近年来,农田重金属污染土壤问题愈发严重,尤其是农产品中镉(Cd)含量超标的问题更为突出。锌(Zn)可以缓解重金属Cd对农作物造成的毒害,也能增加农作物中Zn的含量,但是Zn如何缓解重金属Cd对小麦的毒害机理仍不明晰。镉小麦的问题引起了公众的关注,通过筛选出低积累镉小麦品种可减少小麦籽粒对重金属Cd的积累,但这一手段并不能总是达到农产品安全标准,迫切需要联合其它措施来增强这种效果。鉴于此,本研究选取两个锡积累型不同的小麦品种,同时采用水培和盆栽的方式,去探究外源Zn减少Cd吸收的作用机理。试验主要测定了 Cd胁迫下外源Zn对小麦的生长、光合作用、根系形态、根系Cd2+通量、抗氧化酶活性、Cd亚细胞分布和化学形态变化的影响,分析了小麦在不同生育时期(抽穗期、灌浆期、成熟期)其体内Cd和Zn含量的迁移规律,以期对重金属Cd污染农田的治理提供参考。本试验研究成果如下:1.Cd胁迫下可减少小麦的生物量,并对小麦生长造成毒害作用,施一定量Zn(50 μM)可缓解Cd对小麦生物量的抑制作用。Zn(50μM)显著缓解了 Cd对小麦根系的生长抑制,增强了小麦的光合作用。但是,Zn(100μM)降低了高积累小麦品种(H27)的光合速率,而对低积累小麦品种(L979)没有影响。结果表明,施Zn缓解了小麦生物量下降及根系的生长抑制作用,同时增强了其光合能力,但对于不同Cd累积特性的小麦要注意Zn的施加量。2.Zn(50 μM)显著降低了两种小麦根系对Cd2+的吸收速率,减少了小麦根系和地上部Cd的含量。其中,Zn(50μM)处理显著降低了小麦H27中地上部Cd的浓度,而在L979中Zn(50μM)处理Cd的浓度没有显著变化,Zn(100μM)处理时Cd浓度下降达到显著水平。此外,随着Zn的施加,H27中Cd的迁移系数显著增加,而L979中则表现为增加后降低。因此,对于Cd高积累小麦来说,应注意减少Zn的施加量,对于Cd低积累小麦应适当加大施Zn量。3.就小麦体内亚细胞组分中Cd的分布而言,细胞壁和细胞液组分所占比例最大,细胞器中最小。各组分中Cd含量随着Zn的添加而显著降低。小麦叶片细胞中Cd含量分布主要在细胞壁,细胞液次之;而根部中Cd含量主要分布在细胞液,其次是细胞壁。就化学形态而言,Zn的添加在H27叶中显著降低了酒精提取态Cd的占比,增加了氯化钠提取态和醋酸提取态Cd的占比,根部降低了酒精提取态Cd的占比,增加了氯化钠提取态Cd的占比;L979叶中增加了醋酸提取态Cd的占比,根部降低了酒精提取态Cd的占比,增加了氯化钠提取态Cd的占比。因此,外源Zn的添加可降低两种小麦亚细胞中Cd的含量,增加细胞壁和胞液中Cd的占比,增强细胞对Cd的耐受性,Cd化学形态由活性较强的形态向活性较弱的形态转化。4.Cd胁迫显著提高了丙二醛(MDA)和过氧化氢(H202)的含量,降低了抗氧化酶SOD、POD和CAT的活性。而Zn(50 μM)的添加显著降低了 MDA的含量,增强了抗氧化酶SOD、POD和CAT的活性。Zn(100μM)处理时,H27中除CAT酶活性继续增加外,其它酶活性不在变化,而L979中抗氧化酶活性SOD和POD活性则继续增强。结果表明,Zn的添加可以显著增强小麦抗氧化酶的活性,降低脂质过氧化产物的含量,提高了小麦对Cd的耐受性,但对于不同Cd累积品种来说Zn的施加与酶活性的大小有所差异。5.盆栽试验表明,施Zn能提高了小麦的光合作用,增加小麦生物量。不同生育时期小麦对Cd的吸收出现拮抗与协同两种截然相反的结果。缺Zn 土壤适量Zn的添加有助于小麦的生长,减少了 Cd的吸收,但随着Zn水平的增大,出现Cd吸收先增强后较少的状况。这说明,小麦施加Zn处理时应注意土壤中Zn的含量,适量添加Zn处理有助于小麦生长,减少籽粒中Cd的吸收,增加Zn的吸收。