不同濃度硫酸銅處理對牧草生長的影響

高小寬 張婧杰

（衡水學(xué)院生命科學(xué)系 河北 衡水 053000）

作物所需的微量元素中包含銅元素，土壤中如果缺少該種元素，可通過施用含有硫酸銅的肥料促進(jìn)農(nóng)作物的生長。適當(dāng)施用含銅元素的肥料，還能降低真菌和霉菌對植物的危害程度。但是過量施用銅元素會使植物體內(nèi)產(chǎn)生活性氧，使植物遭受氧化脅迫，對植物生長產(chǎn)生不利影響[1]。牧草種植如果受到銅污染就會對其產(chǎn)生傷害，并通過食物鏈影響動物健康[2]，從而帶來負(fù)面影響。為了合理使用銅元素，研究硫酸銅對牧草種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上早期檢查銅對幼苗生長的危害、預(yù)警土壤中銅元素的含量提供科學(xué)依據(jù)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要的理論和實踐意義。

表1 不同濃度硫酸銅處理對3種牧草種子萌發(fā)的影響

1 材料與方法

1.1 試驗材料。供試材料為紅三葉種子、草木樨種子、苜蓿種子。試驗前將種子用0.1%HgCl2溶液浸泡殺菌5 min，然后用無菌水沖洗干凈。

1.2 試驗設(shè)計。分別配制濃度為0 mg/L、5 mg/L、10 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L的硫酸銅溶液。挑選出大小均勻、飽滿、無病蟲害的滅菌種子置于鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，每個培養(yǎng)皿中放100粒種子，分別加入10 ml不同濃度的硫酸銅溶液，以蒸餾水作為對照(CK)。每個處理重復(fù)3次。將培養(yǎng)皿放置于25℃恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)萌發(fā)。

1.3 試驗處理。種子萌發(fā)期間，每天更換新鮮的處理液和新濾紙。待培養(yǎng)24 h后，開始觀察出芽情況，以后每隔24 h觀察1次，并記錄發(fā)芽的種子數(shù)，待連續(xù)2 d不再有新種子發(fā)芽后，各隨機選取10株，測定根長、芽長，并稱取鮮重，統(tǒng)計發(fā)芽率、發(fā)芽勢及發(fā)芽指數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理。種子發(fā)芽率(%)=7 d內(nèi)正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100；發(fā)芽勢=前3 d發(fā)芽的種子數(shù)/種子總數(shù)×100；發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑(Gt/Dt)；其中Dt為發(fā)芽時間(d)，Gt指在t時間內(nèi)的發(fā)芽數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度硫酸銅處理對3種牧草種子萌發(fā)的影響。由表1可知，經(jīng)過不同濃度硫酸銅處理的3種牧草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢。從種子發(fā)芽率來看，隨著硫酸銅濃度的升高，發(fā)芽率逐漸增強，當(dāng)濃度為50 mg/L時，3種牧草種子發(fā)芽率均達(dá)到最高值，且與對照之間差異顯著。在該濃度下，紅三葉的種子萌發(fā)率是最高的，其次是苜蓿和草木樨。當(dāng)濃度為200 mg/L時，紅三葉的發(fā)芽率與對照間差異不顯著，其余2種牧草種子均差異顯著，且都低于對照值。通過對3種牧草種子發(fā)芽勢分析，在硫酸銅處理濃度為10 mg/L、50 mg/L、100 mg/L時，紅三葉、草木犀的發(fā)芽勢均差異不顯著，而苜蓿則是在濃度為50 mg/L和100 mg/L時差異不顯著。在濃度為50 mg/L時，3種牧草種子發(fā)芽勢均達(dá)到最高值。

2.2 不同濃度硫酸銅處理對3種牧草幼苗生長的影響

2.2.1 不同濃度硫酸銅對3種牧草種子根長的影響。由表2可知，不同濃度硫酸銅處理對3種牧草種子幼苗根生長有著不同的影響，隨著硫酸銅濃度的升高，3種牧草種子的根長逐漸變短，都低于對照組。硫酸銅濃度為5 mg/L時，3種牧草種子根長達(dá)到顯著差異，在硫酸銅濃度為10 mg/L、50 mg/L、100 mg/L時，3種牧草根長之間差異均不顯著。當(dāng)硫酸銅濃度為200 mg/L時，3種牧草種子根長受到的抑制均最嚴(yán)重，且都與對照組差異顯著，根長分別是0.13 cm、0.1 cm、0.12 cm。

表2 不同濃度硫酸銅處理對3種牧草種子根長的影響

2.2.2 不同濃度硫酸銅對3種牧草種子芽長的影響。由表3可知，不同濃度硫酸銅處理對3種牧草種子的芽長有著不同的影響，隨著硫酸銅濃度的升高，3種牧草種子芽長都逐漸變短。當(dāng)硫酸銅濃度為50 mg/L時，3種牧草的芽長與對照相比均達(dá)到顯著差異，說明硫酸銅對芽長有明顯的影響，銅離子對芽長有抑制作用，會阻止芽的伸長，導(dǎo)致芽的長度變小。當(dāng)硫酸銅濃度為200 mg/L時，芽長受抑制作用最大。

表3 不同濃度硫酸銅處理對3種牧草種子芽長的影響

表4 不同濃度硫酸銅處理對3種牧草幼苗鮮重的影響

2.2.3 不同濃度硫酸銅對3種牧草幼苗鮮重的影響。由表4可知，對于紅三葉而言，硫酸銅處理液濃度為5 mg/L時出現(xiàn)明顯的抑制作用，5 mg/L、10 mg/L、50 mg/L硫酸銅溶液3個濃度間變化不大，100 mg/L時又出現(xiàn)明顯的抑制作用，200 mg/L時抑制作用最大。對于草木樨而言，硫酸銅處理液濃度為5 mg/L時抑制較為顯著，5 mg/L和10 mg/L之間差異不顯著，表明在這個濃度范圍草木樨受硫酸銅溶液抑制作用變化不大。其余各濃度間差異顯著，表明濃度增大時，抑制作用比較明顯，200 mg/L時達(dá)到最低值，為0.0384 g。而對于苜蓿來說，只有在200 mg/L時與對照之間出現(xiàn)顯著差異。

3 討論

隨著硫酸銅濃度的升高，對種子萌發(fā)的促進(jìn)作用增強，50 mg/L時促進(jìn)作用最大，種子萌發(fā)效果最好，當(dāng)濃度為200 mg/L時，種子的萌發(fā)效果最差。并且通過綜合分析發(fā)現(xiàn)，3種牧草種子萌發(fā)率順序依次是紅三葉＞苜蓿＞草木樨。對于幼苗的生長來說，幼苗對硫酸銅更加敏感，在本試驗處理的濃度范圍內(nèi)都表現(xiàn)出抑制作用，當(dāng)硫酸銅濃度為200 mg/L時，3種牧草種子根長、芽長、鮮重都達(dá)到最低值，抑制效果均最大，表明銅離子對根的根長、芽長、鮮重都具有抑制作用。這與前人研究發(fā)現(xiàn)的銅不僅對根有抑制作用，對莖的生長也有抑制作用的結(jié)果是一致的[3,4]。原因可能是由于銅是一次性利用元素，根部吸收銅后不易轉(zhuǎn)移，銅元素主要集中在根部，進(jìn)而抑制根系生長。