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平衡施肥需要格外重视
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发布时间:09-22 信息来源：加拿大钾磷研究所中国项目部
　　值得强调的是，在各种栽培管理措施中，平衡施肥是其中投资较大，而且成效较显著的一项。因此需要格外重视。　　16种植物必需元素中，碳、氢、氧是非矿质元素，来自空气和水，一般不以肥料的形式施用。其余13种为矿质元素，包括3种大量元素：氮、磷、钾；3种中量元素：钙、镁、硫和7种微量元素：铁、锌、锰、硼、铜、钼、氯，是以肥料的形式施用被作物吸收利用的。　　一般来说，施肥指对作物施用13种矿质元素而言。在自然农业经济中，作物所需的矿质元素主要来自天然养分循环到达土壤中的养分贮备，和后来人为施用的有机肥料。植物不能直接利用矿石和有机肥中的原始养分，必须通过各类土壤微生物分解，释放出能够被作物直接吸收的简单无机养分化合物。释放无机养分的过程受温度、水分状况、酸碱度、通气状况和微生物种群数量等多种因素的影响，很难准确预测何时、何种养分释放多少数量。这给要求较精细的平衡施肥造成了一定的困难。化肥的出现有助于解决这一问题。　　1843年在英国首先制造出过磷酸钙，20世纪初制出合成氨，以后人们制造出更多种类的无机化肥，其所含有效成分大多能被作物直接吸收利用。我国使用化肥始于20世纪40年代初，当时的硫酸铵叫做肥田粉。60年代，大力普及氮肥的应用，以碳酸氢铵为主；70年代推广以过磷酸钙为主的磷肥；80年代开始重视钾肥，主要是氯化钾；90年代开始使用微量元素肥料。随着环境污染的治理、高成分化肥和高产品种的使用，植物逐渐表现出钙、镁、硫营养的缺乏，21世纪头10年，这几种养分的化肥也会得到重视和普及。　　在13种矿质元素中，以重量计，植物对钾的吸收量最大。其次是氮。植物吸收氮钾的比例约为1:3。以摩尔数计，则氮钾比约为1:1。这两种元素的吸收量占到植物吸收养分元素总量的70%以上，因此应当受到格外重视。　　植物根系以钾离子（K+）的形式吸收钾。钾是非结构组分元素，不构成植物体的任何结构部分，但它是60多种酶的激活剂，在植物生理功能中起必需的重要作用。钾能促进二氧化碳同化，因此促进光合作用。而且钾增加同化物转运。钾主要影响作物的外部品质，例如果实大小、色泽、物理硬度等；和内部品质，例如果实的糖度、糖酸比、维生素C含量、叶黄素和胡萝卜等色素浓度，籽粒中蛋白质、脂肪、淀粉含量，纤维的长度、细度和强度，提高烟叶中还原糖和芳香物质含量、降低尼古丁含量，改善油分、香气、吃味和燃烧性。钾维持植株的正常膨压和水分平衡，调节作物蒸腾。钾也使植物的耐寒性、抗旱性和抗病性等各种抗逆性提高。钾还提高植物的抗倒伏能力。　　氮是结构组分元素，植物以铵离子（NH4+）即铵态氮和硝酸根离子（NO3-）即硝态氮的形式吸收氮。水稻以吸收铵态氮为主。而旱地作物则以吸收硝态氮为主，它们利用铵态氮时比利用硝态氮时会消耗更多能量，硝态氮在植物根系中转化为氨基酸的速度远远大于铵态氮。氮是蛋白质的组成成分，与叶绿素合成和代谢功能有关，这说明了氮对生物产量的重要性。而硝态氮促进植株吸收必需养分阳离子（钙离子、镁离子、钾离子等），而铵态氮的作用正相反。植物体内铵浓度过高可能因植株组织中pH升高而造成铵中毒。　　钾是阳离子，硝酸根是阴离子。如上所述，植物需要的氮钾两种元素以摩尔数计，比例约为1:1。两者在植物体内达到电平衡，即电中性。这两种元素的问题解决了，就解决了平衡施肥问题的80%。能适合这一要求的化肥只有硝酸钾。