玉米在重金属污染条件下的生态分化与品种退化

应用生态学报 ›› 1999, Vol. 10 ›› Issue (6): 743-747.

玉米在重金属污染条件下的生态分化与品种退化

张太平¹, 段昌群¹, 胡斌¹, 王焕校¹, 彭少麟²

1. 云南大学生物系, 昆明650091;
2. 中国科学院华南植物研究所, 广州510650

收稿日期:1998-02-23 修回日期:1998-06-16 出版日期:1999-11-25 发布日期:1999-11-25
通讯作者: 张太平,男,31岁,硕士,现为中国科学院华南植物研究所在读博士生,研究方向为污染生态学与分子生态学.发表论文多篇.E-mail:Zhangtp@scib.ac.cn E-mail:Zhangtp@scib.ac.cn
基金资助:
国家自然科学基金(39460019)、国家自然科学基金重大项目(39899370)和云南省应用基础研究基金资助项目(96C001M).

Ecological differentiation and variety degeneration of maize under heavy metal contamination

Zhang Taiping¹, Duan Changqun¹, Hu Bin¹, Wang Huanxiao¹, Peng Shaolin²

1. Biology Department, Yunnan University, Kunming 650091;
2. South China Institute of Botany, Academia Sinica, Guangzhou 510650

Received:1998-02-23 Revised:1998-06-16 Online:1999-11-25 Published:1999-11-25

摘要/Abstract

摘要： 通过易地栽种实验,研究了经历不同重金属污染时期的玉米种群在正常条件下的平均相对生长率、不同时间的开花百分率及其整株重、株高、穗重、50粒种子重、有效穗长和无效穗长等数量性状在不同玉米种群间的差异。结果表明,经历较长时期重金属污染适应的玉米种群在正常条件下栽种,具有较低的平均相对生长率,生活史缩短,植株矮化,产量降低。可以看出,玉米对重金属污染的适应导致了生态分化和品种退化,并讨论了玉米对重金属污染适应的耐性代价。

关键词: 玉米, 重金属污染, 生态分化, 品种退化

Abstract: Different populations of maize (Zea mays L.) having been exposed to heavy metal contamination in different durations were replanted on unpolluted soil,and the difference of their quantitative characters such as average relative growth rate,flowering percentage at different time, plant weight, plant height,ears weight, 50 seeds weight and lengths of effective and noneffective ears was investigated.The results show that the populations exposed to heavy metal contamination in a longer duration had a lower relative growth rate,shorter lifecycle,shorter height and lower productivity,indicating that the adaptation of maize to heavy metal contamination led to its ecological differentiation and variety degeneration. The tolerance cost of maize in adapting heavy metal contamination was also discussed.

Key words: Maize, Heavy metal contamination, Ecological differentation, Variety degeneration

张太平, 段昌群, 胡斌, 王焕校, 彭少麟. 玉米在重金属污染条件下的生态分化与品种退化[J]. 应用生态学报, 1999, 10(6): 743-747.

Zhang Taiping, Duan Changqun, Hu Bin, Wang Huanxiao, Peng Shaolin. Ecological differentiation and variety degeneration of maize under heavy metal contamination[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 1999, 10(6): 743-747.

参考文献

1 王焕校.1990.污染生态学基础.昆明:云南大学出版社,71～108.

2 曲仲湘等.1983.植物生态学.北京:高等教育出版社.120.

3 许嘉琳、杨居荣.1995.陆地生态系统中的重金属.北京:中国环境科学出版社.39～41.

4 何湘藩、刘文奇.1989.关于系统的摄动与方案的评价.云南大学学报(自然科学版),11(3):193～199.

5 余国营、吴燕玉、王新.1995.重金属复合污染对大豆生长的影响及其综合评价研究.应用生态学报,6(3):433～439.

6 张太平.1997.植物对重金属的抗性及抗性代价.云南环境科学,20(2):19～21.

7 陈家宽、杨继.1994.植物进化生物学.武汉:武汉大学出版社.102～116.

8 郑师章等.1994.普通生态学原理、方法和应用.上海:复旦大学出版社.144.

9 段昌群.1995.植物对环境污染的适应与植物的微进化.生态学杂志,14(5):43～50.

10 段昌群等.1996.重金属复合污染对蚕豆性状的影响的模糊聚类与性状代间分化的摄动分析.环境科学学报,16(4):450～460.

11 段昌群等.1997.蚕豆在重金属污染条件下数量性状的分化研究.生态学报,17(2):133～144.

12 南京农业大学主编.1987.田间试验和统计方法.北京:农业出版社,170～191.

13 熊治廷.1995.植物抗污染进化及其遗传生态学代价.生态学杂志,14(5):43～50.

14 D.J.梅里尔(黄瑞夏等译).1991.生态遗传学.北京:科学出版社.265～296.

15 J、R埃塞林顿(曲仲湘等译).1989.植物生态学.北京:科学出版社.207～241.

16 S.B.查普曼(阳含熙等译).1980.植物生态学的方法.北京:科学出版社.161.

17 Bradshaw,A.D.1952.Populations of A grostis tenuis resistant to lead and zinc poisoning.N at ure,169:1098.

18 Gartside,D.W.and Mcneilly,T.1974.Genetic studies in heavy metal tolerant plantsⅡ.Zinc tolerance in A grostis tenuis.Heredity,33(3):303～308.

