銅鋅脅迫對(duì)甜瓜種子萌發(fā)的影響

土壤重金屬包括 Cu，Zn，F(xiàn)e 等必需元素重金屬和 Cd，Pb，Cr 等非必需元素重金屬。必需元素重金屬過(guò)量對(duì)生物體是有毒的，而非必需元素重金屬即使在低濃度下也顯現(xiàn)出毒性[1]。 Cu 和 Z_n 由于可以促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，縮短養(yǎng)殖出欄時(shí)間，常被添加在飼料中[2]，但過(guò)量的 Cu 和 Z_n 不能被動(dòng)物吸收，而隨糞尿排出體外，有研究在畜禽糞便和養(yǎng)殖場(chǎng)排放污水中檢測(cè)到 c_u 和 Zn^[3] 。在農(nóng)作物種植過(guò)程中，這些畜禽糞便作為有機(jī)肥施入農(nóng)田，為土壤帶來(lái)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的同時(shí)，重金屬 Cu 和 Z_n 不斷在土壤中積累富集，可能對(duì)作物造成潛在危害4。據(jù)Zhao等調(diào)查，河北安新縣農(nóng)田 c_u 和 Z_n 含量分別為 41.57～92.34mg/kg 和134.39～266.4mg/kg 。新疆吐哈盆地廣泛種植甜瓜，該地區(qū)處于干旱區(qū)，為保證甜瓜正常發(fā)芽采用滴灌澆水為種子萌發(fā)提供水分，這也使得土壤中的重金屬溶解，更易被種子吸收。

為了解土壤重金屬 Cu 和 Z_n 對(duì)甜瓜萌發(fā)的影響，采用無(wú)菌培養(yǎng)血在試驗(yàn)室進(jìn)行了種子萌發(fā)模擬試驗(yàn)，以期探明 Cu 和 Z_n 對(duì)甜瓜種子發(fā)芽率及根芽長(zhǎng)的影響。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料供試甜瓜品種為黃夢(mèng)翠，購(gòu)于新疆鄯善縣種子站。試驗(yàn)所用藥品次氯酸鈉、氯化銅、氯化鋅均購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2試驗(yàn)方法試驗(yàn)設(shè)置 Cu²⁺ 濃度分別為0、1、2.5、

5，7.5，10，20，50，mg/L，Zn²⁺ 濃度分別為0、1、5、10、20.50，80，100mg/L

選取大小均勻、顆粒飽滿的甜瓜種子作為試驗(yàn)材料，用 6% 次氯酸鈉溶液浸泡種子消毒 10min ，然后用娃哈哈純凈水沖洗3遍。在直徑 9cm 的無(wú)菌培養(yǎng)皿中放置3層定性濾紙，將沖洗干凈的甜瓜種子均勻鋪在濾紙上，每個(gè)培養(yǎng)皿中放50粒。以不同濃度 Cu²⁺ 和 Z_n²⁺ 溶液浸沒(méi)甜瓜種子，并覆蓋1層定性濾紙保持濕潤(rùn)，每個(gè)處理重復(fù)3次。放入 28±1°C 的恒溫培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)。每 8h 添加1次處理溶液，使濾紙保持濕潤(rùn)。 48h 后記錄甜瓜種子露白情況，計(jì)算種子發(fā)芽率。

用無(wú)菌鑷子選取每個(gè)處理中露白后長(zhǎng)勢(shì)較均勻的甜瓜種子10粒，移入另一個(gè)鋪有3層濾紙，直徑 15cm 的無(wú)菌培養(yǎng)皿中，使甜瓜種子根系朝著統(tǒng)一方向，避免彼此纏繞，影響生長(zhǎng)。保持 ^8h 添加處理溶液，繼續(xù)培養(yǎng)72h 后，用刻度尺測(cè)定甜瓜根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)。

1.3數(shù)據(jù)分析和處理甜瓜種子發(fā)芽率和根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)數(shù)據(jù)均采用SPSS19.0軟件進(jìn)行單因素方差分析，差異顯著性水平為 Plt;0.05 。

甜瓜根芽長(zhǎng)抑制率 （對(duì)照根芽長(zhǎng)-處理根芽長(zhǎng)）/對(duì)照根芽長(zhǎng) .×100%

植物半數(shù)抑制濃度是用來(lái)評(píng)價(jià)污染物生態(tài)毒性的重要指標(biāo)，其計(jì)算方法是：建立污染物濃度和根芽長(zhǎng)的線性回歸，將根芽長(zhǎng)抑制率為 50% 的污染物濃度作為半數(shù)抑制濃度回。

