本文摘要：摘要：以萵苣(Lactuca sativa L.)種子為材料，采用水培方法研究了重金屬Cu、Cr、Pb對(duì)萵苣種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，低濃度(10 mg/L)的Cu能促進(jìn)萵苣種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，在高濃度時(shí)對(duì)萵苣生長(zhǎng)有抑制作用。Cr對(duì)萵苣種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)表現(xiàn)出的抑制
摘要：以萵苣(Lactuca sativa L.)種子為材料，采用水培方法研究了重金屬Cu、Cr、Pb對(duì)萵苣種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，低濃度(10 mg/L)的Cu能促進(jìn)萵苣種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，在高濃度時(shí)對(duì)萵苣生長(zhǎng)有抑制作用。Cr對(duì)萵苣種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)表現(xiàn)出的抑制作用最為明顯，且隨其濃度的升高，抑制作用急劇上升。Pb對(duì)萵苣種子萌發(fā)有延遲作用，對(duì)幼苗生長(zhǎng)抑制作用明顯。經(jīng)3種不同重金屬處理后的萵苣種子，幼苗根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)隨著重金屬濃度的增加而降低(10 mg/L Cu處理除外)，3種重金屬對(duì)其毒害作用從大到小的順序?yàn)镃r、Pb、Cu。
關(guān)鍵字：萵苣(Lactuca sativa L.);重金屬;種子萌發(fā);幼苗生長(zhǎng)
近年來(lái)，重金屬污染問(wèn)題日益加劇，銅、鉻、鉛作為主要的重金屬污染成分已被國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注[1-4]。銅是植物生長(zhǎng)發(fā)育必需的營(yíng)養(yǎng)元素之一，但過(guò)量的銅會(huì)抑制植物光合作用，且引發(fā)葉色失綠，從而抑制植株生長(zhǎng)[5-7]。鉻有強(qiáng)氧化性，是環(huán)境污染中的“五毒”元素之一，其在土壤中存在三價(jià)和六價(jià)2種，六價(jià)鉻比三價(jià)鉻毒性高100倍，且易被人體吸收且在體內(nèi)蓄積[8，9]。鉛是常見(jiàn)的有毒元素，它阻礙植物生長(zhǎng)發(fā)育，主要表現(xiàn)在葉片表面的黃化、枯萎和植株的矮小，從而降低作物產(chǎn)量和質(zhì)量[10]。
萵苣(Lactuca sativa L.)為菊科一年生或二年生草本植物，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，含豐富的鈣、磷、鐵，亦含維生素A原、VB1、VB2、VC、尼克酸、糖類(lèi)及微量元素和食物纖維等。萵苣在中國(guó)栽培面積大，是深受大家喜歡的蔬菜。萵苣有增加產(chǎn)乳量、利尿治水腫、增進(jìn)骨骼發(fā)育、白牙齒明眼目等作用[11]。試驗(yàn)以萵苣種子為材料，研究Cu、Cr、Pb三種重金屬對(duì)萵苣種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響，以期為研究重金屬對(duì)萵苣的毒害和治理重金屬污染提供依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料
供試萵苣種子為“意大利皇冠生菜”，購(gòu)自衡陽(yáng)蔬菜種子公司。
1.2 方法
挑選均勻一致、色澤明亮的飽滿(mǎn)種子用體積分?jǐn)?shù)70%的乙醇消毒3 min，去離子水洗干凈，最后用濾紙吸干水分。分別置于內(nèi)鋪2層濾紙、含有不同濃度重金屬溶液、直徑9 cm的培養(yǎng)皿中，每皿50粒種子，于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。每天噴去離子水，使培養(yǎng)皿內(nèi)保持濕潤(rùn)，保證種子的正常發(fā)育。其中Cu以CuSO4、Cr以KCr2O3、Pb以Pb(NO3)2的形式提供，濃度梯度設(shè)置為0、10、50、100、150、200 mg/L，每處理3次重復(fù)。每天觀察和記錄種子發(fā)芽情況。7 d后計(jì)算總發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)。總發(fā)芽率(GP)=7 d已發(fā)芽的種子數(shù)/種子總數(shù)×100%;發(fā)芽勢(shì)(GE)=發(fā)芽初期4 d已發(fā)芽種子數(shù)的和/種子總數(shù)×100%;發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑Gt/Dt，Dt為發(fā)芽時(shí)間(d)，Gt為與Dt相對(duì)應(yīng)的每天發(fā)芽種子數(shù)�；盍χ笖�(shù)(VI)=發(fā)芽指數(shù)(GI)×芽長(zhǎng)(cm)。14 d時(shí)測(cè)定萌發(fā)幼苗的根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和胚芽重。