所以平衡施肥方案中必须尽量采用硝酸钾肥，尤其在种植栽培水平要求高的作物时更是如此，例如无土栽培等，最好全部采用硝酸钾肥提供氮和钾。硝酸钾的盐指数低，植物吸收后不残留盐类离子，基本上不引起根系附近盐积累、阻碍根系发育和造成生物毒害。硝酸钾完全水溶，适合于通过灌溉系统施用、直接施入土中、叶面喷施和制成肥料溶液。硝酸钾反应迅速，可及时纠正缺素植株中的氮和钾的水平。硝酸钾吸湿性低，适宜与其它肥料混配和散装运输、储存。在种植低产值作物时，可考虑用较便宜的硫酸钾和氯化钾取代硝酸钾。　　植物根系以一价和二价两种正磷酸根（H2PO4-和HPO42-）的形式吸收磷。磷在植物体中参与光合作用、呼吸作用、能量储存和传递、细胞分裂、细胞增大等过程。磷促进早期根系的形成和生长，促进幼苗快速发育。磷还使植物提高耐受根腐病的能力，使作物秸杆更强壮。1843年英国人制造出过磷酸钙，这是世界上最早使用的肥料。磷极易被土壤固定，在平衡施肥中应注意这点。在高水平栽培模式中要尽量避免磷的固定，使其及时被作物吸收利用。　　植物以亚铁离子（Fe2+）的形式吸收铁。铁参与植物体内的氧化还原反应，完成电子转移过程。　　植物以锌离子（Zn2+）的形式吸收锌。它主要参与各种酶系统的反应。　　植物以锰离子（Mn2+）的形式吸收锰。它参与一些酶的反应和电子转移过程。　　植物以硼酸分子（H3BO3）的形式吸收硼。硼促进植物生殖器官的发育，增强细胞壁的稳定性。　　植物以铜离子（Cu2+）的形式吸收铜。铜参与酶系统的反应和光合电子传递。　　植物以钼酸根离子（MoO42-）的形式吸收钼。它参与硝态氮还原为铵的过程。还参与豆科固氮过程。　　植物以氯离子（Cl-）的形式吸收氯。氯在植物体内与硝酸盐竞争吸收位点，与水分平衡有关。　　以上这些元素在植物生长过程中都是不可缺少的，也是不可替代的。在平衡施肥中必须予以重视。铁、锌、锰、铜离子易被土壤固定，也容易与磷发生化学反应生成不溶性沉淀物，而且它们之间也有拮抗作用。因此在与其它元素配合施用时应采用它们的螯合物，才不致失效。因此除硼、钼外，螯合态的微量元素才适合用于平衡施肥配方中。　　硝酸钙、硝酸镁和硫酸镁在平衡施肥配方中提供钙、镁、硫。　　钙、镁、硫是三种中量元素。其实它们在植株体内的浓度不算太低，和磷差不多。所以在个别场合下，有人将它们和氮、磷、钾一起统统称为6种大量元素，可见其对植物营养的作用与大量元素同等重要。当然，由于种种原因，钙、镁、硫受人重视的程度远不如氮、磷、钾那么高。　　植物以钙离子（Ca2+）的形式吸收钙。钙中和植物体内的有机酸，形成草酸钙和果胶钙。　　植物以镁离子（Mg2+）的形式吸收镁。镁是叶绿素的中心原子。 　　植物以硫酸根离子（SO42-）的形式吸收硫。硫是含硫蛋白质的组分，它参与多种生物化学过程，在光合作用中起一定作用。　　在平衡施肥中要考虑所有这些元素之间的平衡。当然首先是钾和氮的平衡。一是考虑各种元素之间的比例关系，二是考虑它们之间是否存在拮抗或协同关系。如果存在拮抗，要想办法消除这些拮抗，从而使每一种元素都能发挥其最大的作用。各种养分元素之间要平衡，养分和其它产量形成因素之间也要保持平衡。这样作物才能取得最大产量和最大利润。　　有机肥料可以为土壤补充一定数量的大量、中量和微量元素，以氮磷为主；并可以改善和维持良好的土壤物理性质，如土壤通气性等。在农民的产量目标较低、有机肥施用量较小的情况下，它是一种补充氮、使养分得以平衡的好方法，因为氮特别容易从土壤中淋失。但有机肥中的养分不是直接能被植物吸收利用的，需要经过微生物转化成速效养分，这是人为不能控制的。在产量目标较高的今天，大量施用有机肥往往在不需要过多养分的情况下为植物提供过量养分，尤其是特别容易造成氮过量，如果钾肥又补充不足，很可能会使病虫害蔓延。因此高产田应将有机肥施用量控制在维持土壤物理结构的水平，养分不足部分由基施缓效化肥、追施速效化肥来补充。 　　为了更准确地知道植物体内各种养分是否平衡，人们发明了植株分析和土壤分析方法。按照目前的技术水平，大多数情况下，各种养分测定方法测出的结果还只能定性地对施肥做出推荐。为了减少非人为控制因素的影响，在高科技农业领域中，人们趋向于采用无土栽培方法，能够获得更高的产量。
