阿特拉津和鉛對玉米種子萌發(fā)的影響

馮麗萍

(衡陽市環(huán)境監(jiān)測站，湖南 衡陽 421001)

阿特拉津和鉛對玉米種子萌發(fā)的影響

馮麗萍

(衡陽市環(huán)境監(jiān)測站，湖南 衡陽 421001)

本實驗采用室內(nèi)培養(yǎng)的方法，在噴灑了一定量阿特拉津的條件下，研究不同濃度的鉛溶液對玉米種子的萌發(fā)和植株早期生長的影響，以及在沒有鉛的影響下，除草劑阿特拉津?qū)τ衩追N子萌發(fā)的影響。

阿特拉津；鉛；玉米；發(fā)芽率；發(fā)芽勢；抑制作用

阿特拉津是選擇性內(nèi)吸傳導(dǎo)型苗前、苗后除草劑，適用于玉米、高梁、果園 、林地和鐵(公)路等[1]。在美國，阿特拉津被列為使用最廣泛的除草劑之一[2]，它通過植物根部吸收進(jìn)入植物體內(nèi)，再經(jīng)過木質(zhì)部傳導(dǎo)至地上部分而發(fā)揮活性[3]。鉛是目前世界上污染最廣，排放量最多的重金屬環(huán)境污染物，普遍存在于自然界的大氣、土壤、水和食物中，不會分解，易通過消化道、呼吸道等被人體吸收[4]。土壤環(huán)境受重金屬污染后，作物表現(xiàn)出生長遲緩、植株矮小、褪綠、葉片發(fā)黃等癥狀[5]，并影響產(chǎn)量。從植物生理角度來看，種子萌發(fā)即是植物生命進(jìn)程的起點(diǎn)，也是植物最早接受重金屬和除草劑脅迫階段。本文就土壤中阿特拉津和鉛對玉米種子萌發(fā)的影響進(jìn)行研究，為環(huán)境監(jiān)測中農(nóng)藥及重金屬污染的評價提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料和試劑

玉米：品種為超甜38玉米，阿特拉津，Pb(NO3)2分析純。

1.2 試驗方法

1.2.1 種子處理

從供試的種子中選取大小、形狀、色澤一致的玉米種子備用，用蒸餾水配制50mg/L、100mg/L、150mg/L和200mg/L的Pb(NO3)2溶液和20mg/mL的阿特拉津溶液。將選好的種子分別放在盛有超純水和50mg/L、100mg/L、150mg/L和200mg/L的Pb(NO3)2溶液的器皿中，每個器皿中放15粒，把器皿放在恒溫培養(yǎng)箱中，25℃條件下玉米種子浸泡24小時，之后測定種子吸水增重情況。

1.2.2 發(fā)芽床的置備

置床時砂土的水分是關(guān)鍵，砂土的選擇標(biāo)準(zhǔn)是：砂子濕度的調(diào)配，細(xì)砂子加水要多，加濕透，一次加足，以后發(fā)芽期間不再加水，以手握成團(tuán)手松開團(tuán)不散但不粘手為準(zhǔn)。粗砂加水至手握成團(tuán)手松開砂自然散開。在每個器皿里裝入120g的砂土。

1.2.3 阿特拉津和鉛對玉米種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響

將浸泡過的玉米種子瀝干水分，再把它們均勻擺放在裝有砂土的器皿中，種子間要有一定的距離，呈梅花狀，以防止種子間的相互感染。在種子上面分別蓋上一層1cm厚砂土。在每個杯子里均勻噴灑3mL濃度為20mg/mL的除草劑阿特拉津溶液，然后放入25℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。為了保證一定的濕度，在培養(yǎng)箱中放入一燒杯的蒸餾水。每處理3次重復(fù)，每重復(fù)5粒種子。每天記錄發(fā)芽數(shù)，第3天和第7天統(tǒng)計發(fā)芽勢和發(fā)芽率。

1.2.4 阿特拉津和鉛對玉米苗期生長的影響

試驗操作方法同1.2.3，當(dāng)玉米種子發(fā)芽后，每天用尺子量取玉米植株地上部分的高度。

1.2.5 阿特拉津和鉛對玉米植株地上部分和根部分長度的影響

試驗操作方法同1.2.3，待玉米長出真葉10cm以上(15天)時，拔出玉米植株，分別測定其地上部分與根部分的長度，每個處理以最后長出的株數(shù)計算平均值。

1.2.6 阿特拉津和鉛對玉米植株地上部分和根部分鮮重和干重的影響

試驗操作方法同，1.2.3，待玉米長出真葉10cm以上(15天)時，拔出玉米植株，把它的地上部分和根部分分別稱重，每個處理以最后長出的株數(shù)計算鮮重平均值；把它的地上部分和根部分都放入烘箱中，在60℃條件下烘烤3h，再分別稱重，每個處理以最后長出的株數(shù)計算干重平均值。

