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摘要 本文阐述了土壤污染的现状、来源及其对植物的危害，探讨了土壤中两种主要污染物（重金属、有机污染物）对植物生长发育、代谢等的影响。
关键词 土壤污染；重金属；有机污染物；植物生长发育
中图分类号 X173 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)101-0209-01
土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分。伴随着我国工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，我国土壤重金属污染程度正在加剧，污染面积在逐年扩大。
1 土壤污染的来源
我国土壤污染主要有两大来源：一类是自然来源，有些地方本身地质中重金属含量就高（比如长江沿岸）；另一类是人类活动的结果，如：工业和城市“三废”排放，包括污水灌溉和污泥施用，乡镇企业“三废”排放，大气飘尘，农药、农膜和肥料的长期不合理投入。
2 土壤的主要污染物及其对植物的影响及危害
土壤中的污染物超过植物的忍耐限度，会引起植物的吸收和代谢失调；一些污染物在植物体内残留，会影响植物的生长发育，甚至导致遗传变异。土壤污染破坏植物根系的正常吸收和代谢功能，通常同植物体内酶系统作用过程有关。污染物通过土壤途径影响植物的生长和发育，与污染物通过大气或水作用于植物是大不相同的。这种影响既涉及污染物在不均匀的、多相的土壤系统内部复杂的运动过程，又涉及土壤胶体与植物根胶系统之间相互作用。因此，在确定土壤污染对植物生长发育障碍的“阈值”方面，不能制定统一的标准。目前对重金属、微量元素以及有机物污染土壤而造成植物生长发育障碍方面研究较多。
土壤的主要污染物有：重金属；有机污染物。
2.1 重金属污染对植物的影响
重金属污染物多来源于矿山、冶炼、电镀、化工等工业废水。若使用未经处理或处理不达标的污水灌溉农田，就会造成土壤和农作物的污染。重金属对植物的危害常从根部开始，然后再蔓延至地上部，受重金属影响，会妨碍植物对氮、磷、钾的吸收，使农作物叶黄化、茎秆矮化，从而降低农作物产量和质量。水体中重金属对水生生物的毒性，不仅表现为重金属本身的毒性，而且重金属可在微生物的作用下转化为毒性更大的金属化合物，如汞的甲基化作用。重金属和微量元素在土壤中存在着复杂的相互关系，例如铁与铜、锰、镉之间，镉与铜、锌之间存在拮抗作用。此外，影响植物生长发育的还有土壤的pH值、土壤氧化还原电势和土壤代换吸收性能等因素。
2.1.1 重金属污染对植物生长发育的影响
重金属镉是危害植物生长发育的有害元素，土壤中的过量的镉会对植物生长发育产生明显的危害。研究表明镉胁迫时会破坏叶片的叶绿素结构，降低叶绿素含量，叶片发黄，严重时几乎所有的叶片都出现褪绿现象，叶脉组织成酱紫色，变脆，萎靡，叶绿素严重缺乏，表现为缺铁症状。由于叶片受伤害致使生长缓慢，植株矮小，根系受到限制，造成生长障碍降低产量，高浓度时死亡。铅毒害引起草坪植物主要的中毒症状为根量减少，根冠膨大变黑、腐烂，导致植物地上部分生物量随后下降，叶片失绿明显，严重时逐渐枯萎，植物死亡。
植物体内积累过量铬会引起毒害作用。研究表明当土壤中三价铬离子为20～40×10-6时，对玉米苗生长有明显的刺激作用，但达到320×10-6时，则对玉米生长有抑制；六价铬离子为20 ×10-6时，对玉米苗生长具刺激作用，80×10-6时有明显的抑制作用。高浓度铬离子对植物产生严重的毒害作用，当土壤溶液中铬浓度大于10 ×10-6 时，生长稍受影响，25×10-6植物出现褪绿现象，无分蘖（水稻），叶鞘灰绿色，组织开始溃烂，生长受严重影响。
