鉛對花生種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

摘要：采用沙培方法，研究鉛對花生種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢，幼苗的株高、根長，葉片的葉綠素含量和根系活力等指標(biāo)的影響，并分析了鉛對各項指標(biāo)影響的高低。結(jié)果表明：鉛對花生種子萌發(fā)及幼苗生長有一定影響，花生種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢，幼苗的株高、根長，葉片的葉綠素含量和根系活力與鉛處理的濃度變化均為顯著的高度負(fù)相關(guān)關(guān)系；在鉛抑制毒害方面，鉛對發(fā)芽勢的影響大于發(fā)芽率，對根長的影響大于株高，對葉綠素a的影響大于葉綠素b。

關(guān)鍵詞：鉛；花生；種子萌發(fā)；幼苗生長

中圖分類號 S565.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）17-24-03

鉛是植物非必需元素，是一種廣泛存在于生活環(huán)境中的重金屬，毒性很大。植物在發(fā)芽生長過程中，根系發(fā)育不但要從土壤中主動攝取營養(yǎng)物質(zhì)，同時也會被動吸收污染物質(zhì)使生長受到抑制，嚴(yán)重時可導(dǎo)致死亡[1-2]。隨著工業(yè)化、都市化的快速發(fā)展，工業(yè)“三廢”的排放及污水灌溉、空氣污染和化肥不合理使用等，使水體、土壤、空氣受到嚴(yán)重污染，也使自然及農(nóng)業(yè)環(huán)境中重金屬含量明顯增加，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成極大的危害[3]，也直接威脅到了人體的健康。近年來，有關(guān)鉛脅迫對種子萌發(fā)與幼苗生理生化的影響研究多集中在谷類作物和蔬菜方面，有關(guān)鉛脅迫對花生種子萌發(fā)和幼苗生理生化指標(biāo)間的作用大小報道較少，本研究對此進(jìn)行了探討，以期為進(jìn)一步研究鉛脅迫對花生種子萌發(fā)和幼苗生長的毒害機(jī)理和預(yù)防花生早期鉛傷害提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 供試材料為晉花4號的種子，所用Pb試劑為Pb（NO3）2。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計 試驗采用完全隨機(jī)設(shè)計，重復(fù)3次，藥劑濃度分為0mg/L（對照）、1mg/L、50mg/L、100mg/L、200mg/L、300mg/L共6個處理。試驗數(shù)據(jù)采用SPSS13.0、Excel統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行分析。

1.2.2 種子處理及發(fā)芽試驗 從供試材料中挑選顆粒飽滿、大小一致、完整無損的種子，用0.5%的KMnO4消毒10min，用蒸餾水反復(fù)沖洗后浸泡12h。然后按6個處理、重復(fù)3次的要求將挑選好的種子放入墊2層濾紙的培養(yǎng)皿中，每個培養(yǎng)皿中放30粒種子，并分別加入不同濃度的鉛溶液5mL，上面覆蓋一層濾紙，放到25℃的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)，每天向培養(yǎng)皿補加相應(yīng)濃度的鉛溶液，待種子發(fā)芽后再對其進(jìn)行沙培，每天觀察出苗和生長情況。

1.2.3 測定指標(biāo) （1）發(fā)芽率與發(fā)芽勢的測定[4]：在花生種子萌發(fā)3d時計算其發(fā)芽勢，在第7d的時候測其發(fā)芽率。

發(fā)芽勢（%）=（規(guī)定天數(shù)內(nèi)發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子總粒數(shù)）×100

發(fā)芽率（%）=（全部發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子總粒數(shù)）×100

（2）形態(tài)和生理指標(biāo)的測定：發(fā)芽試驗（第15d）結(jié)束后，從每個處理的各重復(fù)中隨機(jī)取10株，測定植株高度、根長、葉綠素含量、根系活力。其中，葉綠素含量的測定采用丙酮提取法[5-6]，根系活力的測定采用a-萘胺法[5-6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 鉛對花生種子萌發(fā)的影響 發(fā)芽率能近似地反映出苗率，發(fā)芽勢則可表明種子活力的高低，兩者可指示出苗的好壞[7]。從圖1可以看出，不同濃度鉛處理對花生種子的萌發(fā)有一定影響。低濃度的鉛（10mg/L）對花生種子的萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用，其發(fā)芽率和發(fā)芽勢與對照比較都有提高，但隨著鉛處理濃度的增加，鉛對花生種子萌發(fā)的抑制作用逐漸增強，其種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢均有降低。相關(guān)分析表明，鉛濃度的變化與發(fā)芽率、發(fā)芽勢均呈極顯著的高度負(fù)相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到了-0.961 7**、-0.979 8**。與對照相比較，當(dāng)鉛處理濃度為300mg/L時，花生種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢僅為對照的71.3%和67%。從相關(guān)分析也可以看出，鉛處理濃度的增加對種子的發(fā)芽勢影響比發(fā)芽率大。

