重金屬對玉米幼苗根長、苗高的影響

□王笑波

（太原生態(tài)工程學(xué)校 山西 太原 030025）

重金屬對玉米幼苗根長、苗高的影響

□王笑波

（太原生態(tài)工程學(xué)校 山西 太原 030025）

本實(shí)驗(yàn)研究了不同濃度（10 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、200mg/L）Cd2+、Cu2+、Pb2+處理 10d、15d、20d 后,對玉米幼苗的根長、苗高的影響。

重金屬；玉米；根長；苗高

1 本實(shí)驗(yàn)的研究目的和意義

玉米(Zea mays L.)屬于單子葉植物綱,禾本科,是一種在全世界范圍內(nèi)廣泛種植且產(chǎn)量較高的作物，我國總產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)的20%左右。

本實(shí)驗(yàn)以玉米為材料，采用室內(nèi)培養(yǎng)法，研究了在不同濃度的三種重金屬（Cd2+、Cu2+、Pb2+）處理 10d、15d和20d時(shí)對玉米幼苗生長的影響，比較分析了3種重金屬對玉米幼苗的根長、苗高的毒害程度的差異。研究結(jié)果有利于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中較早地發(fā)現(xiàn)重金屬的毒害，同時(shí)為選擇玉米耐性品種提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 供試材料

供試材料為“浚單22”玉米種子，由山西省農(nóng)科院提供。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1 材料培養(yǎng)和重金屬處理

（1）選取顆粒飽滿均勻的玉米種子。

（2）用5%的次氯酸鈉溶液消毒30min后，用去離子水將種子反復(fù)沖洗。

（3）然后將其置于30℃的溫水中浸種4h。

（4）再將恒溫培養(yǎng)箱調(diào)至28℃，將種子置于其中避光保存。

（5）待種子發(fā)芽后每盆10粒種植于口徑為20cm的塑料培養(yǎng)盆中。

（6）分別以1/2霍格蘭氏營養(yǎng)液配制的10mg/L、50mg/L 、100 mg/L、200mg/L 的 Cd2+、Cu2+、Pb2+溶液處理10d、15d、20d，對照用1/2霍格蘭氏營養(yǎng)液處理，所有處理均在光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每12h加一次處理液。每個(gè)樣品做3次重復(fù)。

2.2.2 測定方法。每個(gè)處理分別在培養(yǎng)10d、15d、20d時(shí)隨機(jī)取其中20株幼苗測量主根長和苗高。

3 結(jié)果與分析

3.1 處理10d后不同濃度的Cd2+、Cu2+、Pb2+對玉米幼苗的根長和苗高的影響

從表1可知，重金屬脅迫10d，各處理玉米幼苗的根長和苗高均受到了不同程度的抑制，且重金屬濃度越高，苗高和根長越小，10mg/L濃度的Cu2+對玉米根長和苗高、Pb2+對玉米苗高具有一定的刺激作用。

重金屬濃度越高，苗高逐漸降低，而各處理的根長與對照比較，在10-50mg/L濃度處理下差異不顯著，在100-200mg/L的處理中與對照存在顯著差異。由此說明三種重金屬在100-200mg/L的處理下對玉米幼苗根長的影響比對苗高的影響顯著，但不同種類重金屬的毒害對根長和苗高的影響差別不大。

表1 不同濃度重金屬處理10d后對玉米幼苗根長和苗高的影響

表2 不同濃度重金屬處理15d后對玉米幼苗生長的影響

3.2 處理15d后不同濃度的Cd2+、Cu2+、Pb2+對玉米幼苗的根長和苗高的影響

從表2可知，重金屬脅迫15d后，苗高和根長均隨三種重金屬處理濃度的增加而降低，幼苗的生長和根長與對照相比明顯受到了抑制。

經(jīng)t檢驗(yàn)，各處理與對照相比差異不同：在10 mg/L的處理中三種重金屬與對照差異不顯著。在50mg/L的處理下，Cd2+和Pb2+對玉米的抑制作用強(qiáng)于Cu2+；在100-200mg/L的處理下三種重金屬對苗高和根長產(chǎn)生較大的毒害作用。

從根長與苗高比較，所有處理的苗高均大于根長，說明根系所受到的毒害作用比地上部分嚴(yán)重，這可能與根系是離子的主要吸收器官有關(guān)。

3.3 處理20d后不同濃度的Cd2+、Cu2+、Pb2+對玉米幼苗的根長和苗高的影響

表3 不同濃度重金屬處理20d后對玉米幼苗生長的影響

從表3可知，重金屬脅迫20d后，玉米幼苗的生長明顯受到了抑制，并且隨著處理濃度和處理時(shí)間的增加，抑制作用增強(qiáng)。

在10mg/L時(shí)，Cd2+和Pb2+對玉米苗高的抑制作用強(qiáng)于Cu2+；

在50 mg/L時(shí)，三種重金屬對苗高和根長產(chǎn)生的毒害作用更加明顯，在此濃度下對根系的毒害作用比地上部分大，傷害程度為Pb2+＞Cd2+＞Cu2+；

在100mg/L的處理下，三種重金屬對根長抑制程度與對照相比的降低值均大于苗高的降低值，在此濃度下，三種重金屬對根長抑制程度比對苗高的嚴(yán)重，Pb2+＞Cd2+＞Cu2+；

在200mg/L的處理下，苗高和根長均最小，說明所受的毒害作用最大；三種重金屬對根系的毒害作用差別不大，但對于苗高，Pb2+＞Cu2+＞Cd2+。

結(jié)束語

低濃度（＜10mg/L）的 Cu2+在短時(shí)間（10d）內(nèi)能促進(jìn)玉米幼苗的生長，根系生長會(huì)隨著重金屬濃度的增大和處理時(shí)間的延長而明顯受阻。這說明植物幼苗的根系生長對Cu2+非常敏感，Cu2+會(huì)對其產(chǎn)生顯著的抑制作用，這與齊雪梅（2006）[1]的研究結(jié)果“在Cu2+＞10mg/L時(shí)根系開始變黃，變粗，隨著Cu2+濃度增大，這種現(xiàn)象更為明顯”相一致。

隨著處理濃度的增加和處理時(shí)間的延長，不同濃度Cd2+、Cu2+、Pb2+對玉米幼苗的根長和苗高的抑制作用也增強(qiáng)；由于重金屬被植物吸收的主要途徑是通過根，大量的重金屬分布在根中[2]，較少向地上部分運(yùn)輸，因此相對于苗高，三種重金屬對玉米根長的抑制作用更強(qiáng)。

三種重金屬中，Pb2+對玉米整體的毒害作用最大，其次為 Cd2+，Cu2+最輕。

[1]齊雪梅，李培軍，劉宛，可欣，尹煒.Cu對大麥和玉米的毒性效應(yīng)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2006，25(2)：286-290.

[2]周建華，王永銳.施用Si對Cd、Cr污染水稻幼苗的生理研究[J].應(yīng)用環(huán)境生物學(xué)報(bào)，1995，5(1)：11-15.

1004-7026（2017）23-0086-02

S513

A

10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.23.058

王笑波(1973.6-)，女，山西太原人，西南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)學(xué)士，山西大學(xué)理學(xué)碩士，現(xiàn)任太原生態(tài)工程學(xué)校講師，多年從事農(nóng)學(xué)方向教學(xué)工作。