铜是植物体内多酚氧化酶、氨基氧化酶、酪氨酸酶、抗坏血酸氧化酶、细胞色素氧化酶等组分，是各种氧化酶活性的核心元素，与这些酶的电子接受与传递有关。一般禾本科植物对铜元素很敏感，土壤缺铜时植物分蘖数量多但不抽穗，子粒不饱满，叶片失绿，牧草出现白瘟病一样的缺铜症状。过量的铜元素对生长发育产生危害，主要是妨碍植物对二价铁的吸收和在体内运转，造成缺铁病。在生理代谢方面，过量的铜抑制脱羧酶的活性，间接阻碍了NH4+向谷氨酸转化，造成NH4+的累积，使根部受到严重损伤，首先主根不能伸长，常在2 cm～4 cm就停止，根尖硬化，生长点细胞分裂受到抑制，根毛少甚至枯死。
2.1.2 重金属污染对植物细胞分裂的影响
重金属能够损坏细胞结构，干扰细胞的有丝分裂过程，诱导染色体畸变，从而影响植物的生长。关于重金属对植物细胞有丝分裂的研究已有不少研究报道，如：铅并不是植物生长发育的必需元素，当铅被动进入植物根、树皮或叶片后，积累在根、茎和叶片影响植物的生长发育，使植物受害。铅对植物根系的生长的影响是显著的，铅能减少根细胞的有丝分裂速度，这也是造成植物生长缓慢的原因。
2.1.3 重金属污染对植物生理生化的影响
土壤中镉胁迫对植物代谢的影响显著，引起植物体内活性氧自由基剧增，超出了活性氧清除酶的歧化—清除能力时，使根系代谢酶活性降低，严重影响根系活力。何翠屏等的研究表明，随胁迫时间延长，SOD活性也受到影响而急剧下降，从而使其它代谢酶活性受到影响，最终使植物死亡。叶片中叶绿素成为自由基攻击的靶分子，造成叶绿素结构破坏，叶片失绿，严重时使叶片枯萎。
2.1.4 重金属污染对植物矿质营养代谢的影响
重金属胁迫引起植物体对氮、磷、钾等大量营养元素吸收和再运输效率下降，从而导致它们参与体内物质和代谢的异常；钙、镁作为植物所必需的营养元素，在植物体内渗透压调节、代谢平衡维持、物质合成中都有着不可或缺的作用，而重金属的胁迫常会导致它们参与的代谢过程紊乱和功能失调。较高浓度重金属抑制植物体对钙、镁的吸收和转运能力。铁、铜、锌、锰等作为植物的微量元素在体内物质代谢过程中起到重要的作用，它们不仅是植物体某些物质的组分（如Cu， Zn-SOD），而且也在某些生理过程中起催化作用。Cr对作物的矿质养分的吸收和代谢活动具有重要的影响。例如：Cr可以抑制作物对Fe、Zn吸收，而引起叶片失绿；Cr抑制矮菜豆、黄豆等对Zn的摄取，增加水稻对Mn，水稻、黄豆等对Mg的摄取。
2.2 有机污染物污染对植物的影响
造成土壤有机污染的主要原因是向土壤施肥、施用农药、用污水灌溉、在地面上堆放废物，以及大气中的污染物沉降到土壤中。当进入土壤的污染物不断增加，致使土壤结构严重破坏，土壤微生物和小动物会减少或死亡，这时农作物的产量会明显降低，收获的作物体内毒物残留量很高，从而影响食用安全。
3 结论
由于土壤的污染物来源复杂，土壤中重金属不同形态，不同重金属之间及与其他污染物的相互作用产生各种复合污染的复杂性增加了对土壤污染研究的难度。为了防止土壤污染引起植物生长发育障碍，破坏农业生产力，必须对各种污染毒物进行实验室筛选，深入开展土壤－植物系统的生态毒理学研究。
参考文献
[1]何翠屏.环境中重金属污染及对植物生长发育的影响[J].青海草业,2004.
[2]秦天才,吴玉树,王焕校.镉,铅及其相互作用对小白菜生理生化特性的影响[J].生态学报,1994,14(1):46-49.
[3]王慧忠,何翠屏.铅对草坪植物生物量与叶绿素水平的影响[J].草业科学,2003,6:73-75.
[4]廖自基.环境中微量元素的污染危害与迁移转化[M].北京:科学出版社,1989.