數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 重金屬Cu、Cr、Pb對(duì)萵苣種子萌發(fā)的影響
2.1.1 Cu對(duì)萵苣種子萌發(fā)的影響 由表1可知，與對(duì)照相比，Cu處理濃度<100 mg/L時(shí)，對(duì)萵苣種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)沒(méi)有顯著影響，且在濃度為10 mg/L時(shí)表現(xiàn)出輕微的促進(jìn)作用，發(fā)芽率升至86.3%。當(dāng)Cu處理濃度≥150 mg/L時(shí)，對(duì)萵苣種子萌發(fā)產(chǎn)生一定的抑制作用，且隨著Cu濃度的升高，抑制作用更明顯。Cu處理濃度在150、200 mg/L時(shí)其發(fā)芽率分別降至73.0%、59.3%，與對(duì)照相比差異顯著(P<0.05)。發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)也呈現(xiàn)與發(fā)芽率相同的趨勢(shì)，即Cu處理濃度為10 mg/L時(shí)表現(xiàn)為促進(jìn)作用，而高濃度時(shí)則呈現(xiàn)抑制作用。這是由于萵苣種子在萌發(fā)過(guò)程中，主要依賴(lài)于種子內(nèi)部的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)外源的其他物質(zhì)的利用率較低;另外，由于種皮的保護(hù)作用，只有少量的Cu2+進(jìn)入種子，而Cu又是植物種子萌發(fā)必需的微量元素之一[12]，因此，在試驗(yàn)設(shè)置的低濃度下對(duì)植物種子的萌發(fā)不具有毒害作用。
2.1.2 Cr對(duì)萵苣種子萌發(fā)的影響 由表1可知，與對(duì)照相比，當(dāng)Cr處理濃度為10 mg/L時(shí)，就表現(xiàn)出對(duì)萵苣種子萌發(fā)的抑制作用，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)下降幅度分別為12.4、11.7個(gè)百分點(diǎn)，與對(duì)照差異顯著。隨著Cr處理濃度的增加，萵苣種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)均呈明顯的下降趨勢(shì)，與對(duì)照相比抑制作用顯著。在Cr處理濃度≥150 mg/L時(shí)，與對(duì)照相比，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)降幅將近60個(gè)百分點(diǎn)。發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)也是隨Cr濃度的升高而顯著降低，且活力指數(shù)下降最明顯。在Cr處理濃度為200 mg/L時(shí)，其活力指數(shù)僅為3.4，為對(duì)照的3.5%。因此，隨著Cr處理濃度的增加，Cr對(duì)萵苣種子萌發(fā)的抑制作用更加明顯。
2.1.3 Pb對(duì)萵苣種子萌發(fā)的影響 由表1可以看出，與對(duì)照相比，Pb對(duì)萵苣種子發(fā)芽率的影響總體呈現(xiàn)出濃度≤50 mg/L時(shí)促進(jìn)，濃度≥100 mg/L時(shí)出現(xiàn)抑制的現(xiàn)象。在10、50 mg/L的Pb處理濃度時(shí)，其發(fā)芽率均為86.3%，與對(duì)照相比上升1.6個(gè)百分點(diǎn)，但差異不顯著。隨著Pb處理濃度的升高，對(duì)萵苣種子的萌發(fā)開(kāi)始呈現(xiàn)出抑制作用。當(dāng)Pb處理濃度上升至150、200 mg/L時(shí)，發(fā)芽率分別下降至67.7%、65.7%，降幅明顯，抑制作用顯著。隨著Pb處理濃度的增加，發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)逐漸降低。Pb處理濃度為200 mg/L時(shí)，發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)分別降至40.3%、18.4和17.3，且均與對(duì)照差異顯著。
與不同濃度Cu處理相比，相對(duì)于發(fā)芽率，不同濃度Pb處理萵苣種子的發(fā)芽勢(shì)變化較大，說(shuō)明Pb對(duì)萵苣種子萌發(fā)具有較強(qiáng)的延遲作用。3種重金屬中，Cr對(duì)萵苣種子萌發(fā)的抑制作用最明顯。
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