Cr6+對植物種子萌發(fā)和生長的影響

鉆井廢液是油氣田主要廢物之一，Cr6+是其主要污染物之一，處理不善可能對當?shù)刂参锂a生一定影響[1～3]。作者在此研究了Cr6+對植物種子萌發(fā)和生長的影響，以期為妥善處理鉆井廢液、降低環(huán)境污染提供參考。

1 實驗

1.1 材料

精選飽滿、無破損、大小一致的玉米種子(河南)、白菜種子和瘤芥菜種子(山東)，曬干，備用。

1.2 方法

用3%甲醛溶液將三類種子浸泡消毒10 min，蒸餾水沖洗數(shù)次[4]。分別取10粒種子均勻排列在直徑90 mm的培養(yǎng)皿中，以雙層濾紙為發(fā)芽床。然后用Cr6+溶液進行處理(處理濃度分別為0 mg·L-1、50 mg·L-1、100 mg·L-1、200 mg·L-1、400 mg·L-1、500 mg·L-1、600 mg·L-1)，蒸餾水為對照，3組重復。最后置于生化培養(yǎng)箱內，(25±1)℃暗中發(fā)芽。每天統(tǒng)計發(fā)芽數(shù)、根長和芽長，連續(xù)統(tǒng)計7 d，測定種子的發(fā)芽率、根長、芽長以及生物量等相關指標。

1.3 測定方法

1.3.1 種子發(fā)芽率的測定

1.3.2 幼苗根長、芽長以及生物量的測定

用Cr6+溶液處理后，每天用直尺測量每個幼苗的根長和芽長。萌發(fā)至第7 d后，將植物用吸水紙吸干水后，用電子天平分別稱重，即為生物量。

1.3.3 抑制指數(shù)的測定

2 結果與討論

2.1 Cr6+對植物種子發(fā)芽率的影響

植物種子萌發(fā)所需能量和物質來源于貯存物質氧化分解，這一分解過程需要大量酶參與。Cr6+抑制酶的活性，降低貯存物質的分解速度，使植物種子萌發(fā)所需物質和能量供應受阻、發(fā)芽率降低、生長受到抑制。Cr6+對植物種子發(fā)芽率的影響見圖1。

圖1 Cr6+對種子發(fā)芽率的影響

由圖1可知，Cr6+對不同植物種子萌發(fā)影響不同，不同濃度Cr6+對同一植物種子萌發(fā)影響不同。玉米和瘤芥菜有一定耐Cr6+污染能力，而白菜耐Cr6+能力較弱。Cr6+嚴重影響白菜種子萌發(fā)，Cr6+濃度越大影響越大。在Cr6+濃度小于400 mg·L-1時，對玉米種子萌發(fā)有一定刺激作用；超過此濃度后隨著Cr6+濃度升高，抑制作用越強。當Cr6+濃度小于250 mg·L-1時，對瘤芥菜種子萌發(fā)有一定刺激作用；超過此濃度后隨著Cr6+濃度升高，抑制作用越強。

2.2 Cr6+對植物芽長的影響(圖2)

由圖2可知，Cr6+抑制白菜芽和玉米芽的生長；當Cr6+濃度小于200 mg·L-1時能促進瘤芥菜芽的生長，Cr6+濃度大于200 mg·L-1則阻礙瘤芥菜芽的生長。Cr6+對植物芽長的抑制作用由強到弱依次為白菜>玉米>瘤芥菜。

2.3 Cr6+對植物根長的影響(圖3)

圖3 Cr6+對植物根長的影響

由圖3可知,Cr6+對白菜根和玉米根的抑制作用都很強。當Cr6+濃度小于200 mg·L-1時,能刺激瘤芥菜根生長；當Cr6+濃度大于200 mg·L-1時，隨Cr6+濃度的增加極大地抑制瘤芥菜根生長。Cr6+對根的抑制作用由強到弱依次為白菜>玉米>瘤芥菜。

2.4 Cr6+對植物生物量的影響(圖4)

圖4 Cr6+對植物生物量的影響

由圖4可知，Cr6+對白菜和玉米生物量有抑制作用，當Cr6+濃度小于300 mg·L-1時，對玉米生物量的抑制作用大于對白菜的影響；當Cr6+濃度大于300 mg·L-1時，白菜幾乎不能生長，而玉米則能適應性生長；當Cr6+濃度小于200 mg·L-1時，能促進瘤芥菜生物量的增加；當Cr6+濃度大于200 mg·L-1時，隨Cr6+濃度的增加，瘤芥菜生物量迅速降低。

2.5 Cr6+對植物種子萌發(fā)和生長影響對比(圖5)

實驗數(shù)據(jù)為三類植物的平均值

由圖5可知，環(huán)境中的Cr6+抑制幼苗芽、根生長，使生物量降低；對種子發(fā)芽而言，一定濃度范圍內(Cr6+濃度<200 mg·L-1)能促進種子發(fā)芽；并隨著Cr6+濃度的增加抑制作用增強。Cr6+對根長的抑制作用最強，對發(fā)芽率的抑制作用最小。Cr6+對同一植物的種子萌發(fā)和生長抑制作用由強到弱依次為根長>芽長>生物量>發(fā)芽率。

2.6 Cr6+對不同植物生長影響對比(圖6)

圖6 Cr6+對不同植物生長的影響

由圖6可知，Cr6+對白菜、玉米和瘤芥菜三類植物生長的影響不同。當Cr6+濃度小于500 mg·L-1時，Cr6+對植物生長影響大小依次為白菜>玉米>瘤芥菜；當Cr6+濃度大于500 mg·L-1時，其影響大小依次為白菜>瘤芥菜>玉米。綜合比較，白菜種子生長受Cr6+影響顯著，不耐Cr6+污染；瘤芥菜有較強的耐Cr6+污染能力，而玉米有一定的耐Cr6+能力。

3 結論

(1)Cr6+對不同植物種子萌發(fā)和生長影響不同，不同濃度Cr6+對同一植物種子萌發(fā)和生長影響也不同。Cr6+嚴重抑制白菜的種子萌發(fā)和生長。當Cr6+濃度分別小于250 mg·L-1和200 mg·L-1時能促進瘤芥菜的種子萌發(fā)和生長；當Cr6+濃度分別大于250 mg·L-1和200 mg·L-1時，則抑制瘤芥菜的種子萌發(fā)和生長。Cr6+濃度小于400 mg·L-1時對玉米種子萌發(fā)有促進作用，但Cr6+抑制玉米生長。

(2)Cr6+對同一植物的種子萌發(fā)和生長的抑制作用由強到弱依次為根長>芽長>生物量>發(fā)芽率。

(3)Cr6+濃度小于500 mg·L-1時，Cr6+對玉米、白菜、瘤芥菜植物生長的抑制作用由強到弱依次為白菜>玉米>瘤芥菜。白菜不耐Cr6+污染，玉米有一定的耐Cr6+污染能力，瘤芥菜有較強的耐Cr6+污染能力。

參考文獻：

[1] 孫金蓉.鉆井泥漿中重金屬離子對環(huán)境的污染[J].油氣田環(huán)境保護，1993，3(2)：56-62.

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