作者简介
刘曦（1980-），男，助理工程师，研究方向：环境监测。
陈阳（1984-），男，公卫医师，研究方向：环境监测。
关键词 土壤污染；重金属；有机污染物；植物生长发育
中图分类号 X173 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)101-0209-01
土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分。伴随着我国工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，我国土壤重金属污染程度正在加剧，污染面积在逐年扩大。
1 土壤污染的来源
我国土壤污染主要有两大来源：一类是自然来源，有些地方本身地质中重金属含量就高（比如长江沿岸）；另一类是人类活动的结果，如：工业和城市“三废”排放，包括污水灌溉和污泥施用，乡镇企业“三废”排放，大气飘尘，农药、农膜和肥料的长期不合理投入。
2 土壤的主要污染物及其对植物的影响及危害
土壤中的污染物超过植物的忍耐限度，会引起植物的吸收和代谢失调；一些污染物在植物体内残留，会影响植物的生长发育，甚至导致遗传变异。土壤污染破坏植物根系的正常吸收和代谢功能，通常同植物体内酶系统作用过程有关。污染物通过土壤途径影响植物的生长和发育，与污染物通过大气或水作用于植物是大不相同的。这种影响既涉及污染物在不均匀的、多相的土壤系统内部复杂的运动过程，又涉及土壤胶体与植物根胶系统之间相互作用。因此，在确定土壤污染对植物生长发育障碍的“阈值”方面，不能制定统一的标准。目前对重金属、微量元素以及有机物污染土壤而造成植物生长发育障碍方面研究较多。
土壤的主要污染物有：重金属；有机污染物。
2.1 重金属污染对植物的影响
重金属污染物多来源于矿山、冶炼、电镀、化工等工业废水。若使用未经处理或处理不达标的污水灌溉农田，就会造成土壤和农作物的污染。重金属对植物的危害常从根部开始，然后再蔓延至地上部，受重金属影响，会妨碍植物对氮、磷、钾的吸收，使农作物叶黄化、茎秆矮化，从而降低农作物产量和质量。水体中重金属对水生生物的毒性，不仅表现为重金属本身的毒性，而且重金属可在微生物的作用下转化为毒性更大的金属化合物，如汞的甲基化作用。重金属和微量元素在土壤中存在着复杂的相互关系，例如铁与铜、锰、镉之间，镉与铜、锌之间存在拮抗作用。此外，影响植物生长发育的还有土壤的pH值、土壤氧化还原电势和土壤代换吸收性能等因素。
2.1.1 重金属污染对植物生长发育的影响
重金属镉是危害植物生长发育的有害元素，土壤中的过量的镉会对植物生长发育产生明显的危害。研究表明镉胁迫时会破坏叶片的叶绿素结构，降低叶绿素含量，叶片发黄，严重时几乎所有的叶片都出现褪绿现象，叶脉组织成酱紫色，变脆，萎靡，叶绿素严重缺乏，表现为缺铁症状。由于叶片受伤害致使生长缓慢，植株矮小，根系受到限制，造成生长障碍降低产量，高浓度时死亡。铅毒害引起草坪植物主要的中毒症状为根量减少，根冠膨大变黑、腐烂，导致植物地上部分生物量随后下降，叶片失绿明显，严重时逐渐枯萎，植物死亡。
植物体内积累过量铬会引起毒害作用。研究表明当土壤中三价铬离子为20～40×10-6时，对玉米苗生长有明显的刺激作用，但达到320×10-6时，则对玉米生长有抑制；六价铬离子为20 ×10-6时，对玉米苗生长具刺激作用，80×10-6时有明显的抑制作用。高浓度铬离子对植物产生严重的毒害作用，当土壤溶液中铬浓度大于10 ×10-6 时，生长稍受影响，25×10-6植物出现褪绿现象，无分蘖（水稻），叶鞘灰绿色，组织开始溃烂，生长受严重影响。
