鉛對花生種子萌發和幼苗生長的影響

摘要：采用沙培方法，研究鉛對花生種子的發芽率、發芽勢，幼苗的株高、根長，葉片的葉綠素含量和根系活力等指標的影響，并分析了鉛對各項指標影響的高低。結果表明：鉛對花生種子萌發及幼苗生長有一定影響，花生種子的發芽率、發芽勢，幼苗的株高、根長，葉片的葉綠素含量和根系活力與鉛處理的濃度變化均為顯著的高度負相關關系；在鉛抑制毒害方面，鉛對發芽勢的影響大于發芽率，對根長的影響大于株高，對葉綠素a的影響大于葉綠素b。

關鍵詞：鉛；花生；種子萌發；幼苗生長

中圖分類號 S565.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）17-24-03

鉛是植物非必需元素，是一種廣泛存在于生活環境中的重金屬，毒性很大。植物在發芽生長過程中，根系發育不但要從土壤中主動攝取營養物質，同時也會被動吸收污染物質使生長受到抑制，嚴重時可導致死亡[1-2]。隨著工業化、都市化的快速發展，工業“三廢”的排放及污水灌溉、空氣污染和化肥不合理使用等，使水體、土壤、空氣受到嚴重污染，也使自然及農業環境中重金屬含量明顯增加，對農業生產造成極大的危害[3]，也直接威脅到了人體的健康。近年來，有關鉛脅迫對種子萌發與幼苗生理生化的影響研究多集中在谷類作物和蔬菜方面，有關鉛脅迫對花生種子萌發和幼苗生理生化指標間的作用大小報道較少，本研究對此進行了探討，以期為進一步研究鉛脅迫對花生種子萌發和幼苗生長的毒害機理和預防花生早期鉛傷害提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 供試材料為晉花4號的種子，所用Pb試劑為Pb（NO3）2。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 試驗采用完全隨機設計，重復3次，藥劑濃度分為0mg/L（對照）、1mg/L、50mg/L、100mg/L、200mg/L、300mg/L共6個處理。試驗數據采用SPSS13.0、Excel統計分析軟件進行分析。

1.2.2 種子處理及發芽試驗 從供試材料中挑選顆粒飽滿、大小一致、完整無損的種子，用0.5%的KMnO4消毒10min，用蒸餾水反復沖洗后浸泡12h。然后按6個處理、重復3次的要求將挑選好的種子放入墊2層濾紙的培養皿中，每個培養皿中放30粒種子，并分別加入不同濃度的鉛溶液5mL，上面覆蓋一層濾紙，放到25℃的恒溫培養箱中進行培養，每天向培養皿補加相應濃度的鉛溶液，待種子發芽后再對其進行沙培，每天觀察出苗和生長情況。

1.2.3 測定指標 （1）發芽率與發芽勢的測定[4]：在花生種子萌發3d時計算其發芽勢，在第7d的時候測其發芽率。

發芽勢（%）=（規定天數內發芽種子粒數/供試種子總粒數）×100

發芽率（%）=（全部發芽種子粒數/供試種子總粒數）×100

（2）形態和生理指標的測定：發芽試驗（第15d）結束后，從每個處理的各重復中隨機取10株，測定植株高度、根長、葉綠素含量、根系活力。其中，葉綠素含量的測定采用丙酮提取法[5-6]，根系活力的測定采用a-萘胺法[5-6]。

2 結果與分析

2.1 鉛對花生種子萌發的影響 發芽率能近似地反映出苗率，發芽勢則可表明種子活力的高低，兩者可指示出苗的好壞[7]。從圖1可以看出，不同濃度鉛處理對花生種子的萌發有一定影響。低濃度的鉛（10mg/L）對花生種子的萌發有一定的促進作用，其發芽率和發芽勢與對照比較都有提高，但隨著鉛處理濃度的增加，鉛對花生種子萌發的抑制作用逐漸增強，其種子發芽率和發芽勢均有降低。相關分析表明，鉛濃度的變化與發芽率、發芽勢均呈極顯著的高度負相關關系，其相關系數分別達到了-0.961 7**、-0.979 8**。與對照相比較，當鉛處理濃度為300mg/L時，花生種子的發芽率和發芽勢僅為對照的71.3%和67%。從相關分析也可以看出，鉛處理濃度的增加對種子的發芽勢影響比發芽率大。

2.2 鉛對花生幼苗的株高和根長的影響 從圖2可以看出，低濃度的鉛（10mg/L）對花生幼苗的株高和根長均有刺激作用，其株高和根長比對照都有較低程度的提高，但隨著鉛濃度的增加，對花生幼苗植株的生長抑制作用逐漸加大，使花生幼苗的株高和根長逐漸縮短。當鉛處理濃度為300mg/L時，花生幼苗的株高和根長分別為對照的80%和75.3%。相關分析表明，鉛處理濃度的變化與花生幼苗的株高和根長為高度負相關關系，其相關系數分別為-0.925 6**和-0.959 1**，同時，相關分析也表明鉛對根長的抑制作用比對株高的抑制作用大。這與王凱榮等[8]研究結果一致。