2結(jié)果與分析

2.1 Cu 和 Z_n 對(duì)甜瓜種子萌發(fā)的影響從表1可以看出， Cu²⁺ 濃度大于 20mg/L ，會(huì)顯著抑制甜瓜種子發(fā)芽率； Cu²⁺ 濃度在 1～7.5mg/L 時(shí)，甜瓜種子發(fā)芽率無(wú)明顯變化。從表2可以看出， Zn²⁺ 濃度大于 50mg/L 會(huì)顯著抑制種子發(fā)芽率； Zn²⁺ 濃度在 1～20mg/L 時(shí)，甜瓜種子發(fā)芽率無(wú)明顯變化?？傮w來(lái)看， Cu²⁺ 對(duì)甜瓜種子萌發(fā)的影響大于 Zn²⁺ ，這可能與甜瓜種子對(duì)重金屬的敏感度有關(guān)。

2.2 Cu和 Z_n 對(duì)甜瓜種子根芽長(zhǎng)度的影響從表3可以看出，當(dāng) Cu²⁺ 濃度為 1mg/L 時(shí)，甜瓜種子根長(zhǎng)與對(duì)照無(wú)顯著差異，隨 Cu²⁺ 濃度增大，對(duì)根生長(zhǎng)的抑制作用逐漸增大。從表4可以看出，當(dāng) Z_n²⁺ 濃度小于 5mg/L 時(shí)，可顯著促進(jìn)根的生長(zhǎng)，根長(zhǎng)抑制率為負(fù)值；當(dāng) Z_n²⁺ 濃度大于 20mg/L 時(shí)，則會(huì)顯著抑制根的生長(zhǎng)，并且隨濃度增大，根長(zhǎng)抑制率逐漸增大。對(duì)比之下， Cu²⁺. 對(duì)根的抑制作用明顯強(qiáng)于 Zn²⁺ Zn²⁺ 在濃度較低時(shí)能夠促進(jìn)根的生長(zhǎng)。這與抗生素對(duì)小麥根長(zhǎng)的影響相似。在大田中，土壤中的重金屬大部分被土壤吸附，游離態(tài) Cu²⁺ 和 Z_n²⁺ 濃度較低，對(duì)甜瓜種子影響較小，但還是應(yīng)該注意種子較為敏感的Cu²⁺ 的毒害。

從表5可以看出，隨著 Cu²⁺ 濃度逐漸增大，甜瓜芽的生長(zhǎng)抑制率逐漸增大。從表6可以看出， Zn²⁺ 濃度小于 5mg/L ，會(huì)顯著促進(jìn)甜瓜芽的生長(zhǎng)，芽長(zhǎng)抑制率為負(fù)值； Z_n²⁺ 濃度大于 10mg/L ，會(huì)顯著抑制甜瓜芽的生長(zhǎng)，并且隨著濃度增大，甜瓜芽長(zhǎng)抑制率逐漸增大。 Cu²⁺ 對(duì)甜瓜芽的生長(zhǎng)抑制作用明顯強(qiáng)于 Z_n²⁺ 新 Zn²⁺ 在濃度較低時(shí)促進(jìn)甜瓜芽的生長(zhǎng)。這與余彬彬等8研究的 Cu²⁺ 和 Z_n²⁺ 對(duì)小麥幼苗芽長(zhǎng)的影響結(jié)果相似。

2.3Cu和 Z_n 對(duì)甜瓜半數(shù)抑制濃度從表7可以看出， Cu²⁺ 對(duì)甜瓜根和芽的半數(shù)抑制濃度均小于 Z_n²⁺ 的，表明甜瓜對(duì) Z_n 的敏感程度低于 c_u 。兩種重金屬離子對(duì)根的半數(shù)抑制濃度小于芽的半數(shù)抑制濃度，表明根對(duì)重金屬的敏感程度強(qiáng)于芽，這可能與根直接與金屬離子接觸有關(guān)。

3總結(jié)

在甜瓜種子萌發(fā)過(guò)程中，重金屬 Cu 和 Z_n 低濃度時(shí)對(duì)甜瓜種子發(fā)芽率無(wú)顯著影響，但高濃度會(huì)抑制種子發(fā)芽； Cu 抑制了根芽生長(zhǎng)； Z_n 在低濃度時(shí)促進(jìn)根芽生長(zhǎng)，在高濃度時(shí)抑制根芽生長(zhǎng)?？傮w而言，甜瓜種子對(duì) c_u 的敏感程度強(qiáng)于 Z_n ，根對(duì) Cu 和Zn較芽更敏感。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，較高濃度的重金屬 Cu 和 Z_n 顯著抑制甜瓜種子萌發(fā)，但在大田中，由于土壤的吸附作用，游離態(tài) Cu²⁺ 和 Zn²⁺ 濃度并不高，故而生產(chǎn)安全性相對(duì)較高，但還是應(yīng)該特別關(guān)注一下種子較為敏感的 Cu²⁺ 的毒害。

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