铜是植物体内多酚氧化酶、氨基氧化酶、酪氨酸酶、抗坏血酸氧化酶、细胞色素氧化酶等组分，是各种氧化酶活性的核心元素，与这些酶的电子接受与传递有关。一般禾本科植物对铜元素很敏感，土壤缺铜时植物分蘖数量多但不抽穗，子粒不饱满，叶片失绿，牧草出现白瘟病一样的缺铜症状。过量的铜元素对生长发育产生危害，主要是妨碍植物对二价铁的吸收和在体内运转，造成缺铁病。在生理代谢方面，过量的铜抑制脱羧酶的活性，间接阻碍了NH4+向谷氨酸转化，造成NH4+的累积，使根部受到严重损伤，首先主根不能伸长，常在2 cm～4 cm就停止，根尖硬化，生长点细胞分裂受到抑制，根毛少甚至枯死。
2.1.2 重金属污染对植物细胞分裂的影响
重金属能够损坏细胞结构，干扰细胞的有丝分裂过程，诱导染色体畸变，从而影响植物的生长。关于重金属对植物细胞有丝分裂的研究已有不少研究报道，如：铅并不是植物生长发育的必需元素，当铅被动进入植物根、树皮或叶片后，积累在根、茎和叶片影响植物的生长发育，使植物受害。铅对植物根系的生长的影响是显著的，铅能减少根细胞的有丝分裂速度，这也是造成植物生长缓慢的原因。
2.1.3 重金属污染对植物生理生化的影响
土壤中镉胁迫对植物代谢的影响显著，引起植物体内活性氧自由基剧增，超出了活性氧清除酶的歧化—清除能力时，使根系代谢酶活性降低，严重影响根系活力。何翠屏等的研究表明，随胁迫时间延长，SOD活性也受到影响而急剧下降，从而使其它代谢酶活性受到影响，最终使植物死亡。叶片中叶绿素成为自由基攻击的靶分子，造成叶绿素结构破坏，叶片失绿，严重时使叶片枯萎。
2.1.4 重金属污染对植物矿质营养代谢的影响
重金属胁迫引起植物体对氮、磷、钾等大量营养元素吸收和再运输效率下降，从而导致它们参与体内物质和代谢的异常；钙、镁作为植物所必需的营养元素，在植物体内渗透压调节、代谢平衡维持、物质合成中都有着不可或缺的作用，而重金属的胁迫常会导致它们参与的代谢过程紊乱和功能失调。较高浓度重金属抑制植物体对钙、镁的吸收和转运能力。铁、铜、锌、锰等作为植物的微量元素在体内物质代谢过程中起到重要的作用，它们不仅是植物体某些物质的组分（如Cu， Zn-SOD），而且也在某些生理过程中起催化作用。Cr对作物的矿质养分的吸收和代谢活动具有重要的影响。例如：Cr可以抑制作物对Fe、Zn吸收，而引起叶片失绿；Cr抑制矮菜豆、黄豆等对Zn的摄取，增加水稻对Mn，水稻、黄豆等对Mg的摄取。
2.2 有机污染物污染对植物的影响
造成土壤有机污染的主要原因是向土壤施肥、施用农药、用污水灌溉、在地面上堆放废物，以及大气中的污染物沉降到土壤中。当进入土壤的污染物不断增加，致使土壤结构严重破坏，土壤微生物和小动物会减少或死亡，这时农作物的产量会明显降低，收获的作物体内毒物残留量很高，从而影响食用安全。
3 结论
由于土壤的污染物来源复杂，土壤中重金属不同形态，不同重金属之间及与其他污染物的相互作用产生各种复合污染的复杂性增加了对土壤污染研究的难度。为了防止土壤污染引起植物生长发育障碍，破坏农业生产力，必须对各种污染毒物进行实验室筛选，深入开展土壤－植物系统的生态毒理学研究。
参考文献
[1]何翠屏.环境中重金属污染及对植物生长发育的影响[J].青海草业,2004.
[2]秦天才,吴玉树,王焕校.镉,铅及其相互作用对小白菜生理生化特性的影响[J].生态学报,1994,14(1):46-49.
[3]王慧忠,何翠屏.铅对草坪植物生物量与叶绿素水平的影响[J].草业科学,2003,6:73-75.
[4]廖自基.环境中微量元素的污染危害与迁移转化[M].北京:科学出版社,1989.
作者简介
刘曦（1980-），男，助理工程师，研究方向：环境监测。
陈阳（1984-），男，公卫医师，研究方向：环境监测。