对照相比显著降低，尤其当Cr（Ⅵ）浓度为20 mg/L时，生长10 d左右的玉米幼苗出现明显的中毒症状，表现为叶片发黄、枯萎甚至死亡，类似盐胁迫症状，地上部、[JP2]根系和全株的鲜质量较对照有显著地降低，分别下降了 61.8%、9.4%和30.1%。比较不同价态铬对玉米幼苗各部位鲜质量的影响发现，Cr（Ⅵ）处理下玉米幼苗地上部、根系及全株鲜质量明显低于Cr（Ⅲ）处理。
2.3不同价态铬对玉米幼苗叶绿素含量的影响
由图2可见，在Cr（Ⅵ）处理下，当浓度为2 mg/L时，玉米幼苗叶绿素含量与对照无显著差异；但当Cr（Ⅵ）浓度>2 mg/L，玉米幼苗叶绿素含量显著低于对照，且随着 Cr（Ⅵ） 处理浓度的升高而降低。在Cr（Ⅲ）处理下，当浓度为 2 mg/L，玉米幼苗叶绿素含量显著高于对照；当浓度为 5 mg/L 时，[CM（21]玉米幼苗叶绿素含量与对照无显著差异；当浓度[CM）][FL）]
[TPCYL2.tif][FK）]
>5 mg/L時，玉米幼苗叶绿素含量显著低于对照，且随着处理浓度的升高而降低。这些结果表明，无论是Cr（Ⅵ）还是 Cr（Ⅲ），在高浓度条件下，均会影响玉米幼苗叶绿素含量。Cr（Ⅲ）处理下玉米幼苗叶绿素含量明显高于Cr（Ⅵ）。
2.4不同价态铬对玉米幼苗根系形态及根系参数的影响
由图3可以看出，玉米幼苗在不同浓度Cr（Ⅵ）和 Cr（Ⅲ） 浓度处理10 d后，根系形态发生了明显的差异。与对照相比，当Cr（Ⅵ）浓度≥2 mg/L时，根系形态发育就被抑制，根长、根量下降，尤其在高浓度下，根系颜色变成黄褐色，甚至出现腐烂。当Cr（Ⅲ）为2 mg/L时，能够促进玉米根系形态发育，根长和根量最大。当Cr（Ⅲ）浓度≥5 mg/L时，根系形态发育受到抑制，根长、根量逐渐较少。
由表4可以看出，Cr（Ⅵ）处理与对照相比，玉米幼苗根长、根表面积、根体积显著减少，Cr（Ⅵ）浓度≤10 mg/L，平均根粗显著增加；随着Cr（Ⅵ）处理浓度的升高，根长、根表面积、平均根粗、根体积下降。Cr（Ⅲ）处理与对照相比，在Cr（Ⅲ） 为2 mg/L时能促进根系发育，根长、根表面积、平均根[CM（25]粗、根体积明显增加；当Cr（Ⅲ）>2[KG*3]mg/L时，与Cr（Ⅲ）浓[CM）]
[FK（W13][TPCYL3.tif][FK）]
度=2 mg/L相比，根長、根表面积、根体积显著下降，但根直径增大，根系变粗。随着Cr（Ⅲ）处理浓度的升高，根长、根表面积下降，平均根粗随之增加。比较不同价态铬对根系参数的影响发现，铬浓度在2～10 mg/L之间，Cr（Ⅲ）处理下，根长、根表面积、根体积稍大于Cr（Ⅵ）处理。
3讨论
3.1不同价态铬对玉米幼苗铬吸收的生物富集系数及动力学特征的影响
植物大部分是通过根系的吸收获得所需养分，并将吸收的养分尽可能转移至地上部分进行利用或累积下来。由于Cr不是植物的必需元素，植物缺乏对Cr的转运机制，因此Cr在植物中移动性一般较低[20]。通常，铬在植物根的积累量是茎和其他组织的10～100倍[17]，转移到地上部的铬总量非常少。例如，蚕豆中，有98%的Cr积累在根部，仅有2%的Cr被转移到地上部分[21]。盛海君等通过水培方法，研究不同浓度Cr（Ⅵ）对玉米幼苗生长发育的影响发现，玉米幼苗根系Cr含量明显高于地上部Cr含量，生物富集系数也极显著高于地上部[17]。本研究结果表明，无论Cr（Ⅵ）处理还是Cr（Ⅲ）处理，玉米幼苗中的Cr主要累积在根部，很少往地上部分转运。随着处理浓度的升高，玉米幼苗对Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）的吸收呈增加的趋势，吸收的曲线符合Michaelis-Menten模拟曲线方程。