土壤重金屬對白菜種子發芽與根伸長抑制的生態毒性效應

□王建英

目前，主要有3種實驗方法可以運用到高等植物毒理試驗之中，這三種方法分別為，種子發芽試驗、根生長實驗以及早期植物幼苗生長實驗。在最早的階段，這些試驗方法主要的用途是用于對純化學品的毒性進行檢驗，隨著生態環境污染的惡化，以及對土壤污染生態毒理學評價需求的增加，這三種試驗方法已經運用到了廢物傾倒點和土壤的生態污染現場等地方。

文章選擇在我國最為常見的四種土壤（紅壤、暗棕壤、草甸棕壤以及栗鈣土），進行銅、鉛、鎘、鋅四種重金屬對白菜種子發芽與根伸長抑制的研究。通過對植物種子的發芽以及根伸長的觀察，從而確定在四種不同的土壤中四種重金屬的生態毒性和生物可利用性，從而為篩選土壤污染指標提供科學的依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選用CuSO4·5H2O、ZnSO4·7H2O、Pb（NO3)2、CdCl2·2.5H2O四種化學試劑。

在植物受控環境生長箱中使用玻璃培養皿、無灰定性濾紙、石英砂等材料。

在選用供試土壤時，應當采用0~20cm的表層土。共采用四種土壤分別為紅壤、暗棕壤、草甸棕壤、栗鈣土，白菜種子采自于山東德州農業科學院種子公司。

1.2 試驗方法

將50g風干的土壤置于玻璃培養皿中，再將以幾何級數配置的重金屬溶液加入培養皿中，同時采用離子水對土壤的含水量進行調節，之后將培養皿置于恒溫箱中48h，再用醫用鑷子將白菜種子播種在土壤中，蓋好玻璃培養皿，置于恒溫培養箱中培養55h。當對照組的種子發芽達到90%，根的長度達到了20mm時，可以進行數據采集，并結束初步試驗。并在確定種子發芽和根的伸長抑制率在IC10%~50%的濃度之間后，方可進行下一步實驗步驟。

在進行此步實驗之前，應當先準備6種不同濃度的培養皿，每個放置15粒種子，在相同的溫度以及濕度的條件下進行發芽和根伸長的實驗。實驗在對照組種子的發芽率達到65%以上，并且根伸長達到了20mm時停止。對各濃度土壤中種子的發芽率以及根伸長長度進行比較，并取平均值以及標準偏差。在進行實驗測定時，應當通過將種子在重金屬濃度不同的土壤環境中的生長情況與對照組對比。

2 試驗結果和討論

通過選擇盛有草甸棕壤的培養皿進行觀察和對比，從而比較銅、鉛、鎘、鋅等單一污染源對白菜種子發芽和根伸長的實驗結果，可以發現銅、鉛、鎘、鋅對于發芽的抑制程度遠遠輕于對根伸長的抑制程度。這個結果與土壤重金屬對小麥種子根伸長抑制的效果基本相同。

對重金屬濃度對根伸長的抑制率進行分析時，可以發現白菜根伸長的抑制率與土壤中重金屬的濃度呈線性關系，按照土壤類型和根伸長抑制率的線性斜率的關系可以得出：紅壤＞草甸棕壤＞栗鈣土＞暗棕壤。

結束語

以白菜種子發芽與根伸長抑制率的方式對土壤污染生態毒理效應進行研究，是衡量土壤的質量的重要方法。

文章通過選擇四種類型的土壤進行銅、鉛、鎘、鋅四種重金屬對于白菜種子和根伸長抑制的研究，并通過采用參照物的方式，可以對根伸長受抑制的程度與土壤的性質和重金屬污染的程度進行有效的比較，從而確定土壤重金屬對白菜種子發芽與根伸長抑制之間的關系。

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