19 Hickey,D.A.and Mcneilly,T.1975.Gompetition between metal tolerant and normal plant populations:a field experiment on normal soil.Evol ution,29:458～464.

20 Humphreys,M.O.and Nichalls,M.K.1984.Relationships between tolerance to heavy metals in A grostis capillaris L.New Phytologist,98:177～190.

21 Jain,S.K.1979.Adaptive stratigies:polymorphysim,plasticty and homeostasis.Topics in Plant Population Biology.Macmillan,London.U.K.160～187.

22 Lin Wu,Bradshaw,A.D.and Thurman,D.A.1975.The potential for evolution of heavy metal tolerance in A grostis stolorsif era.Heredity,34(2):165～187.

23 Symeonidis,L.,Mcneilly,T.and Bradshaw,A.D.1985.

Interpopulation variation in tolerance to cadmium,copper,lead,nickel and zinc in nine populations of A grostis capillaris L.New Phytologist,101:317～324.

24 Wilson,J.B.1988.The cost of heavy2metal tolerance:an example.Evol ution,42(2):408～413.

[1]	李长青, 纪萌, 马萌萌, 王硕, 刘欢, 孙志梅. 天然增效剂与化学抑制剂复配对小麦/玉米轮作体系产量、氮素利用及氮平衡的影响 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(9): 2391-2397.
[2]	赵继玉, 李睿文, 王琦, 汪顺源, 田玉春, 赵金萌, 任佰朝, 赵斌, 刘鹏, 张吉旺. 种子分级对夏玉米群体整齐度和产量的影响 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(12): 3333-3339.
[3]	陈悦, 赵庚星, 常春艳, 王卓然, 李因帅, 赵环三, 张术伟, 潘敬瑞. 基于Sentinel-2多光谱影像的小麦-玉米轮作耕地粮食产量估测——以曹县为例 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(12): 3347-3356.
[4]	顾嘉诚, 王文敏, 王振, 李鲁华, 蒋贵菊, 王家平, 程志博. 玉米/大豆间作对根际土壤磷素生物有效性和微生物群落结构的影响 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(11): 3030-3038.
[5]	刘希港, 李楠, 季托, 周波, 魏珉, 李静, 杨凤娟. 微生物菌剂和玉米蛋白酵素对番茄叶片生理特性和产量的影响 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(11): 3039-3044.
[6]	陈俊南, 姜文洋, 昝志曼, 汪江涛, 郑宾, 刘领, 刘娟, 焦念元. 玉米和花生同垄间作对作物光合特性和间作优势的影响 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(10): 2672-2682.
[7]	李瑞平, 罗洋, 隋鹏祥, 郑洪兵, 明博, 李少昆, 王浩, 郑金玉. 玉米秸秆不同还田方式对黑土耕层温度影响的短期效应 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(10): 2693-2702.
[8]	李常鑫, 闫琪, 倪莉莉, 张淑鑫, 王丽梅. 大气CO₂浓度升高对玉米非结构性碳水化合物和籽粒品质的影响 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(1): 123-130.
[9]	刘琰琰, 李佳星, 代逸冰, 金垚, 张玉芳, 邹雨伽. 基于GIS的四川盆周北部山区夏玉米农业气象灾害风险评估——以旺苍县为例 [J]. 应用生态学报, 2022, 33(9): 2457-2465.
[10]	王宁, 师赵康, 徐世英, 尹凤茹, 王伟杰, 冯万军. 低氮诱导玉米幼苗叶片衰老过程中碳氮平衡的动态变化 [J]. 应用生态学报, 2022, 33(4): 1045-1054.
[11]	魏佩瑶, 李英梅, 刘晨, 任平. 番茄玉米间套作对烟粉虱的屏障效应及控制番茄黄化曲叶病毒病的效果 [J]. 应用生态学报, 2022, 33(4): 1125-1130.
[12]	武开阔, 张哲, 武志杰, 冯良山, 宫平, 白伟, 冯晨, 张丽莉. 不同秸秆还田量和氮肥配施对玉米田土壤CO₂排放的影响 [J]. 应用生态学报, 2022, 33(3): 664-670.
[13]	徐欣, 王笑影, 鲍雪莲, 王影, 刘亚军, 霍海南, 何红波, 解宏图. 长期免耕不同秸秆覆盖量对玉米产量及其稳定性的影响 [J]. 应用生态学报, 2022, 33(3): 671-676.
[14]	王顶, 伊文博, 李欢, 陈林康, 赵平, 龙光强. 玉米间作和施氮对土壤微生物代谢功能多样性的影响 [J]. 应用生态学报, 2022, 33(3): 793-800.
[15]	赵星涵, 刘东, 黄凯, 全智, 黄斌, 方运霆, 陈欣. 我国北方几种玉米和设施菜地土壤的N₂O和N₂排放特征 [J]. 应用生态学报, 2021, 32(9): 3204-3212.