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土壤-水稻系统中重金属及其他元素间的相互作用
【摘要】：正重金属与养分元素交互作用属重金属污染生态研究的前沿。土壤中重金属与阳离子养分间的交互作用多为拮抗,而与阴离子间则有时协同有时拮抗, 因土壤而异;植物体中重金属与养分间的交互作用较为复杂,表现为时而协同时而又拮抗。土壤与植物两者并非一致。因此,土壤植物系统中重金属与养分元素交互作用是很复杂的,需深入研究。
【作者单位】：
【分类号】：S511【正文快照】：
重金属与养分元素交互作用属重金属污染生态 研究的前沿。土壤中重金属与阳离子养分间的交互 作用多为拮抗，而与阴离子间则有时协同有时拮抗， 因土壤而异;植物体中重金属与养分间的交互作用 较为复杂，表现为时而协同时而又拮抗。土壤与植 物两者并非一致。因此，土壤植物
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微量元素对人体健康的研究
　　摘要：微量元素与人体健康和疾病的关系十分密切。微量元素在保护人类健康和防病治病方面起着举足轻重的作用，正确理解微量元素的生理功能，树立科学的平衡营养观，是引导人们自觉地实现多样化膳食、促进健康长寿的关键。 中国论文网 /1/view-5681020.htm　　关键词：微量元素；生理功能；人体健康 　　人体是由化学元素组成的。元素是构成人体的最基本单元， 科学研究证明：地壳、海水中的元素丰度决定了人体元素丰度，环境元素分布的不平衡是人类患地方病的根本原因。人类属于异养型生物，是通过食物链从环境中摄取营养元素。化学元素在人体内分布是有规律的，每时每刻都在做有序运动[1]。 　　1 人体中化学元素 　　在自然界存在的92种化学元素中，目前在人体已检出81种。根据元素在人体中的含量不同， 又分为宏量元素（常量元素） 和微量元素（痕量元素）。某种元素含量超过体重0.05% 以上者称为宏量元素， 它们构成人体总重量的99.96%。有11种，其中氧、碳、氢、氮、硫、磷占人体总重量的98.03%。某种元素显示出生物功能， 其含量小于人类机体质量0.001%的元素称为微量元素， 这类元素的总和仅占人体质量的0.05% 左右[2]。 　　2 微量元素分类 　　2.1必需微量元素 必需微量元素是维持人体正常机能所必需的元素， 缺乏该元素时，会引起代谢紊乱，导致生理功能异常，人就无法生存或不能保持健康状态。世界卫生组织确认的人体必需的14 种微量元素为：锌（Zn）、铜（Cu）、铁（Fe）、硒（Se）、铬（Cr）、钴（Co）、锰（Mn）、钼（Mo）、镍（Ni）、锶（Sr）、锡（Sn）、钒（V）、碘（I）、氟（F）[3]。 　　2.2非必需微量元素 非必需微量元素是指目前生理功能尚未确定或在机体中可有可无的元素， 它们对人体无明显特异作用， 这类元素很多。对非必需微量元素而言， 不存在缺乏时的生物效应问题， 应注意其过量时的毒害作用， 在一定含量时， 生物是可能耐受的， 但稍过量， 其毒性即增加，最终导致死亡。不同元素存在不同阈限， 超此阈限表现出毒性效应。有时也称有益微量元素或惰性微量元素。