鉛對紅小豆種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

摘 要：研究了鉛對紅小豆種子的發(fā)芽率與發(fā)芽勢、幼苗的株高與根長、鮮重和干重、葉片的葉綠素含量等指標(biāo)的影響，并分析了鉛對各項指標(biāo)的影響大小。結(jié)果表明：紅小豆種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢及幼苗的株高與根長、鮮重與干重、葉片的葉綠素含量與鉛處理的濃度變化均為顯著的高度負(fù)相關(guān)關(guān)系；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，對干重的影響大于鮮重，對葉綠素a的影響大于葉綠素b。

關(guān)鍵詞：鉛；紅小豆；種子萌發(fā)；幼苗生長

中圖分類號 S521 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）22-24-02

鉛是一種重金屬，其毒性很大。當(dāng)鉛被動進(jìn)入植物的根、莖、葉后，就會積累，影響植物的生長發(fā)育。隨著工業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，重金屬污染越來越嚴(yán)重。大量研究表明，重金屬在植物體內(nèi)積累到一定數(shù)量時，就會影響植物對營養(yǎng)元素的吸收、蒸騰作用、光合作用、呼吸作用等正常生理活動，改變植物細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)，對植物造成傷害甚至引起植物死亡[1-2]。近年來，有關(guān)鉛脅迫對種子萌發(fā)與幼苗生理生化變化的研究在谷類作物和蔬菜方面較多，但有關(guān)鉛脅迫對紅小豆種子萌發(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)一步研究鉛脅迫對紅小豆種子萌發(fā)和幼苗生長的毒害機(jī)理和預(yù)防紅小豆早期鉛傷害提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 供試紅小豆種子購自種子公司，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）、10mg/L、50mg/L、100mg/L、200mg/L

5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，大小一致的種子，用0.5%的KMnO4消毒10min，用蒸餾水反復(fù)沖洗后浸泡24h。然后按每個處理重復(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)，培養(yǎng)期間每天向培養(yǎng)皿補加相應(yīng)濃度的鉛溶液，保持種子潤濕，每天觀察記載出苗和生長情況。

1.2.3 測定指標(biāo) （1）發(fā)芽率與發(fā)芽勢的測定[3]：在種子萌發(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，測定植株高度、根長、幼苗的鮮重、干重、葉綠素含量。其中，葉綠素含量的測定采用丙酮提取法[4-5]。

2 結(jié)果與分析

2.1 鉛對紅小豆種子萌發(fā)的影響 發(fā)芽勢和發(fā)芽率是種子活力的重要指標(biāo)，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。

從圖1可以看出，不同濃度的鉛處理對紅小豆種子的萌發(fā)有一定的影響，隨著鉛處理濃度的提高，紅小豆種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢都呈下降趨勢。在低濃度的鉛處理下，對紅小豆種子萌發(fā)的影響不明顯，但隨著鉛處理濃度的提高，鉛對紅小豆種子萌發(fā)的抑制作用明顯增強，與對照相比，當(dāng)鉛處理濃度為200mg/L時，紅小豆種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢僅為對照的69.7%和64.3%。相關(guān)分析結(jié)果表明，鉛處理濃度的變化與紅小豆種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢呈高度負(fù)相關(guān)，并且鉛處理濃度的提高對發(fā)芽勢的影響比發(fā)芽率大。多重比較結(jié)果表明，鉛處理濃度為10mg/L、50mg/L時，發(fā)芽率和發(fā)芽勢與對照差異不顯著；處理濃度為200mg/L時，種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢顯著低于對照和低濃度處理。

2.2 鉛對紅小豆幼苗的株高和根長的影響 從圖2可以看出，不同濃度的鉛處理下，紅小豆幼苗的株高和根長都有一定程度的下降。在低濃度（10mg/L）的鉛處理下，株高和根長雖有下降，但不明顯，統(tǒng)計分析結(jié)果顯示，低濃度處理下的株高和根長與對照沒有顯著差異。但隨著鉛處理濃度的增加，對紅小豆幼苗植株的生長抑制作用逐漸加大，其幼苗的株高和根長逐漸縮短。統(tǒng)計分析結(jié)果表明，當(dāng)鉛處理濃度為200mg/L時，紅小豆幼苗的株高和根長均顯著低于對照。

相關(guān)分析表明，鉛處理濃度的變化與紅小豆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-0.9787**和

-0.9801**，鉛對紅小豆根長的抑制作用比對株高的抑制作用大。

2.3 鉛對紅小豆幼苗鮮重和干重的影響 從圖3可以看出，鉛對紅小豆幼苗的鮮重和干重有一定的影響，低濃度鉛處理對紅小豆幼苗的影響不明顯，隨著鉛處理濃度的增加，其影響越來越大。多重比較結(jié)果顯示，當(dāng)鉛處理濃度為200mg/L時，紅小豆幼苗的鮮重和干重都顯著低于對照，分別只有對照的54.6%和46.8%。相關(guān)分析表明，鉛處理濃度的變化與紅小豆幼苗的鮮重和干重呈高度負(fù)相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)分別為-0.9151**和-0.9526**，鉛對紅小豆幼苗干重的影響大于對鮮重的影響，這可能是由于鉛的積累抑制了酶的活性，影響了有機(jī)物合成及干物質(zhì)的積累。

2.4 鉛對紅小豆幼苗葉片葉綠素含量的影響 葉綠素是植物重要的生理指標(biāo)，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。葉綠素含量反映了植物進(jìn)行光合作用的能力強弱和植物將無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的能力。從圖4可以看出，鉛處理的濃度變化對紅小豆幼苗葉片的葉綠素含量有一定的影響，隨著鉛處理濃度的增加，葉綠素a、葉綠素b的含量都隨之下降。相關(guān)分析表明，鉛處理濃度的變化與葉綠素a、葉綠素b的含量均呈高度負(fù)相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)分別為-0.9767**、-0.9683**，鉛濃度的變化對葉綠素a的含量影響較大。

3 結(jié)論

研究表明，鉛對紅小豆種子萌發(fā)及幼苗生長有一定的影響，隨著鉛處理濃度的增加，其影響逐漸加大。

紅小豆種子的發(fā)芽率與發(fā)芽勢、幼苗的株高與根長、鮮重與干重、葉片的葉綠素含量均與鉛處理濃度呈高度負(fù)相關(guān)。

鉛對紅小豆種子發(fā)芽勢的影響比發(fā)芽率大，對根長的影響比株高大，對幼苗干重的影響比鮮重大，對葉綠素的a影響比葉綠素b大。

參考文獻(xiàn)

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[2]張正潔，李東紅，許增貴. 我國鉛污染現(xiàn)狀、原因及對策[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2005，31（4）：41-42.

[3]虎瑞，蘇雪，唐潔娟，等.重金屬Pb（Ⅱ）對蘿卜種子萌發(fā)及幼苗生長的影響[J].種子，2009，28（9）：7-15.

[4]張志良，瞿偉菁.植物生理實驗指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，1994.

[5]李合生，孫群，趙世杰，等.植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2000. （責(zé)編：施婷婷）