关于植物对不同价态铬的吸收能力，已有的研究认为，植物对Cr（Ⅵ）的吸收是以主动吸收方式进行，而对Cr（Ⅲ）的吸收是被动吸收的过程，因此，通常认为植物对Cr（Ⅵ）的吸收能力是Cr（Ⅲ）的数倍[22]。然而张学洪等对铬富集植株李氏禾研究中发现，李氏禾对Cr（Ⅵ）的富集能力要低于 Cr（Ⅲ），表现在Cr（Ⅵ）对李氏禾生长的影响要大于Cr（Ⅲ），并且李氏禾对Cr（Ⅲ）的吸收可能存在主动吸收的途径[20]。本研究结果表明，玉米幼苗对Cr（Ⅲ）的生物富集能力大于Cr（Ⅵ），这可能因为玉米根系对Cr（Ⅲ）的吸收速率和吸收能力明显高于Cr（Ⅵ），且存在主动吸收的途径（数据未显示）。
3.2不同价态铬对玉米幼苗生长发育（鲜质量、叶绿素含量、根系形态及根系参数）的影响
近年来研究表明，随着重金属Cr（Ⅵ）或Cr（Ⅲ）浓度的升高，水稻、玉米，金凤花等幼苗株高、鲜质量、干物质量均逐渐降低[23-25]。本研究结果表明，随着Cr（Ⅵ）处理浓度的升高玉米幼苗地上部、根系、全株Cr含量增加，在不同浓度 Cr（Ⅵ） 处理下，地上部、根系及全株的鲜质量随着Cr（Ⅵ）处理浓度（除10 mg/L外）的增加明显降低。在浓度较高的情况下（≥20 mg/L），玉米叶片发黄、枯萎甚至死亡，类似盐胁迫症状。在Cr（Ⅲ）处理下，在浓度为5 mg/L以下，与对照相比，地上部、根系和全株鲜质量无显著差异。当Cr（Ⅲ）浓度>5 mg/L，随着 Cr（Ⅲ） 处理浓度的升高，地上部、根系和全株鲜质量明显低于对照，在不同浓度Cr（Ⅲ）处理下，随着Cr（Ⅲ）处理浓度的升高，根系的鲜质量逐渐降低，地上部、全株的鲜质量呈现先增加后降低的趋势。Cr（Ⅲ）处理下玉米的地上部、根系及全株的鲜质量明显高于Cr（Ⅵ）处理。
在玉米幼苗生长旺盛期，叶绿素含量是表示植物光合器官生理状况的重要指标之一[26]。已有研究表明，重金属铬毒害会引起植物体内叶绿素含量下降，徐勤松等认为是铬毒害使叶绿体膨胀、类囊体排列紊乱、被膜消失和叶绿体解体，导致叶绿素含量下降，最终严重影响植物光合作用的正常进行[27]。van Assche等认为，这是由于重金属离子抑制原叶绿素酸酯还原酶活性，从而影响叶绿素的生物合成引起的[28]。本试验结果表明，Cr（Ⅵ）处理及高浓度Cr（Ⅲ）处理下，玉米叶绿素含量相较于对照有明显的下降趋势，这可能是由于Cr影响玉米对Fe元素的吸收（数据未显示），在合成叶绿素的过程中，有1种酶必须要用Fe离子作为它的活化中心，没有Fe就不能合成叶绿素，从而导致植物出现失绿症。
不同价态铬对根系形态和根系参数的影响试验结果表明，玉米幼苗在不同Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）浓度处理下，根系形态发生了明显的差异。与对照相比，Cr（Ⅲ）浓度为2 mg/L时，能够促进玉米根系形态发育，根毛茂密、颜色洁白、根长和表面积最大；Cr（Ⅲ）浓度≥5 mg/L时，根系发育受到抑制。而当Cr（Ⅵ）浓度≥2 mg/L时根系形态发育就被抑制，根长、表面积下降，高浓度下颜色变成黄褐色，甚至出现腐烂。Cr（Ⅲ） 处理下根长、根表面积、根体积明显大于Cr（Ⅵ）处理。
[JP2]以上结论说明，Cr（Ⅵ）对玉米幼苗的毒害作用要明显大于Cr（Ⅲ）。Cr（Ⅵ）在较低浓度下就会抑制玉米幼苗的生长发育，而Cr（Ⅲ）在低浓度条件下对玉米的毒害较小，但是当浓度达到一定数值（≥5 mg/L）时，也会抑制玉米幼苗的生长发育。[JP]
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