主要有铝（Al）、铷（Rb）、锆（Zr）、钡（Ba）、钛（Ti）、铌（Nb）、硅（Si）等[3]。 　　2.3有害微量元素 有害微量元素，也称毒性微量元素，是指侵入人体后难以排出， 则为害更烈， 有碍人体的正常代谢， 影响机体正常功能， 主要是汞（Hg）、铅（Pb）、砷（As）、镉（Cd）、铍（Be）、锑（Sb）、铋（Bi） 等一类毒性很强的元素[3]。 　　3 微量元素的生物效应 　　在有益和有害元素之间常常没有明显的界限， 许多元素在适当的浓度范围内是有益的， 超过某一临界浓度就是有害的， 微量元素在生物体内的浓度范围， 明显地影响着它对生物体是"必需"的， 还是"有害"的性质。人体中的必需微量元素也有一个安全和适宜摄入的范围（量），在此范围以外，都会对机体产生不利影响。即摄入不足会出现缺乏症状，摄入过多又会出现中毒反应。不同元素的安全适宜范围是不同的，如硒的最佳摄入范围50～200μg/dl，而氟的最佳摄入范围为2～10mg/dl[4]。 　　4 微量元素的相互作用 　　体内各微量元素之间能相互影响， 发生拮抗作用或协同的生物学作用。微量元素的"拮抗作用"， 是指体内一种微量元素抑制另一种微量元素的正常生理功能的现象， 或者说是指一微量元素的生理功能对另一种微量元素的抵消；"协同作用"是指各元素相配合的作用。如镉和锌有显著的拮抗作用， 镉能减少锌的吸收， 干扰某些锌的酶系统， 锌能拮抗镉的毒性， 减轻镉对人体的毒害作用；镉与铁也有相互拮抗作用； 钼能阻碍铜的吸收， 铜能对抗钼的毒性； 硒能拮抗镉、汞、砷的毒性， 砷能减弱硒的毒性。而钴能增强硒的毒性； 铁和锰既能相互干扰在消化道的吸收过程， 又能协同生血效果； 锰能促进钙的利用， 铜能加速铁的吸收和利用； 铁、铜、锰、钴有生血协同作用； 氟能促进肠道对铁的吸收， 有利防治缺铁性贫血。可见微量元素之间的作用是相当复杂的， 又是相当重要的。因此，研究微量元素对健康的影响， 不仅要注意单个元素的作用， 同时要研究各元素之间的相互关系。有时研究单一微量元素会得出错误的结论， 故要研究某元素的"微量元素谱"。目前， 微量元素用于治疗还不多的重要原因之一， 就是人们至今还没掌握元素之间的"拮抗作用"， 一旦"拮抗作用"之谜被揭开， 微量元素在临床治疗上的应用便会有更大的"飞跃"[5]。 　　5 微量元素的生理功能 　　5.1运载作用 微量元素在体内有运输宏量元素和传递电子的作用， 如血红蛋白中的铁（Fe2+） ，能将氧气从肺部输送到各组织细胞，再将细胞代谢产物CO2运送到肺部排出；某些含铁蛋白质（如细胞色素C 等） ， 在生物体内复杂的氧化还原中有传递电子的功能。硒构成谷胱甘肽过氧化物酶和烟酸羟化酶等的成分， 是一种与电子传递有关的细胞色素成分[6-7]。 　　5.2微量元素是酶的活性因素和激活剂 酶是一切生命现象及生化反应的基础， 绝大多数生化催化反应离不开酶，而微量元素是许多酶的组成部分和激活剂[8]。据研究， 人体内千余种酶的50%以上有微量元素参与或激活， 离开微量元素， 许多酶就无法形成或失去发挥生理功能的作用， 如Zn、Mo、Co、Mn、Se 等微量元素， 多以金属酶的形式存在， 参与物质代谢， 催化体内氧化还原反应的进行[9]。 　　5.3微量元素是某些激素和维生素的组成部分 激素和维生素能调节人体重要的生理功能， 只需极小的浓度就起作用， 如甲状腺素中含有I， 维生素B12中含有Co。当体内缺少I和Co时， 就难以合成这些激素和维生素， 从而引起代谢紊乱。又如Cr能增强体内胰岛素的作用， Zn能促进性激素的功能[10]。 　　5.4遗传方面 核酸内含有V、Mn、Zn、Co、Cr等离子，它们在维护核酸的立体结构和维持核酸代谢等方面起着重要作用， 而核酸又是遗传信息的携带者， 故一些微量元素对遗传也有一定的影响[10]。有学者通过对9种遗传缺陷疾病与微量元素代谢关系的分析表明，微量元素代谢的整个过程的每个环节上都同遗传因素息息相关[11-12]。
