铅铜离子胁迫对小麦种子萌发的生态毒理效应
重金属铅污染胁迫对小麦生长生理特性的影响
（ １ ． Ｚｈ ｅ ｎ ｇｚ ｈ ｏｕ Ｓｅ ｗａ ｇ ｅ Ｐｕ ｒ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃｏ． ． Ｌｔ ｄ． ． Ｚｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏｕ ４５ ０ ０ ０ ０： ２ ． Ｚｈｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏｕ Ｕｎｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｌｉ ｇ ｈ ｔ Ｉ ｎ ｄ ｕｓ ｔ ｒ ｙ／ ＇ （ ｏｌ ｌ ｏｂ ｏ ｅ ａ ｔ ｉ ｖｅ ｈ ｍｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃｅ ｎｔ ｅ ｒ ０ ｆ Ｅｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ＰｏＩ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ａ ｎｄ Ｅｃ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｒｅ ｓ ｔ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ ． Ｚｈｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ４５ ０ ００ １ ． Ｃｈｉ ｎ ａ １
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重金属复合污染对小麦幼苗生长的毒性效应
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crpbcd蔷量晷甚至专絮篓t浓度concentrationigl图1单一重金属对小麦叶绿秉含量的影响fig1effectssingleheavymetaloftemoroinwheat22复合重金属处理对小麦幼苗叶绿素含量的影响从表1可知cu与其他4种重金属的二元混合物对小麦幼苗叶绿素含量的影响与单一重金属的作用具有类似的规律即除cuzn混合物在试验浓度范围几乎都影响或显著促进叶绿素合成外其他3种混合物在低浓度区20mgl无显著影响或促进叶绿素的合成在高浓度区40ragl才产生显著的抑制作用
铅胁迫对植物生理生态效应的研究进展
铅胁迫对植物生理生态效应的研究进展摘要：本文综述了铅(Pb)在植物中的积累、分布、形态和植物对铅毒害的反应及影响镉毒性因素的研究进展，并指出存在的问题和发展前景。
关键词：铅；植物；生理生态效应Advances on physiological and ecological effects of Lead (Pb)on plantsAbstract:This paper summarizes recent advances in the study of the accumulation, distribution, forms and toxicity, mechanism of Lead in plants and factors effecting Pb toxicity, and puts forward existing problems in the studies and developing propects in the future.Key words:Lead；plant；physiological and ecological effect前言随着采矿、冶炼等工业的发展，重金属污染问题日益严重。
重金属具有很强的蓄积性、隐蔽性、不可逆性和长期性，它的性质稳定，难以降解，半衰期大多较长，危害性极大。
同时重金属在土壤中移动性相对较小，主要积累在0~20 cm 的耕作层土壤中，很少迁移至40 cm以下，且只有很少一部分能随作物地上部分的收获而被移去，所以土壤或植物一旦遭受重金属污染，就会不断积累，不易治理恢复[1]。
