本研究鉴于石家庄市郊区的水资源贫乏，城市污水灌溉农田成为普遍现象，而重金属的复合污染又是农业耕作土壤污染的基本特征，采用铅、镉单一及复合污染的水体及土壤对河北主要农作物小麦、白菜、萝卜进行植物发芽毒性试验和根伸长试验，了解铅、镉对河北主要农作物的种子萌发、根生长的毒害作用，从而实现对铅、镉污染的预测、评价和防治，对于保证作物产量、品质，初步筛选适宜在铅镉污染环境生长的作物，对于防止铅、镉的危害都将有重大的现实意义。 研究方法：基于铅、镉的污染条件不同，本研究分为两部分： 第一部分：选取两种小麦、一种萝卜和白菜种子在铅、镉污染水体下进行植物发芽毒性试验和根伸长试验。pb2+溶液浓度为0、1、5、10、50mg/l,Cd2+溶液浓度为0、0.5、5、10、50mg/l，按析因设计共组合25组，25℃培养，7天后测定发芽率、发芽指数、活力指数、根长、根长抑制率、鲜重及生物体中铅、镉的含量。以上每组试验均重复3次。 第二部分：选取两种小麦、一种萝卜和白菜种子在铅、镉污染土壤中进行植物发芽毒性试验和根伸长试验。pb2+浓度为0、10、100、1000、1500mg/kg，Cd2+浓度0、10、100、1000、1500mg/kg，按析因设计共组合25组，在室温条件下，培养7天后测定发芽率、发芽指数、活力指数、根长、根长抑制率、鲜重、生物体中铅、镉的含量及生物减产量。以上每组试验均重复3次。试验数据分析使用SAS统计分析软件。 研究结果： 第一部分：镉处理下两种小麦、白菜、萝卜中子的发芽率均随镉浓度的增加而下降，但下降不太明显，当镉浓度增加到50mg/l时，两种小麦与萝卜的发芽率均与对照组有显著性差异(P＜0.01)，而白菜种子在镉浓度为50mg/l时几乎不再发芽；说明镉在低浓度时对作物种子的发芽率影响不大，高浓度时对作物种子发芽率有明显的影响，镉对白菜种子发芽的影响较大。铅处理下几种作物种子发芽率均随铅浓度的增加而下降，但影响不大。萝卜种子在铅浓度为50mg/l时与对照有显著性差异。镉、铅处理下，发芽指数随浓度的升高而降低。活力指数在低浓度时有所增加，当浓度再增加时活力指数随浓度增加而下降。铅影响下的活力指数大于镉影响下的活力指数。从铅、镉污染对作物种子萌发的影响显示铅的毒性小于镉的毒性。 在低浓度镉、铅溶液的作用下(即镉浓度小于0.5mg/l，铅浓度小于1mg/l)，对作物的根生长有刺激作用，随镉、铅污染浓度的加大，镉、铅对作物的影响由刺激作用转变为抑制作用，并随浓度的加大，抑制作用逐渐变强，镉污染浓度达50mg/l、铅污染浓度达100mg/l时，几种作物主根不再生长。 铅、镉污染浓度的对数与根长的抑制指数有很好的正相关性。EC50(半数效应量)是表示物质生理毒性的有效参数。铅对邯麦、科脉、萝卜和白菜主根抑制的EC50分别为18.23，19.2，77.18，72.28mg/l；镉对邯麦、科脉、萝卜和白菜主根抑制的EC50分别是5.97，7.48，7.409，1.676mg/l。萝卜的耐镉、耐铅能力最强；镉污染对白菜的根伸长危害最大，白菜的耐镉能力最低，对环境镉的毒害作用灵敏，可用于镉污染环境的毒害诊断。对于两种小麦，铅、镉污染对邯麦九号的毒害作用较大。 