　　5.5免疫作用 人体免疫反应受多种因素的影响，微量元素就是其中之一。某些适量的微量元素， 能促进机体的免疫功能，而含量过高或过低，又能减弱抑制免疫功能， 如适量的Zn、Se等微量元素， 能增强细胞免疫，提高抗病能力， 对机体免疫系统、防御机能和抗体形成都有一定的作用[13]。 　　6 维护元素平衡，保护人体健康 　　造成微量元素失衡的主要原因有两种："先天不足"及"后天失衡"[14]。所谓"先天不足"是指由于天然水文地质因素（或环境污染） 造成的某一地方"先天"的某一种或几种元素过多或缺乏。例如：我国东北、西北、西南的广大地区缺硒，新疆伽狮县缺钾，河南林县缺钼，广东珠江三角洲缺锰，广东四会市高镍，贵州地区高氟等。 "后天失调"也是微量元素缺乏症的一个重要原因，是人们食不厌精造成的恶果。本来天然的食物库里，人类赖以生存的食物应有尽有，形成了一条巨大的微量元素食物链。当人们把食物加工得精而又精，细而又细，那么食物链中最重要的一环被破坏了，不平衡了，失调了。 　　综上所述，人体必需的微量元素虽在人体内存量很少，却是构造人体内某些酶系统、活性蛋白、维生素和激素的不可缺少的重要成份，对维持机体正常代谢有着重要的作用[15]。正确理解微量元素与人体健康的关系，自觉树立科学的营养平衡观，及时调节和维护元素平衡是实现健康长寿的关键。良好的饮食习惯是维持正常微量元素水平的基础，对人体的健康有着极其重要的意义。当然，微量元素的种类和数量仍然是一个未能最后解决的问题，微量元素与人体健康的关系问题也是一个尚待解决的复杂课题，人们对微量元素的认识还在发展。 　　参考文献： 　　[1]周光理.微量元素与人类健康认知[J]. 微量元素与健康研究， 2012， 28 （1）： 73. 　　[2]龚汉章. 医用基础化学[M].兰州：兰州大学出版社，5. 　　[3]唐有祺，王夔. 化学与社会[M] . 北京：高等教育出版社，8. 　　[4]郑秀琴，贾奎寿. 微量元素对人体健康的影响[J].广东微量元素科学，2011 ，22 （1） ：60-62. 　　[5]Alegria A， Barbera R， Farre R， et al .Optimization of selenium determination in human milk and whole blood by flow injection hydride atomic absorption spectrometry [J] .AOAC Int，：457-461. 　　[6]黄兰芳，王炳武.对氨基二乙基笨胺全差示分光光度法测定微全格[J].分析化学，）：208. 　　[7]Wang Z， Gao YX， Beizile N. Microwave digestion of environmental and natural waters for selenium speciation[J].Anal Chem， 11-4716. 　　[8]周祖文. 微量元素与消化系统肿瘤关系的研究近况[J].微量元素与健康研究，2012，32 （2） ： 68-69. 　　