而常被注意的重金属(汞、镉、镍、铬、矾、砷、硒、铁、锰、铜、锌、铅)有10多种，但研究较多的是铅(Pb)、镉(Cd)、铜(Cu)等[2]。
Pb是危害植物生长发育和危害人体健康的有毒元素，是毒性最强的重金属元素之一。
传统认为铅污染始于19世纪的工业革命时期，其实早在4000多年前的欧洲罗马和中古时期[3]，中国早在青铜器时代(最早始于3000B.C.) [4]北半球就有了严重铅污染，主要来源于高污染铜冶炼的原始排放。
铅胁迫对小麦生长发育的影响
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2. 1. 3 对小麦根冠比的影响。植物的根系是植物体吸收养 分和水分的主要器官。植物体与环境之间的物质交换很大 程度上是通过根系来完成的。因此 ,作物根系的粗壮发达、
摘要 [目的 ] 探讨铅胁迫对小麦生长发育的影响。 [方法 ] 采用盆栽试验 ,研究了不同浓度的铅胁迫对 2个小麦品种 (宁春 13号和宁 春 4 号 )生长发育的影响 。[结果 ] 随外源铅浓度的增加 , 2 个小麦品种的株高均呈下降趋势 ;在低浓度铅 (小于 200 mg /kg)处理下 , 2个 小麦品种的鲜、干重均随铅浓度的增加而呈增加趋势 ,而当铅浓度超过 200 mg /kg时整体上均呈下降趋势 ;在相同施肥水平条件下 ,受铅 胁迫的 2个小麦品种根冠比均小于不施铅水平 ,且在铅胁迫条件下宁春 13 号的抗逆性略优于宁春 4号 ;在铅胁迫环境下 ,较高浓度 (200 ～800 mg /kg)的铅胁迫使 2 个小麦品种的生理生化活性严重受阻 ,从而影响了对氮 、磷和钾的积累。[结论 ] 为对受铅污染的农田采取 合理的栽培调控措施提供了理论依据 。 关键词 铅;小麦 ;生长发育 ;养分 中图分类号 S512. 1 文献标识码 A 文章编号 0517 - 6611 ( 2010 ) 36 - 20576 - 03
安徽农业科学 , Jou rnal of Anhui Agri. Sci. 2010, 38 (36) : 20576 - 20578
责任编辑 乔利利 责任校对 李岩
铅胁迫对小麦生长发育的影响
杨生龙 康建宏 吴宏亮 1 ,
铜胁迫对小麦种子萌发的影响
（ 大 连 民族 学院 环境 与资 源学 院 ， 辽宁 大 连 采用培养皿 滤纸发芽法 ， 研究铜胁迫对种 子发 芽的影 响。结果表 明： 低浓度铜胁迫可促进小麦种子
发芽 ， 短 时间内高浓度 铜胁 迫可促进小麦 的发芽 ， 但 随着时间 的增加 ， 小麦的发芽最终受到抑制 ； 细胞表面存在抵抗机制 ， 可在
Ｅｆ ｆｅ ｃ ｔ ｏ ｆ Ｃｏ ｐ ｐ ｅ ｒ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｎ Ｗ ｈ ｅ ａ ｔ Ｓ ｅ ｅ ｄ Ｇｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
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天 津农业科 学 扎删 ｉ ｎ Ａ ｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ
重金属污染的生态毒理效应
重金属污染的生态毒理效应重金属因其具有毒性、持久性和积累性，被认为是一类重要的环境污染物。
它们会被大气、水体、土壤等载体传播，对生态系统和人类健康产生严重影响，其中生态毒理效应尤其引人关注。
本文主要讨论重金属污染的生态毒理效应，包括对生物多样性、生物生长和生殖能力、生物化学物质代谢等方面的影响。
一、对生物多样性的影响重金属污染会影响生态系统中的生物多样性。
研究表明，重金属可以抑制植物的生长和发育，减少植物数量和物种多样性。
例如，铅和镉等重金属会影响植物的光合作用和氮代谢，导致植物生长缓慢、矮化、叶面积减小等生长异常。
同时，重金属也会影响植物的营养吸收和分配，使得植物体内营养失衡，引起疾病的发生和扩散。
这些因素导致植物减少，物种多样性下降。
此外，重金属污染还会对土壤中微生物数量和多样性产生影响。
微生物是土壤中最小的生物之一，它们在碳、氮、磷等元素循环中发挥着重要的作用。