培养液中单一加入0-50mg/l的镉，四种作物中镉的含量随镉浓度的增加而增加；单一加入0-100mg/l的铅，四种作物中铅的含量随铅浓度增加而增加，呈明显的正相关；含铅的污染液中施入镉以后，植物体的铅含量下降，说明镉抑制作物对铅的吸收，镉在低浓度时，表现不十分明显，随着镉浓度增加，这种抑制更为突出。在含镉的培养液中加入铅以后，植物体内镉含量增加。说明铅可以促进作物对镉的吸收，加入铅的浓度较低时，促进作用不明显，铅的浓度越高，对作物吸收镉的促进作用越大，对作物的毒害作用就越大。 当低浓度镉(小于0.5mg/l)铅(小于1mg/l)污染时，植物的鲜重随镉、铅处理浓度的增大而增加，以后随镉、铅浓度的增加，鲜重呈下降趋势。这进一步说明，镉、铅在很低浓度时对作物的生长具有一定的刺激作用，继续达到一定浓度后，镉、铅对作物的刺激作用转为抑制作用。 第二部分：作物的发芽率随镉浓度的增加而出现下降趋势。镉的污染达1000mg/kg以上，几种作物的发芽率与对照有着显著性的差异，说明低浓度镉污染的土壤对作物的发芽率影响不大，在高浓度时对作物的发芽率有了较大的影响。而铅对作物的影响是有品种差异的。铅对小麦的发芽率随浓度的增加有一定的下降趋势，但不太明显。对萝卜、白菜的影响在低浓度时有一定下降，但影响不大，当浓度加大到1500mg/kg时与对照有了明显的差别。发芽指数与活力指数亦随浓度的加大而受影响。 低浓度铅、镉污染的土壤对作物的根伸长有一定的刺激作用，超过一定浓度后对根生长的刺激作用转成抑制作用，并随浓度的加大抑制作用加强。镉、铅的浓度对数与对作物的根长抑制指数呈正的相关性。镉污染对白菜、萝卜、科脉和邯麦的根长抑制的EC50分别为599.51、1287.20、321.07、275.04mg/kg。Pd污染对白菜、萝卜、科脉和邯麦的根长抑制的EC50分别为1237.09、1445.44、976.93、596.07mg/kg。萝卜对镉、铅污染的土壤有一定的耐受性，由于其生长快，生物量大，适应性强，可以有望应用于铅、镉污染土壤的植物修复。两种小麦来看，科脉一号比邯麦九号有更大的抗镉、抗铅污染能力，更适合在铅、镉污染的土壤上种植。 作物在镉、铅单一污染下的土壤中培养，吸收的镉、铅与土壤镉、铅相应含量有很好的正相关性。镉、铅复合污染时，作物对铅的吸收随加入镉的浓度的加大而减少，说明镉抑制作物对铅的吸收。镉、铅复合污染时，作物对镉的吸收量随加入铅的浓度的加大而加大，说明铅促进作物对镉的吸收。 生物减产率与浓度对数呈线性正相关，镉污染造成科脉、邯麦、萝卜和白菜减产50％时的浓度分别为890.203、950.70、1557.63、641.8175mg/kg；铅污染造成科脉、邯麦、萝卜和白菜减产50％时的浓度分别为2695.56、1690.10、2810.1、1835.978mg/kg。说明镉对白菜生物量的危害最大，对萝卜的危害最小；铅对邯麦九号的生物量的影响最大，对萝卜的危害最小。这进一步说明，镉对作物的毒害作用大于铅。 研究结论：通过铅、镉污染在水培和土培条件下对作物的发芽及根伸长毒性试验，得出以下的结果，铅对作物的毒害作用小于镉；萝卜抗铅、镉污染的能力最强，有望应用于铅、镉污染土壤的植物修复。白菜在水培试验中对镉污染敏感，可作为镉污染环境的毒害诊断。两种小麦相比，科脉一号较邯麦九号适于在铅、镉污染条件下生存。