[9]Hininger-Favier I， Andriollo-Sanchez M， Arnaud J， et al. Age- and sex-dependent effects of long-term zinc supplementation on essential trace element status and lipid metabolism in European subjects： the Zenith Study[J].Br J Nutr，）：569-578. 　　[10]马国东 .微量元素的营养学研究[J].冰雪运动，）；85-86. 　　[11]Kristensen MB， Hels O， Morberg CM. Total zinc absorp-tion in young women，but not fractional zinc absorption， dif-fers between vegetarian and meat-based diets with equalphytic acid content[J]. Br J Nutr， 2006， 95（5）： 963-967. 　　[12]徐素萍.微量元素铁与人体健康的关系[J].中国食物与营养 ，）：53. 　　[13]Kimura M， Honda K， Takeda A， et al. Developed determination method of ultra trace elements and ultra trace element levels in plasma of rat fed low magnesium diet[J].J Am Coll Nutr，2004 Dec，23（6）：748S-750S. 　　[14]刘家顺， 关晶， 田现书. 几种遗传缺陷疾病与微量元素代谢的关系[J].微量元素与健康研究， ）： 77-78. 　　[15]Hawkes WC， Kutnink MA. High-performance liquid chromatographic fluorescence determination of traces of selenium in biological[J].Anal Biochem，（6）：206. 　　编辑/哈涛
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第三章污染物的毒害作用及机理思考题.doc 4页
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第三章污染物的毒害作用及机理思考题
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污染物毒害作用及机理
一、简答题
1、简述生物对污染物吸收、富集和污染物对生物毒害的关系。
第一，生物对污染物的吸收---生物对污染物的富集---污染物对生物的毒害作用，总的来说是这样一个过程。
第二，生物对污染物的吸收。（1）植物，叶片气孔对大气污染物的粘附和吸收；植物的根和叶对水溶性的污染物的吸收。（2）动物，通过呼吸道、消化道、皮肤等途径将少量的污染物吸收，通过体内肺泡的吞噬，肠道粘膜的吸收等。（3）微生物，吸收污染物的主要方式是沉淀作用和络合作用，将有毒的污染物转化为微毒害或无毒化合物。
第三，在吸收的基础上，当达到一定数量无法转化时就会富集。（1）生物体内凡是能与污染物形成稳定结合的物质，都能增加生物富集，从而消除或缓解毒害作用。（2)不同器官对污染物的富集有很大差异，不同物种对污染物的吸收积累状况也不同。（3）生物体内污染物的富集量与环境中污染物的浓度成正相关，同时也受作用时间的影响。（4）
生物体内对污染物的富集作用是随着食物链的营养级的增加，富集量逐渐增多，污染物在体内的含量也就越来越多。