研究表明，重金属污染会导致微生物丰度和多样性减少，增强土壤微生物对重金属的抵抗能力，同时也增加了微生物对其他有机污染物的腐解能力，从而给生态系统带来负面影响。
二、对生物生长和生殖能力的影响重金属的毒性特性使其可以通过口、鳃、皮肤等途径进入水生生物体内，对生物的生长和生殖能力产生不良影响。
例如，镉在水中的存在会阻碍鱼类的生长和发育，导致身体形态畸形、生长缓慢等症状。
铅和汞等重金属也会影响鱼类的生殖能力，使其繁殖的数量、质量和孵化率下降。
类似的现象也有可能出现在陆地生物中。
重金属污染会阻碍动物的生长发育，导致生物体内代谢功能紊乱和生理结构损伤。
这种情况下，如果大量的重金属在生物体内积聚，必定会引起范围更广泛的生态环境问题。
三、对生物化学物质代谢的影响生物体内的一些代谢过程是受到内源性蛋白如酶和其他分子的调节。
重金属污染通过干扰内源性酶和其他分子的正常功能从而影响代谢，并导致細胞壁破裂或细胞膜通透性改变，从而给生物体带来危害。
如，镉可以干扰Ca2+的生理代谢，降低细胞免疫力；铅会干扰DNA的合成，引发癌症和其他慢性疾病；铜等重金属剂量增加会导致氧化还原反应的失衡，对生物体产生毒性影响等等。
关于铅胁迫对种子萌发的影响研究论文摘要
铅胁迫对种子萌发的影响研究种子萌发（seed germination）是种子的胚从相对静止状态变为生理活跃状态，并长成营自养生活的幼苗的过程。
生产上往往以幼苗出土为结束。
种子萌发的前提是种子具有生活力，解除了休眠，部分植物的种子还需完成后熟过程。
重金属铅Pb(Ⅱ)胁迫对萝卜种子萌发及幼苗叶绿素合成影响的研究[1]∙ 【摘要】为了更好地认识重金属铅对植物种子萌发及幼苗生长发育的影响,以常见的萝卜种子作为材料,研究了不同浓度的Pb2+对萝卜种子萌发、幼苗根长及叶绿素含量的变化。
结果表明,Pb2+浓度变化并不影响萝卜种子萌发率,但随着浓度的增加,对幼苗的形态、根长、根毛的产生及叶绿素的含量均有一定程度的抑制作用。
铅胁迫对牛蒡种子萌发及幼苗生长的影响[2]∙ 【摘要】以牛蒡为试材,研究浓度为0、50、150、300、600、800、1 000mg/L的铅(Pb)溶液对牛蒡种子萌发和幼苗生长的影响。
结果表明:Pb溶液浓度为150mg/L时发芽率最高,50、150mg/L低浓度Pb溶液对牛蒡种子的萌发具有促进效应,当Pb溶液浓度大于150mg/L时则表现出递增抑制效应;不同浓度Pb胁迫下,牛蒡种子的发芽势、发芽指数和活力指数以及幼苗鲜重均表现出先升高后降低的趋势,且除幼苗鲜重外均在Pb2+浓度150mg/L时出现峰值;幼苗根长和芽长在Pb2+不同浓度胁迫下同样呈现出先增加后减小的趋势,其中幼苗根长和芽长分别在Pb2+浓度为50、150mg/L时出现峰值;幼苗叶片丙二醛和叶绿素含量随Pb2+浓度增加表现出持续升高趋势;幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性均表现出随Pb2+浓度增加先升高后降低的趋势,但二者活性在较高浓度Pb胁迫(>600mg/L)时仍能保持较高水平。
试验结果表明,低浓度Pb处理对牛蒡种子萌发和幼苗生长具有一定促进效应,高浓度Pb 则对其产生抑制作用,但高浓度Pb胁迫下牛蒡种子仍具有较高的萌发率,幼苗也可以正常生长,SOD、POD保持较高活性。
重金属铅铜离子对小麦种子萌发及幼苗生长的影响
重金属铅铜离子对小麦种子萌发及幼苗生长的影响摘要：以安徽冬小麦为材料，研究了重金属Pb,cu对小麦种子萌发和幼苗生长的影响。
研究了不同浓度的铅，铜及其混合液对小麦发芽率，淀粉酶活力和过氧化氢酶活力影响，结果表明，低浓度铅和铜可促进小麦种子的萌发，高浓度铅和铜则抑制种子萌发;。
一淀粉酶的活性随着铅和铜浓度的升高显著降低;过氧化氢酶活性随着铅，铜浓度的升高而降低。
关键字：重金属，发芽率，毒害作用，近年来，由于随着工业的发展和社会的进步以及农田污灌等人类活动，重金属经各种途径进入土壤并积累，己成为土壤污染的一个重要方面。
重金属污染物一旦进入土壤很难被排除，而且植物通过根系从土壤中吸收并富集重金属，积累的重金属再通过在作物富集进入食物链，最终威胁人类的健康, 铅和汞是土壤中主要的重金属污染元素，而且不是作物生长发育的必需元素，它们对植物有严重的积累性危害。
