低濃度鉻對(duì)生菜種子萌發(fā)及幼苗的影響

艾天成，陳春

（長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖北 荊州 434025）

低濃度鉻對(duì)生菜種子萌發(fā)及幼苗的影響

艾天成，陳春

（長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖北 荊州 434025）

[目的]探討低濃度Cr6+對(duì)生菜種子萌發(fā)及幼苗生長的影響。[方法]采用0、5、10、20、30、40 mg/L的Cr6+溶液進(jìn)行生菜種子發(fā)芽試驗(yàn)。[結(jié)果]Cr6+對(duì)生菜種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)影響不大、對(duì)發(fā)芽率影響極顯著；活力指數(shù)隨Cr6+濃度的增加而下降，Cr6+為20 mg/L影響顯著，為40 mg/L影響極顯著；Cr6+顯著抑制苗長和根長，濃度越高影響越大；Cr6+≥5 mg/L顯著降低生菜種子的成苗率。[結(jié)論]在該研究濃度下，不利于生菜種子的萌發(fā)和幼苗的生長。

生菜種子；Cr6+脅迫；萌發(fā)；苗長；根長

鉻是廣泛存在于自然界的一種元素。巖石中的鉻由于風(fēng)化、火山爆發(fā)、風(fēng)暴、生物轉(zhuǎn)化等自然作用進(jìn)入土壤、大氣、水及生物體內(nèi)。土壤中鉻分布極廣，含量范圍很寬，在水體和大氣中鉻含量較少，動(dòng)植物體內(nèi)也含有微量鉻。由于鉻在工業(yè)上的應(yīng)用越來越多，如印染、電鍍、皮革、化工等行業(yè)排放的廢水廢渣都含有重金屬鉻，致使土壤、水體和生物造成不同程度的污染。鉻污染會(huì)嚴(yán)重阻礙作物幼苗發(fā)育，降低作物產(chǎn)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致植物死亡[1-4]。大量研究表明，鉻對(duì)蔬菜、農(nóng)作物、樹木等種子萌發(fā)的影響表現(xiàn)為，低濃度對(duì)種子萌發(fā)有促進(jìn)作用，高濃度具有抑制作用，但不同種子對(duì)鉻濃度反應(yīng)不同[5-15]。鉻對(duì)植物幼苗的影響也表現(xiàn)為低濃度促進(jìn)生長，高濃度抑制生長，也因植物種類不同促進(jìn)或抑制的濃度不同[16-20]。植物受重金屬鉻污染后，不僅嚴(yán)重影響其產(chǎn)量和品質(zhì)，而且會(huì)進(jìn)一步通過食物鏈進(jìn)入人體，危及人類健康[6，21]。筆者探討鉻對(duì)生菜種子發(fā)芽的影響，旨在為生菜生產(chǎn)、提高品質(zhì)、預(yù)測(cè)鉻污染提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

生菜種子，由青島裕豐農(nóng)業(yè)有限公司生產(chǎn)；K2Cr2O7，分析純。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)。用K2Cr2O7配制成100 mg/L Cr6+溶液作為母液。設(shè)0、5、10、20、30、40 mg/L 6個(gè)處理，4次重復(fù)。選取大小一致、籽粒飽滿的生菜種子置于鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，每皿50粒，加10 mL Cr6+溶液，蓋上蓋子，待種子發(fā)芽長到一定高度揭下蓋子，整個(gè)試驗(yàn)在20～25℃下進(jìn)行。

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定。種子發(fā)芽后測(cè)定發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率。

2 結(jié)果與分析

2.1 Cr6+對(duì)生菜種子發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率的影響

由表1可知，Cr6+對(duì)生菜種子發(fā)芽勢(shì)的影響不顯著，有低濃度增加、高濃度降低的大致趨勢(shì)，且規(guī)律不明顯；與對(duì)照比較，Cr6+對(duì)發(fā)芽率均有極顯著影響，但無規(guī)律可循。

2.2 Cr6+對(duì)生菜種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響

發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)可以反映出鉻對(duì)生菜萌發(fā)過程中的脅迫情況。由表2可知，Cr6+對(duì)生菜種子發(fā)芽指數(shù)影響不顯著；而對(duì)生菜種子活力指數(shù)的影響是隨著Cr6+濃度的增加活力指數(shù)逐漸降低，當(dāng)Cr6+濃度小于20 mg/L時(shí)活力指數(shù)沒有顯著差異；Cr6+為20～30 mg/L時(shí)，達(dá)到顯著水平；當(dāng)Cr6+濃度為40 mg/L時(shí)，影響達(dá)到極顯著水平，說明Cr6+的濃度越高對(duì)生菜種子的脅迫就越大。

2.3 Cr6+對(duì)生菜幼苗和幼根的影響

由表3可知，對(duì)苗長產(chǎn)生顯著影響的Cr6+濃度為10 mg/L，對(duì)苗長有極顯著影響的鉻Cr6+濃度為20 mg/L；而Cr6+濃度大于和等于5 mg/L對(duì)根長即產(chǎn)生極顯著影響，說明Cr6+對(duì)根的破壞作用大于芽。Cr6+的抑制作用還表現(xiàn)為根、莖明顯變短，幼苗生長減緩，根系萎縮腐爛，甚至不能形成幼根，幼苗不能直立，隨著Cr6+濃度的增加，表現(xiàn)更為嚴(yán)重。