第四，污染物对生物的毒害作用必须建立在生物体吸收和富集污染物的基础上。
2、生物为什么会受污染物毒害，在什么情况下才会发生毒害？
在对重金属毒害机制进行深入研究后，必须深入到分子水平才能解决受害的内部机制。
郁建栓从生物活性点位、重金属对生物毒性效应的分子机制，以及技术离子对生物大分子活性点位的竞争及其与金属生物毒性的关系方面对此进行了综述。
第一种解释是生物活性位点。生物活性位点是生物大分子中具有生物活性的基团和物质。当污染物（重金属）和生物大分子上的活性位点结合，也可以和其他非活性位点结合后，在一定的情况下对生物产生毒性。
第二种解释是重金属对生物毒性效应的分子机制的解释。当污染物（毒金属离子）进入生物体后，取代生物大分子活性点位上原有的金属，也可以结合在该分子的其他位置。当有毒金属离子与生物大分子上的活性点位或非活性点位结合后，可以改变生物大分子正常的生理和代谢功能，使生物体表现中毒现象甚至死亡。
第三种解释是金属离子对生物大分子活性点位的竞争。进入体内的重金属离子在组织器官和亚细胞结构中重新分配，使重金属在细胞质大分子之间发生迁移，从而改变重金属对生物的毒性。
现代人类通过各种工业活动，如开采、冶炼各种金属、非金属物质，致使一些元素在环境中含量大增，当其含量超过了效应浓度后，就会对生物起到毒害作用。
3、简述污染物如何影响植物根系对土壤中营养元素的吸收？
污染物能影响植物根系对土壤中营养元素的吸收，原因之一是污染物能改变土壤微生物的活性，也能影响酶的活性。二是污染物能抑制植物根系的呼吸作用，影响根系的吸收能力。
4、简述污染物对蒸腾作用的影响
污染物对蒸腾作用有明显的影响。在低浓度刺激下，细胞膨胀、气孔阻力减少，蒸腾加速。当污染物浓度超过一定值后，可能诱发脱落酸（ABA）浓度增加，使得气孔阻力增加或气孔关闭，蒸腾强度降低。如浓度太高，叶伤斑面积扩大，导致蒸腾急剧下降。这种情况下随毒物浓度升高，蒸腾比率按比例降低。
5、简述污染物叶绿素的机制
重金属进入叶绿体内在局部部位积累过多，直接破坏叶绿体结构及其功能；
重金属间接地通过拮抗作用干扰了植物对铁、锌的吸收、转移，阻碍了营养元素向叶的输送，使之丧失了合成叶绿素的能力；
重金属使叶绿素酶活性增加而使叶绿素分解。
6、金属有哪些特性对生物产生的毒害程度起重要作用，为什么？
金属中以下特性对生物产生的毒害程度起重要作用。
重金属离子的价态，如3价砷的毒性远比5价砷高，前者约为后者的5倍。这是因为无论是有机或无机3价砷对SH基都有很强的亲和力，并能阻断大多数SH基酶及脂酸类，特别是有几台3价砷的阻断能力比无机态的强；而5价砷同SH基不起反应，这是由于它的化学特性类似于磷酸，在体内能和磷酸拮抗，形成不稳定的砷化合物，然后分解。
金属对生物的影响，还决定与金属的特性。按照Tranton的法则，以蒸发潜热表示化合物的凝聚力，即越是沸点低的金属，其凝聚力越小，每个分子和原子都易于分离。为了使金属进入机体或与机体发生反应，首先要使分子和原子进行弥散。所以，越是沸点低的金属越易发生弥散；同时金属沸点越低，与一般有机物的沸点差就越小，它们相互间作用的可能性就越大。
金属对生物的毒害还和离子化电压有关。因为离子化电压的值是以物质在神经调节的作用下，能否通过细胞膜作为标准。如碱性金属为4 ~５Ｖ低电压，在进入细胞的过程中，受到细胞膜的严密调节和控制；铝、镓、铟等３价金属是５Ｖ电压，也极难进入机体；重金属中的汞、镉、锌之所以容易进入机体是由于有９~１０Ｖ的高电压；贵金属气体则有１１~２４Ｖ高压，它不受任何调节能自由出入机体。
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