大量的铅、汞污染物进入土壤后，不但严重影响作物的产量和质量，还可通过食物链影响人体健康[1]。
小麦是我国重要的粮食作物，而越来越严重的土壤污染己造成小麦的严重减产，同时小麦对重金属离子的富集作用也对人体造成危害。
本试验以安徽农大种植的主要小麦品种为研究对象，研究其在不同浓度的重金属铅和汞污染下的发芽率、发芽势、苗长以及发芽后幼苗成长，以期进一步了解重金属污染对小麦的毒害作用[2]。
1 材料与方法1.1材料与仪器安农主要小麦品种，发芽皿，恒温干燥箱，直尺1.2实验方法与测定项目1.2.1种子的消毒与催苗选取饱满、均匀一致的小麦种子，用5%次氯酸钠溶液消毒灭菌20 min，再用去离子水冲洗7次。
将已消毒的小麦种子用温的蒸馏水浸泡24 h 催芽后，将小麦种子整齐的排列在培养皿，每皿100粒。
1.2.2染毒处理将重金属Pb , Cu按照离子(Pbw ,配制成质量浓度5,10,15,20,50,100mg/L的6个剂量组，对小麦进行染毒处理，每处理5个重复，每2d处理一次，每次每杯10 mL ,对照组用去离子水培养，中间每处理加5 mL的完全培养液，放于自然光照下培养。
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摘要：通过种子萌发试验，研究了不同浓度的Pb 2+和Cu 2+对小麦种子萌发、幼苗生长以及对小麦α-淀粉酶活性的生态毒理效应。
结果表明：Pb 2+在低浓度下(＜0.5mg ·L -1)对小麦种子萌发、幼苗和根的生长有促进作用，但随着Pb 2+浓度的增大，此促进作用转变为抑制作用；Cu 2+(＞5mg ·L -1)对小麦种子萌发过程中的各项指标皆为抑制作用；Pb 2+、Cu 2+胁迫对小麦α-淀粉酶活性存在低浓度激活和高浓度抑制的效应，且浓度越高，抑制作用越强；Cu 2+对小麦种子萌发各项指标的抑制率大于Pb 2+，Pb 2+、Cu 2+对小麦根生长的毒害作用大于对地上部的影响。
关键词：Pb 2+；Cu 2+；小麦；种子萌发；生态毒理效应中图分类号：X173;S181文献标识码：AEcotoxicological Effects of Lead and Copper on Seed Germination of WheatSHI Wei-wei 1,2,XI Tao 2,JIN Hai-yan 2,3,ZHI Yue-e 2,LUO Da-min 1,ZHOU Pei 2(1.School of Life Science,Xiamen University,Xiamen 361005,China;2.Key Laboratory of Urban Agriculture (South),Ministry of Agriculture,Shanghai Jiaotong University,Shanghai 200240,China;3.School of Life Science,Liaoning Normal University,Dalian 116029,China)Abstract:By seed germination experiments,We studied ecotoxicological effects of Pb 2+,Cu 2+on the seed germination,seedling growth and α-amylase activity of wheat.The results showed that the seed germination and seedling growth of wheat could be promoted at low concentrations of Pb 2+(under 0.5mg ·L -1),while they would be inhibited when the concentration of Pb 2+was high;Cu 2+in high concentrations (above 5mg ·L -1)could reduce the germination rate,the seedling growth and vigor markedly;the activity of α-amylase could be enhanced at low