金屬汞脅迫和阿特拉津?qū)Σㄋ咕辗N子萌發(fā)生長的影響

樊若周 蘭江巍 楊 華 趙騰飛

（安康學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，陜西安康 725000）

阿特拉津是一種廣譜低毒除草劑，屬于三嗪類化合物，可用于防除闊葉雜草及部分禾本科雜草，其防除原理主要為抑制植物的光合作用[1]?；诖?，以波斯菊為材料，研究有機污染物阿特拉津與重金屬污染物汞對波斯菊種子萌發(fā)及生長的影響，為農(nóng)藥的植物降解研究提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 籽粒飽滿的波斯菊種子、農(nóng)藥阿特拉津（購自上海源葉生物，500 mL/瓶，濃度為1 000 μg/mL）、氯化汞、培養(yǎng)皿、濾紙。

1.2 試驗過程與方法 （1）2020年4月22日，準(zhǔn)備15個底層鋪有濾紙的培養(yǎng)皿，分為3組，每組5個，分別為阿特拉津組、汞污染物組和蒸餾水（對照）組。

（2）2020年4月22日，挑選450粒籽粒飽滿的波斯菊種子，用蒸餾水沖洗3～5次，將沖洗過的波斯菊種子放入培養(yǎng)皿中，每個培養(yǎng)皿放30粒。

（3）2020年4月22日到4月28日，汞污染物組每天在5個培養(yǎng)皿中分別用0.50、1.00、5.00、10.00、50.00 μg/mL的汞進行滴澆；阿特拉津組分別用5.0、10.0、100.0、300.0、500.0 mg/mL阿特拉津滴澆，蒸餾水（對照）組用蒸餾水進行滴澆，其中以蒸餾水為對照組，觀察波斯菊種子發(fā)芽情況，并分別測量波斯菊種子根、莖長。

2 結(jié)果與分析

2.1 金屬汞脅迫對波斯菊種子的影響 用金屬汞處理的波斯菊種子，4月26日開始發(fā)芽，說明金屬汞脅迫對植物的生長及生理影響較大。同時金屬汞處理的波斯菊種子生長較慢，5月5日才開始取得分析數(shù)據(jù)。

經(jīng)試驗，波斯菊種子只在0.05 μg/mL金屬汞處理中發(fā)芽，但發(fā)芽率低于蒸餾水處理，在其他濃度金屬汞處理中均未發(fā)芽。從5月7日開始，0.05 μg/mL金屬汞處理的波斯菊也開始萎蔫。由此可知，金屬汞會限制波斯菊的生長，對波斯菊種子發(fā)芽有一定的抑制作用。金屬汞能在植物體內(nèi)富集，對植物產(chǎn)生危害，植物金屬汞中毒時，葉片中的葉綠素含量會減少，波斯菊的光合作用、呼吸作用等生理作用均會減弱，金屬汞濃度高時，會造成波斯菊枯萎。因此，波斯菊僅可以在含有非常微量金屬汞污染物的土壤中生存，高濃度的金屬汞污染物會導(dǎo)致波斯菊枯萎，不適合種植波斯菊。

2.2 阿特拉津處理對波斯菊的影響

2.2.1 阿特拉津處理對波斯菊種子根長的影響 4月24日，大多數(shù)波斯菊種子已發(fā)芽。由表1可知，用5.0 mg/mL阿特拉津處理的波斯菊種子在4月27日根長達最大值后開始下降，10.0、100.0、300.0、500.0 mg/mL處理的波斯菊種子4月26日根長達到最大值后開始下降，用蒸餾水處理的波斯菊種子根長一直增大，沒有出現(xiàn)萎蔫。隨著阿特拉津濃度增大，波斯菊種子根部萎蔫提前。用5.0、10.0、100.0、300.0、500.0 mg/mL阿特拉津處理的波斯菊種子根長最大值隨阿特拉津的濃度增大而減小，阿特拉津濃度越高對種子的傷害越大。

除草劑阿特拉津?qū)χ参锏挠绊憰S著土壤類型和濃度變化而變化，且阿特拉津會產(chǎn)生富集效應(yīng)，很容易從土壤轉(zhuǎn)移至植物體內(nèi)并積累，波斯菊長期在含有阿特拉津的水培環(huán)境下，會出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象。

表1 阿特拉津處理下波斯菊種子根長

2.2.2 阿特拉津處理對波斯菊種子葉長的影響 由表2可知，阿特拉津處理的波斯菊葉長與蒸餾水處理的趨勢基本一致，差距不大，說明阿特拉津?qū)Σㄋ咕盏娜~長影響不大。

表2 阿特拉津處理下波斯菊葉長

2.2.3 阿特拉津處理對波斯菊種子莖長的影響 如表3所示，除5.0 mg/mL處理波斯菊莖在第4天快速生長外，其他濃度的處理和蒸餾水處理的差異不大，趨勢基本一致。波斯菊可忍受一定濃度的阿特拉津除草劑，低濃度阿特拉津甚至還能促進植物莖生長。

表3 阿特拉津處理下波斯菊葉長

2.2.4 阿特拉津處理對波斯菊種子發(fā)芽率的影響 由圖1可知，低濃度范圍內(nèi)，隨著阿特拉津濃度的增加，波斯菊種子的發(fā)芽率呈上升趨勢，到100 mg/mL處理時，發(fā)芽率達最大，超過100 mg/mL之后，波斯菊種子發(fā)芽率隨濃度增大而減小，說明100 mg/mL濃度是波斯菊受脅迫發(fā)芽的最大值。

圖1 不同濃度阿特拉津處理下波斯菊的發(fā)芽率示意圖

3 結(jié)論與討論

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，土壤條件直接關(guān)系到社會的可持續(xù)發(fā)展。但是當(dāng)前，化肥、農(nóng)藥等在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，其污染造成的生態(tài)和環(huán)境問題也越來越嚴重。阿特拉津是一種全球性有毒化學(xué)品，世界上很多國家和地區(qū)土壤及大氣中都檢測出了其殘留物。阿特拉津能在土壤中長時間不分解，且具有植物富集性，會對糧食和食品安全構(gòu)成很大的威脅[2]。金屬汞也是一種有害物質(zhì)，在植物體內(nèi)積累到一定程度，就可能對植物產(chǎn)生毒害作用[3]。經(jīng)過試驗證明，低濃度的阿特拉津能促進波斯菊生長，高濃度則會抑制波斯菊的生長；而在金屬汞脅迫下，大于0.05 mg/mL時，波斯菊種子不發(fā)芽，低于0.05 mg/mL時，雖然會發(fā)芽，但經(jīng)過一段時間，仍會枯萎。因此，波斯菊可作為金屬汞污染環(huán)境的一種指示植物，在除草劑阿特拉津污染的環(huán)境中，可以利用波斯菊的抗性進行美化環(huán)境和去除污染物。