2.4 Cr6+對(duì)生菜成苗率的影響

由表4可知，Cr6+對(duì)生菜種子成苗率有極顯著影響，隨著濃度的增加，成苗率逐漸降低。Cr6+為5 mg/L時(shí)，成苗率為48.0%，是對(duì)照的66.7%；當(dāng)Cr6+為20 mg/L時(shí)，成苗率只有28.8%，是對(duì)照的40.0%；Cr6+為40 mg/L時(shí)，不能成苗。

表1 Cr6+對(duì)生菜種子發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率的影響

表2 Cr6+對(duì)生菜種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響

表3 Cr6+對(duì)生菜幼苗苗長和根長的影響

表4 Cr6+對(duì)生菜成苗率的影響

3 結(jié)論與討論

（1）鉻是人體必需的微量元素，鉻缺乏時(shí)對(duì)人體健康會(huì)造成一些不良影響[6]。環(huán)境中的鉻超過一定濃度就會(huì)對(duì)人體和動(dòng)物產(chǎn)生嚴(yán)重危害。Cr6+對(duì)植物種子發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率的影響隨濃度的增大逐漸表現(xiàn)為抑制作用；對(duì)植物的芽與幼根的生長表現(xiàn)為低濃度有刺激作用而高濃度有抑制作用，高濃度的Cr6+嚴(yán)重阻礙作物幼苗發(fā)育，導(dǎo)致減產(chǎn)甚至植株死亡[7]；Cr6+對(duì)作物幼根生長的抑制作用大于對(duì)芽生長的抑制作用[9]。該研究的結(jié)果與以上的報(bào)道基本一致，Cr6+對(duì)生菜種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)影響不明顯，無規(guī)律或規(guī)律性不明顯；對(duì)發(fā)芽率的影響表現(xiàn)為顯著抑制；對(duì)活力指數(shù)、幼苗和幼根生長的影響顯著和極顯著，且對(duì)幼根的抑制作用大于幼苗。

（2）不同濃度Cr6+對(duì)生菜種子萌發(fā)的影響不同，不同萌發(fā)階段，Cr6+的脅迫反應(yīng)也不同。生菜種子對(duì)Cr6+的敏感度要高于作物種子。在萌發(fā)前7 d，Cr6+對(duì)生菜種子的發(fā)芽勢(shì)影響不顯著，對(duì)發(fā)芽率影響顯著。從生菜的幼苗和幼根生長狀況看，當(dāng)Cr6+濃度為5 mg/L時(shí)，對(duì)生菜幼苗高的影響不顯著，而對(duì)根生長有顯著抑制作用；隨著濃度的增加，對(duì)生菜幼苗和根的抑制作用越來越大，生菜的生長狀況越來越差，濃度越高，幼苗長和幼根長越短，抑制作用十分明顯。與對(duì)照比較，Cr6+大于或等于5 mg/L對(duì)成苗率有極顯著的影響。該研究由于Cr6+濃度最低為5 mg/L，沒有觀察到低濃度對(duì)生菜發(fā)芽和幼苗生長有促進(jìn)作用，有待進(jìn)一步研究。

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（責(zé)任編輯 張楊林）

鉻污染危害

鉻是人和動(dòng)物所必需的一種微量元素，軀體缺鉻可引起動(dòng)脈粥樣硬化癥。鉻對(duì)植物生長有刺激作用，可提高收獲量。但如含鉻過多，對(duì)人和動(dòng)植物都是有害的。

三價(jià)鉻和六價(jià)鉻對(duì)人體健康都有害，被懷疑有致癌作用。一般認(rèn)為六價(jià)鉻的毒性強(qiáng)，更易為人體吸收，而且可在體內(nèi)蓄積。

土壤中鉻過多時(shí)，會(huì)抑制有機(jī)物質(zhì)的硝化作用，并使鉻在植物體內(nèi)蓄積。據(jù)試驗(yàn)，水中含鉻濃度在1 mg/L時(shí)可刺激作物生長，1～10 mg/L時(shí)會(huì)使作物生長減緩，到100mg/L時(shí)則幾乎完全使作物停止生長，瀕于死亡。廢水中含有鉻化合物，能降低廢水生化處理效率。

Effect of Chromium with Low Concentrations on Seed Germination and Seedling of Lettuce

AI Tian-chenget al.

(Agricultural College of Yangtze University,Jingzhou,Hubei 434025)

[Objective]The aim was to discuss the seed germination and seedling growth under the low concentrations of Cr6+.[Method]An experiment of seed germination was conducted under the Cr6+concentration to be 0,5,10,20,30 and 40 mg/L.[Result]The change of Cr6+concentration had no significant effect on the germination potential and germination index of lettuce seeds,but it could significantly influence the germination rate of lettuce seeds;the vigor index of seed germination was significantly correlated with the Cr6+concentration,and which was declined with the increase of Cr6+concentration;the Cr6+stress on the seedling height and root length of lettuce was significantly increased with the increase of Cr6+concentration;the Cr6+was significantly influenced the survival rate of lettuce seedlings when its concentration was≥5 mg/L.[Conclusion]Cr6+with the content of 5～40 mg/L was disadvantage to the germination of lettuce seeds and seedling growth.

Lettuce seeds;Cr6+stress;Seed germination;Seedling height;Root length

S636

A

2095-0896（2014）08-001-03

艾天成（1958-），男，湖北仙桃人，教授，碩士生導(dǎo)師，從事土壤肥料方面的教學(xué)和研究工作，E-mail：619637248@qq.com。

2014-06-17