的3种不同器官在镉胁迫下，细胞都受到了氧化损伤，且芋头球茎和叶片中SOD、POD和CAT活性都在土壤Cd浓度为20mg/kg时达到最大，表明土壤Cd浓度为20mg/kg可能是芋头耐受的一个临界点。另外，芋头叶片中的脯氨酸含量明显高于球茎和叶柄，表明叶片对Cd胁迫的耐受力较强。3.芋头对Pb的吸收特性及生理响应芋头Pb胁迫实验结果显示，土壤中Pb的残留量与土壤中Pb的添加浓度呈现线性相关，相关系数达到0.99（p<0.01），说明土壤对Pb有很高的截留能力。芋头3种器官（球茎、叶柄和叶片）中Pb的含量随着土壤中Pb浓度的升高也随之升高，其中芋头叶柄、叶片中Pb含量与土壤Pb浓度存在极显著或者显著的相关性，相关系数分别为0.967（p＜0.01）和0.902（p＜0.05），且芋头各器官Pb含量为：球茎＞叶片＞叶柄。进一步对Pb胁迫下芋头球茎、叶片和叶柄中的SOD、POD、CAT活性和MDA、脯氨酸含量的测定分析结果显示，随着土壤中Pb浓度的升高，三种酶活性和MDA、脯氨酸含量都呈现上升趋势，说明在不同浓度Pb胁迫下，其细胞都受到了氧化损伤；而且芋头叶片中三种酶的活性和脯氨酸含量相对较高，说明芋头叶片对Pb胁迫有较强的抗性。