concentrations of Pb 2+or Cu 2+but be inhibited at high concentrations,and the injury became severer with the increase of concentration;the inhibition of Cu 2+on seedling growth indices of wheat were larger than that of Pb 2+,the stress effects of Pb 2+or Cu 2+was stronger on seed germination than seedling growth.Key words:Pb 2+;Cu 2+;wheat;seed germination;ecotoxicological effect文章编号：1671-9964(2009)03-0196-04铅铜离子胁迫对小麦种子萌发的生态毒理效应时唯伟1,2，奚涛2，金海燕2,3，支月娥2，罗大民1，周培2(1.厦门大学生命科学学院，厦门361005；2.上海交通大学农业部都市农业（南方）重点实验室，上海200240；3.辽宁师范大学生命科学学院，大连116029)随着人类的工业化、一系列金属矿床的开采和冶炼、污灌及使用淤泥，重金属对土壤的污染已经成为一个越来越严重的问题。
据统计，我国耕地因重金属而造成污染的面积接近2000万hm 2，约占总耕地面积的1/5[1]。
小麦是我国主要粮食作物之一，土壤受到重金属的污染对小麦出苗和生长构成严重威胁，降低了小麦的产量和品质。
铅（Pb ）是一种有毒的重金属。
过量的Pb 不仅阻碍植物生长发育，降低产量和质量，还可通过食物链的富集严重损害人的神经、消化、免疫和生殖系统[2]。
铜(Cu)是植物生长必需的微量元素之一，但Cu 含量过高会影响植物的生长，造成人畜及其它生物发生铜慢性中毒[3]。
不少人研究了重金属对农作物体内生理指标的影响，以及重金属在土壤中的化学行为[4,5]。
种子萌发时收稿日期：2008-11-21基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）项目（2007AA10Z441）；上海市科委项目（07DZ12055）；上海市科委项目（07JC14025）作者简介：时唯伟（1981-），女，硕士生；罗大民和周培为本文通讯作者：E-mail:weiweishisj@ ；zhoupei@.上海交通大学学报(农业科学版)JOURNAL OF SHANGHAI JIAOTONG UNIVERSITY (AGRICULTURAL SCIENCE)Vol．27No．3Jun ．2009第27卷第3期2009年6月第3期表1Pb 2+和C u 2+对小麦种子萌发的影响Table 1Effects of Pb 2+and Cu 2+on germination of wheat seedsPb 2+Cu 2+Pb 2+Cu 2+00.598.0% ± 0.0295.7% ± 0.0473.15 ± 1.4872.38 ± 0.73597.0% ± 0.0094.0% ± 0.0173.26 ± 0.2670.65 ± 2.791096.0% ± 0.0289.7% ± 0.0471.56 ± 1.4667.96 ± 2.99**5093.7% ± 0.0284.0% ± 0.05**70.70 ± 1.55*63.35 ± 2.24**10091.7% ± 0.0180.7% ± 0.03**69.97 ± 0.59**61.33 ± 1.17**/ mg·L -1/%95.0% ± 0.0373.47 ± 1.69期的生长状况直接影响作物以后的生长，因此，研究种子在萌发阶段受重金属污染的影响显得更为重要。
本文以小麦种子为材料，采用溶液培养的方法，通过观察Pb 2+、Cu 2+在不同浓度下对小麦萌发、根系发育、幼苗生长和α-淀粉酶活性的影响，研究了小麦在不同环境下的萌发及生长发育特性，为农业生产上早期预防Pb 、Cu 对农作物幼苗生长的有害效应及合理规划农业生产，制定农业生态环境保护对策提供科学依据。