1.2.7 阿特拉津?qū)τ衩酌缙谏L的影響

添加兩組對照實驗，一組用超純水在恒溫培養(yǎng)箱中25℃條件下浸泡24小時，不噴灑阿特拉津，另一組用超純水在恒溫培養(yǎng)箱中25℃條件下浸泡24小時，噴灑3mL濃度為20mg/mL的阿特拉津溶液，每組3個平行，每平行5粒種子。當(dāng)玉米種子發(fā)芽后，每天用尺子量取玉米植株地上部分的高度，待玉米長出真葉10cm以上(15天)時，試驗完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米種子被Pb(NO3)2浸泡前后吸水情況

將選好的玉米種子每15粒一起稱量總重量，記錄數(shù)據(jù)，算出平均值，再分別放在盛有超純水和50mg/L、100mg/L、150mg/L和200mg/L的Pb(NO3)2溶液的器皿中，每個器皿中放15粒，把器皿放在恒溫培養(yǎng)箱中，25℃條件下玉米種子浸泡24小時，之后分別測定每個器皿中玉米種子的重量，算出平均值。結(jié)果見表1。

表1 玉米種子浸泡后吸水情況

由表1可以看出：當(dāng)鉛溶液濃度為0～100mg/L時，隨著鉛濃度的增大，種子吸收水分越多，當(dāng)鉛溶液濃度為100～200mg/L時，種子吸收水分呈下降趨勢。

2.2 阿特拉津和鉛對玉米苗期生長的影響

玉米種子發(fā)芽后每天用尺子量取玉米植株地上部分的高度(前4天芽太短，沒有記錄數(shù)據(jù))并做折線圖，見圖1。從圖1可以看出，被50mg/L的Pb(NO3)2溶液浸泡過的玉米種子，植株生長比空白的快，在5-14天有直線生長趨勢，14天后的生長減緩，但空白的玉米植株14天后還有明顯的生長趨勢，被100mg/L、150mg/L和200mg/L的Pb(NO3)2溶液浸泡過的玉米植株生長趨勢總體差不多，但被100mg/L的Pb(NO3)2溶液浸泡過的玉米植株比被150mg/L的Pb(NO3)2溶液浸泡過的玉米植株稍微高一點(diǎn)，被150mg/L的Pb(NO3)2溶液浸泡過的玉米植株和被200mg/L的Pb(NO3)2溶液浸泡過的玉米植株又高一點(diǎn)，這說明低濃度的鉛對玉米植株苗期生長有促進(jìn)作用，但當(dāng)鉛的濃度超過一定標(biāo)準(zhǔn)時，濃度越高對玉米植株苗期生長的抑制作用越大。

圖1 阿特拉津和鉛對玉米苗期生長的影響

2.3 阿特拉津和鉛對玉米種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響

玉米種子種下后第3天和第7天統(tǒng)計發(fā)芽勢和發(fā)芽率，結(jié)果見圖2。由圖可知，隨著鉛濃度的加大，發(fā)芽率總體呈下降趨勢，鉛濃度為50、100mg/L時發(fā)芽率和空白的相同，這說明低濃度的鉛對種子的發(fā)芽率沒有很明顯的影響，高濃度的鉛對種子的發(fā)芽率有一定的抑制作用。當(dāng)鉛濃度為50mg/L時，種子的發(fā)芽勢最高，這說明一定濃度的鉛對種子發(fā)芽勢有比較大的促進(jìn)作用，能加快種子發(fā)芽的速度。

圖2 阿特拉津和鉛對玉米種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響

2.4 阿特拉津和鉛對玉米植株地上部分和根部分長度的影響

待玉米長出真葉10cm以上(15天)時，拔出玉米植株，量取玉米植株地上部分和根部分的長度，結(jié)果如圖3。從圖3可以看出，被50mg/L的Pb(NO3)2溶液浸泡過的玉米地上部分比空白的高，但后面隨著鉛濃度升高，地上部分的生長呈緩慢下降的趨勢，根部分的長度都比空白的長。這說明隨著鉛濃度的增長，對地上部分的生長抑制作用增強(qiáng)，而鉛的存在促進(jìn)了根的生長。進(jìn)一步分析，鉛濃度不同與空白的對比，當(dāng)鉛濃度為200mg/L時，根的長度比空白長0.50cm，地上部分下降了2.30cm，可知，鉛對地上部分高度的抑制作用比對根長的促進(jìn)作用強(qiáng)，地上部分生長受到抑制后反而促進(jìn)了根部分的生長。