2.3 鉛對花生幼苗葉片葉綠素含量的影響 葉綠素是植物進行光合作用的主要色素，高等植物葉綠體中的葉綠素主要有葉綠素a和葉綠素b兩種。因此，葉綠素含量的多少也就反映了植物進行光合作用的能力強弱，反映出植物將無機物轉化為有機物的同化能力。從圖3可看出，鉛處理的濃度變化對花生幼苗葉片的葉綠素含量有一定的影響。與對照比較，低濃度的鉛處理以后，花生幼苗葉片的葉綠素含量略有提高，但隨著鉛處理濃度的增加，葉綠素的總含量、葉綠素a、葉綠素b的含量都隨之下降，原因可能是由于鉛與相關酶作用，抑制葉綠素前體的合成，促進葉綠素分解或直接破壞葉綠體結構，從而降低葉綠素含量及組成[9]。相關分析表明，鉛處理濃度的變化與葉綠素a的含量、葉綠素b的含量、葉綠素總含量均呈高度負相關關系，其相關系數分別為-0.879 7**、

-0.756 6*、-0.862 6**，從相關系數可以看出，鉛對葉綠素a和葉綠素b含量的影響有一定差異，鉛濃度的變化對葉綠素a含量的影響較大，說明葉綠素a對外界重金屬脅迫的變化更為敏感，因而對于重金屬而言，葉綠素a含量是比葉綠素總量更為理想的一個生理指標[9]。

2.4 鉛對花生幼苗根系活力的影響 植物根系除了起固定作用外，還是活躍的吸收器官和合成器官，根系的生長情況和活力水平直接影響地上部的營養和生長狀況。從圖4可以看出，不同濃度的鉛處理對花生幼苗根系的影響不同，低濃度（10mg/L）鉛處理時，花生幼苗的根系活力比對照略有提高，但隨著鉛處理濃度的提高，花生幼苗的根系活力呈下降趨勢。與對照相比較，當鉛處理濃度為300mg/L時，其根系活力只有對照的75.5%。相關分析表明，鉛處理濃度的變化與花生幼苗根系活力為高度負相關關系，其相關系數為-0.934 0**。

3 結論

研究表明，鉛對花生種子萌發及幼苗生長有一定影響，與對照相比，低濃度下產生促進作用，表現為激活效應，而高濃度下則產生抑制作用，表現為毒害效應，這與林偉等[10]的研究結果一致。且濃度越高，抑制作用越明顯。

花生種子的發芽率與發芽勢與鉛處理濃度為高度負相關關系，發芽率與發芽勢隨著鉛處理濃度的升高而下降，但鉛對發芽勢的影響比發芽率大。花生幼苗的株高與根長與鉛處理濃度為高度負相關關系，株高與根長隨著鉛處理濃度的升高而下降，鉛對根長的影響比株高更明顯。花生幼苗的葉片葉綠素含量與鉛處理濃度為高度負相關關系，葉綠素a、葉綠素b的含量隨著鉛處理濃度的升高而下降，并且鉛對葉綠素a抑制作用大于葉綠素b。根系活力是衡量根系功能的重要指標，花生幼苗的根系活力與鉛處理濃度（下轉97頁）（上接25頁）為高度負相關關系，根系活力隨著鉛處理濃度的升高而下降，其影響機理還有待進一步研究。

參考文獻

[1]張正潔，李東紅，許增貴.我國鉛污染現狀、原因及對策[J].環境保護科學，2005，31（4）：41-42.

[2]何振立.污染及有益元素的土壤化學平衡[M].北京：中國環境科學出版社，1998.

[3]杜啟蘭.鎘脅迫對花生種子萌發及幼苗生理特性的影響[J].貴州農業科學，2010，38（7）： 66-68.

[4]虎瑞，蘇雪，唐潔娟，等.重金屬Pb（Ⅱ）對蘿卜種子萌發及幼苗生長的影響[J].種子，2009，28（9）：7-15.

[5]張志良，瞿偉菁.植物生理實驗指導[M].北京：高等教育出版社，1994.

[6]李合生，孫群，趙世杰，等.植物生理生化實驗原理和技術[M].北京：高等教育出版社，2000.

[7]金海燕，奚濤，時唯偉，等.鎘脅迫對矮生四季豆種子萌發和幼苗生長發育的影響[J].中國農學通報，2009，25（1）：119-124.

[8]王凱榮，曲偉，劉文龍，等.鎘對花生苗期的毒害效應及其品種間差異[J].生態環境學報，2010，19（7）：1 653-1 658.

[9]王啟明.鉛、鎘及其復合脅迫對大豆幼苗生理生化特性的影響[J].河南農業科學，2006，7： 34-37.

[10]林偉，周娜娜，王剛，等.鉛脅迫對黃瓜幼苗根系生長和內源激素含量的影響[J].河南農業科學，2007（12）：89-90，93.

（責編：徐世紅）