1材料和方法1.1实验材料小麦品种扬麦10号（YM10）购于上海闵行种于公司，试剂Pb(NO 3)2和CuSO 4·5H 2O ，均为分析纯，产自国药集团化学试剂有限公司。
1.2试验方法1.2.1种子萌发实验挑选籽粒饱满、大小均一的小麦种子，用1%的次氯酸钠溶液消毒20min ，用蒸馏水冲洗数次后，整齐排列在铺有滤纸的培养皿中，每皿100粒，分别加入Pb 2+和Cu 2+浓度为0.5、5、10、50和100mg ·L -1的Pb(NO 3)2和CuSO 4·5H 2O 溶液，每个浓度设3次重复，并用去离子水培养的种子作为阴性对照。
在光照培养箱中恒温培养（温度为25±1℃，光照时间为12h ·d -1），每天加适量的试验溶液以保持滤纸湿润。
1.2.2测试方法在种子培养的第3天开始记录每天的发芽数（以长出胚芽为萌发的标准），到第5天试验结束时，统计发芽率。
并在每种试剂浓度中随机选取20株苗测量芽长，最长根的长度及20株根和芽的总鲜重，然后测定干重（先在100℃下烘干2h ，然后在75℃下持续烘干12h ）。
发芽率（GR ）=∑Gt/T ×100%；发芽指数(GI)=∑Gt/Dt （Gt 为在第t 日的发芽数，Dt 为相应的发芽天数，T 为种子总数）。
α-淀粉酶活力测定采用3,5-二硝基水杨酸法[6]。
称取发芽小麦种子l g ，加2mL 蒸馏水研磨成匀浆状，用6mL 蒸馏水分次将残渣洗入离心管，室温下放置l5~20min ，每隔数分钟搅动几次，98N 离心10min 后，收集上清液，定容至100mL 。
取上清液l mL 于70℃中水浴l5min ，灭活β-淀粉酶，然后加入l mL l%的淀粉溶液，在40℃水浴中准确保温5min 。
然后迅速加入2mL 3,5-二硝基水杨酸终止反应。
取出后沸水浴中煮沸5min ，然后流水冷却，定容至20mL ，于540nm 处比色，记录OD 值。
根据吸光值大小计算α-淀粉酶的活性，活力单位按1g 植物材料1min 水解淀粉产生的麦芽糖量（mg ）计算。
1.2.3数据分析所得数据用SPSS 12.0软件包进行相关分析。
2结果与分析2.1发芽率和发芽指数在Pb 2+和Cu 2+的胁迫下，小麦种子的萌发反应不同（表1）。
具体表现为低浓度Pb 2+（＜0.5mg ·L -1）、Cu 2+（＜5mg ·L -1）胁迫，对小麦种子发芽率有促进作用，平均高出对照0.7%~3%；高浓度的Pb 2+、Cu 2+对种子发芽率有抑制作用，且随着浓度的增加，抑制作用明显，其中小麦在100mg ·L -1Cu 2+胁迫下，发芽率最低，与对照相比达到极显著水平（P ＜0.01），而高浓度Pb 2+对小麦发芽率抑制作用不显著。
从发芽指数来看，随着Pb 2+、Cu 2+浓度的增大，小麦的发芽指数不断下降，Pb 2+浓度为50mg ·L -1时，发芽指数与对照相比达到显著水平（P ＜0.05），而Cu 2+浓度为10mg ·L -1时，与对照相比已达到极显著水平注：*和**分别表示在0.05和0.01水平下显著，下同；Note:*and **mean difference significant at 0.05and 0.01levels,respectively.The same below.时唯伟，等:铅铜离子胁迫对小麦种子萌发的生态毒理效应197上海交通大学学报(农业科学版)第28卷表2Pb 2+和C u 2+对小麦幼苗伸长生长的影响Table 2Effects of Pb 2+and Cu 2+on the length of wheat seedlingsPb 2+Cu 2+Pb 2+Cu 2+00.57.01 ± 1.86 5.44 ± 0.06** 5.23 ± 0.17 3.52 ± 0.40**5 6.53 ± 0.16 3.66 ± 0.27** 4.80 ± 0.60 3.25 ± 0.19**10 4.33 ± 0.41** 3.25 ± 0.76** 5.21 ± 0.63 3.41 ± 0.83**50 3.58 ± 0.51** 3.67 ± 0.20** 3.96 ± 0.41* 3.28 ± 0.16**1002.68 ± 0.16**3.24 ± 0.06**3.08 ± 0.44**2.56 ± 0.39**/ mg·L -1/cm/cm7.40 ± 0.325.00 ± 0.62（P ＜0.01）。