圖3 阿特拉津和鉛對玉米植株長度的影響

2.5 阿特拉津和鉛對玉米植株地上部分和根部分鮮重和干重的影響

待玉米種子種下15天后，拔出玉米植株，分別對地上部分和根部分的鮮重和干重進(jìn)行測定，結(jié)果如圖4和圖5。圖4可以看出，鉛的濃度為100mg/L時，玉米地上部分的鮮重最大，0～100mg/L時隨著濃度的增長鮮重呈緩慢增長趨勢，100～200mg/L時隨著濃度的增加鮮重有所下降。結(jié)合表1的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)浸泡液濃度為0～100mg/L時，玉米種子吸收的水分越來越多，100～200mg/L時，玉米吸收水分越來越少，前面說明種子吸收水分的量與玉米苗地上部分的鮮重有正相關(guān)的關(guān)系，后面鮮重反而下降，只是受到鉛濃度升高，生長受到抑制的影響。根的鮮重都比空白的要高出許多，是因為硝酸鉛的存在使得根部分鮮重增加明顯，同時還可得出：鉛對根鮮重的影響比對地上部分鮮重的影響大。圖5可以看出，在不同濃度的硝酸鉛溶液中浸泡的玉米種子，玉米苗期地上部分的干重幾乎保持平衡，說明鉛對玉米苗期地上部分的干重幾乎沒有影響。而根經(jīng)過硝酸鉛溶液浸泡的玉米根部分的干重明顯增加，不過隨著鉛濃度的增加不呈增長趨勢，趨于平緩，我認(rèn)為是根部分吸收了硝酸鉛的原因，硝酸鉛對根部分干重有很大影響。

圖4 阿特拉津和鉛對玉米植株鮮重的影響

圖5 阿特拉津和鉛對玉米植株干重的影響

2.6 阿特拉津?qū)τ衩酌缙谏L的影響

從圖6可以看出，噴灑了20mg/ml阿特拉津溶液(現(xiàn)實狀態(tài)噴灑低劑量濃度)，但沒用硝酸鉛溶液浸泡的玉米苗期地上部分從第5天到14天和對照的植株長勢大致相同，但都比對照的矮，在14天后生長緩慢，而對照的還有較大生長趨勢。這說明一定濃度的阿特拉津?qū)τ衩咨L起到了抑制作用。

圖6 阿特拉津?qū)τ衩酌缙谏L的影響

3 結(jié) 論

在施加一定量阿特拉津的情況下，低濃度的鉛溶液對玉米種子發(fā)芽勢和玉米苗期生長有促進(jìn)作用，但當(dāng)鉛的濃度超過一定標(biāo)準(zhǔn)時，濃度越高對玉米植株苗期生長的抑制作用越大；高濃度的鉛對種子的發(fā)芽率有一定的抑制作用；隨著鉛濃度的增加，對地上部分的生長抑制作用增強(qiáng)，而鉛的存在促進(jìn)了根的生長；鉛濃度為0～100mg/L時隨著濃度的增長地上部分鮮重呈緩慢增長趨勢，100～200mg/L時隨著濃度的增加鮮重有所下降；鉛的存在，根部分鮮重增加明顯；一定濃度的阿特拉津?qū)τ衩咨L起到抑制作用，并控制了植株的高度。

[1]萬年升，顧繼東，段舜山.阿特拉津生態(tài)毒性與生物降解的研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2006，26(4)：552-560.

[2]孟順龍，胡庚東，瞿建宏，吳偉，陳家長.阿特拉津在水環(huán)境中的殘留及其毒理效應(yīng)研究進(jìn)展[J].環(huán)境污染與防治，2009，31(6)：64-68.

[3]王姍姍，王顏紅，王萬紅，謝 娟 ，王世成.阿特拉津和乙草胺在玉米和土壤中殘留動態(tài)研究[J].土壤通報，2011，42(5)：1231-1235.

[4]孫永虎.鉛對人體危害的研究.醫(yī)學(xué)綜述[J]，2004，10(8)：502-505.

[5]洪仁遠(yuǎn)，楊廣笑，劉東華，等.鎘對小麥幼苗的生長和生理生化反應(yīng)的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報，1991，6(3)：70-75.

Effects of Atrazine and Lead on Maize Seed Germination

FENG Liping

( Hengyang Environmental Monitoring Station，Hunan Hengyang 421001，China)

In this study，we studied the effects of different concentrations of lead solution on the germination and early growth of maize seeds under the condition of spraying a certain amount of atrazine，and in the absence of lead，weeding Effects of Atrazine on Maize Seed Germination.

Atrazine；lead；maize；germination rate；germination potential；inhibition

馮麗萍，碩士，工程師，主要從事環(huán)境污染物的監(jiān)測

X21

A

1673-288X(2017)02-0203-03

引用文獻(xiàn)格式：馮麗萍.阿特拉津和鉛對玉米種子萌發(fā)的影響[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(2)：203-205.