土壤重金屬對(duì)白菜種子發(fā)芽與根伸長(zhǎng)抑制的生態(tài)毒性效應(yīng)

□王建英

目前，主要有3種實(shí)驗(yàn)方法可以運(yùn)用到高等植物毒理試驗(yàn)之中，這三種方法分別為，種子發(fā)芽試驗(yàn)、根生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)以及早期植物幼苗生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)。在最早的階段，這些試驗(yàn)方法主要的用途是用于對(duì)純化學(xué)品的毒性進(jìn)行檢驗(yàn)，隨著生態(tài)環(huán)境污染的惡化，以及對(duì)土壤污染生態(tài)毒理學(xué)評(píng)價(jià)需求的增加，這三種試驗(yàn)方法已經(jīng)運(yùn)用到了廢物傾倒點(diǎn)和土壤的生態(tài)污染現(xiàn)場(chǎng)等地方。

文章選擇在我國最為常見的四種土壤（紅壤、暗棕壤、草甸棕壤以及栗鈣土），進(jìn)行銅、鉛、鎘、鋅四種重金屬對(duì)白菜種子發(fā)芽與根伸長(zhǎng)抑制的研究。通過對(duì)植物種子的發(fā)芽以及根伸長(zhǎng)的觀察，從而確定在四種不同的土壤中四種重金屬的生態(tài)毒性和生物可利用性，從而為篩選土壤污染指標(biāo)提供科學(xué)的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選用CuSO4·5H2O、ZnSO4·7H2O、Pb（NO3)2、CdCl2·2.5H2O四種化學(xué)試劑。

在植物受控環(huán)境生長(zhǎng)箱中使用玻璃培養(yǎng)皿、無灰定性濾紙、石英砂等材料。

在選用供試土壤時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用0~20cm的表層土。共采用四種土壤分別為紅壤、暗棕壤、草甸棕壤、栗鈣土，白菜種子采自于山東德州農(nóng)業(yè)科學(xué)院種子公司。

1.2 試驗(yàn)方法

將50g風(fēng)干的土壤置于玻璃培養(yǎng)皿中，再將以幾何級(jí)數(shù)配置的重金屬溶液加入培養(yǎng)皿中，同時(shí)采用離子水對(duì)土壤的含水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，之后將培養(yǎng)皿置于恒溫箱中48h，再用醫(yī)用鑷子將白菜種子播種在土壤中，蓋好玻璃培養(yǎng)皿，置于恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)55h。當(dāng)對(duì)照組的種子發(fā)芽達(dá)到90%，根的長(zhǎng)度達(dá)到了20mm時(shí)，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并結(jié)束初步試驗(yàn)。并在確定種子發(fā)芽和根的伸長(zhǎng)抑制率在IC10%~50%的濃度之間后，方可進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)步驟。

在進(jìn)行此步實(shí)驗(yàn)之前，應(yīng)當(dāng)先準(zhǔn)備6種不同濃度的培養(yǎng)皿，每個(gè)放置15粒種子，在相同的溫度以及濕度的條件下進(jìn)行發(fā)芽和根伸長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)在對(duì)照組種子的發(fā)芽率達(dá)到65%以上，并且根伸長(zhǎng)達(dá)到了20mm時(shí)停止。對(duì)各濃度土壤中種子的發(fā)芽率以及根伸長(zhǎng)長(zhǎng)度進(jìn)行比較，并取平均值以及標(biāo)準(zhǔn)偏差。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定時(shí)，應(yīng)當(dāng)通過將種子在重金屬濃度不同的土壤環(huán)境中的生長(zhǎng)情況與對(duì)照組對(duì)比。

2 試驗(yàn)結(jié)果和討論

通過選擇盛有草甸棕壤的培養(yǎng)皿進(jìn)行觀察和對(duì)比，從而比較銅、鉛、鎘、鋅等單一污染源對(duì)白菜種子發(fā)芽和根伸長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)銅、鉛、鎘、鋅對(duì)于發(fā)芽的抑制程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)輕于對(duì)根伸長(zhǎng)的抑制程度。這個(gè)結(jié)果與土壤重金屬對(duì)小麥種子根伸長(zhǎng)抑制的效果基本相同。

對(duì)重金屬濃度對(duì)根伸長(zhǎng)的抑制率進(jìn)行分析時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)白菜根伸長(zhǎng)的抑制率與土壤中重金屬的濃度呈線性關(guān)系，按照土壤類型和根伸長(zhǎng)抑制率的線性斜率的關(guān)系可以得出：紅壤＞草甸棕壤＞栗鈣土＞暗棕壤。

結(jié)束語

以白菜種子發(fā)芽與根伸長(zhǎng)抑制率的方式對(duì)土壤污染生態(tài)毒理效應(yīng)進(jìn)行研究，是衡量土壤的質(zhì)量的重要方法。

文章通過選擇四種類型的土壤進(jìn)行銅、鉛、鎘、鋅四種重金屬對(duì)于白菜種子和根伸長(zhǎng)抑制的研究，并通過采用參照物的方式，可以對(duì)根伸長(zhǎng)受抑制的程度與土壤的性質(zhì)和重金屬污染的程度進(jìn)行有效的比較，從而確定土壤重金屬對(duì)白菜種子發(fā)芽與根伸長(zhǎng)抑制之間的關(guān)系。

[1]儲(chǔ)彬彬,羅立強(qiáng).鉛鋅礦區(qū)土壤重金屬的EDXRF分析[J].光譜學(xué)與光譜分析,2010,30(3):825-828.DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2010)03-0825-04.

[2]鄔登巍,吳昀昭,馬宏瑞等.基于中紅外漫反射光譜的土壤重金屬元素含量預(yù)測(cè)研究[J].光譜學(xué)與光譜分析,2010,30(6):1498-1502.

[3]章煒,張玉鈞,陳東等.內(nèi)標(biāo)法在土壤重金屬鎳元素X熒光分析中的應(yīng)用研究[J].光譜學(xué)與光譜分析,2012,32(4):1123-1126.

[4]向壘,莫測(cè)輝,盧錫洪等.納米氧化銅對(duì)白菜種子發(fā)芽的毒害作用研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2011,30(9):1830-1835.

[5]楊麗云,陳翠,湯王外等.藥用植物巖白菜種子發(fā)芽特性研究[J].種子,2010,29(12):81-82,86.DOI:10.3969/j.issn.1001-4705.2010.12.024.

[6]申榮艷,鄭正,趙興青等.長(zhǎng)三角地區(qū)城市污泥施入土壤對(duì)白菜種子發(fā)芽和根伸長(zhǎng)的影響[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,39(18):43-45,47.