2.2 鉛對花生幼苗的株高和根長的影響 從圖2可以看出，低濃度的鉛（10mg/L）對花生幼苗的株高和根長均有刺激作用，其株高和根長比對照都有較低程度的提高，但隨著鉛濃度的增加，對花生幼苗植株的生長抑制作用逐漸加大，使花生幼苗的株高和根長逐漸縮短。當(dāng)鉛處理濃度為300mg/L時，花生幼苗的株高和根長分別為對照的80%和75.3%。相關(guān)分析表明，鉛處理濃度的變化與花生幼苗的株高和根長為高度負(fù)相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)分別為-0.925 6**和-0.959 1**，同時，相關(guān)分析也表明鉛對根長的抑制作用比對株高的抑制作用大。這與王凱榮等[8]研究結(jié)果一致。

2.3 鉛對花生幼苗葉片葉綠素含量的影響 葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的主要色素，高等植物葉綠體中的葉綠素主要有葉綠素a和葉綠素b兩種。因此，葉綠素含量的多少也就反映了植物進(jìn)行光合作用的能力強弱，反映出植物將無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的同化能力。從圖3可看出，鉛處理的濃度變化對花生幼苗葉片的葉綠素含量有一定的影響。與對照比較，低濃度的鉛處理以后，花生幼苗葉片的葉綠素含量略有提高，但隨著鉛處理濃度的增加，葉綠素的總含量、葉綠素a、葉綠素b的含量都隨之下降，原因可能是由于鉛與相關(guān)酶作用，抑制葉綠素前體的合成，促進(jìn)葉綠素分解或直接破壞葉綠體結(jié)構(gòu)，從而降低葉綠素含量及組成[9]。相關(guān)分析表明，鉛處理濃度的變化與葉綠素a的含量、葉綠素b的含量、葉綠素總含量均呈高度負(fù)相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)分別為-0.879 7**、

-0.756 6*、-0.862 6**，從相關(guān)系數(shù)可以看出，鉛對葉綠素a和葉綠素b含量的影響有一定差異，鉛濃度的變化對葉綠素a含量的影響較大，說明葉綠素a對外界重金屬脅迫的變化更為敏感，因而對于重金屬而言，葉綠素a含量是比葉綠素總量更為理想的一個生理指標(biāo)[9]。

2.4 鉛對花生幼苗根系活力的影響 植物根系除了起固定作用外，還是活躍的吸收器官和合成器官，根系的生長情況和活力水平直接影響地上部的營養(yǎng)和生長狀況。從圖4可以看出，不同濃度的鉛處理對花生幼苗根系的影響不同，低濃度（10mg/L）鉛處理時，花生幼苗的根系活力比對照略有提高，但隨著鉛處理濃度的提高，花生幼苗的根系活力呈下降趨勢。與對照相比較，當(dāng)鉛處理濃度為300mg/L時，其根系活力只有對照的75.5%。相關(guān)分析表明，鉛處理濃度的變化與花生幼苗根系活力為高度負(fù)相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)為-0.934 0**。

3 結(jié)論

研究表明，鉛對花生種子萌發(fā)及幼苗生長有一定影響，與對照相比，低濃度下產(chǎn)生促進(jìn)作用，表現(xiàn)為激活效應(yīng)，而高濃度下則產(chǎn)生抑制作用，表現(xiàn)為毒害效應(yīng)，這與林偉等[10]的研究結(jié)果一致。且濃度越高，抑制作用越明顯。

花生種子的發(fā)芽率與發(fā)芽勢與鉛處理濃度為高度負(fù)相關(guān)關(guān)系，發(fā)芽率與發(fā)芽勢隨著鉛處理濃度的升高而下降，但鉛對發(fā)芽勢的影響比發(fā)芽率大?；ㄉ酌绲闹旮吲c根長與鉛處理濃度為高度負(fù)相關(guān)關(guān)系，株高與根長隨著鉛處理濃度的升高而下降，鉛對根長的影響比株高更明顯?；ㄉ酌绲娜~片葉綠素含量與鉛處理濃度為高度負(fù)相關(guān)關(guān)系，葉綠素a、葉綠素b的含量隨著鉛處理濃度的升高而下降，并且鉛對葉綠素a抑制作用大于葉綠素b。根系活力是衡量根系功能的重要指標(biāo)，花生幼苗的根系活力與鉛處理濃度（下轉(zhuǎn)97頁）（上接25頁）為高度負(fù)相關(guān)關(guān)系，根系活力隨著鉛處理濃度的升高而下降，其影響機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。

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（責(zé)編：徐世紅）