不同濃度銅處理對(duì)西瓜萌發(fā)的影響

過(guò)凱倫 胡春

隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)以及冶金等產(chǎn)業(yè)也逐漸發(fā)展起來(lái)，大量的重金屬Cu、Pb、Zn、As等進(jìn)入環(huán)境，造成嚴(yán)重環(huán)境污染。重金屬進(jìn)入生態(tài)環(huán)境循環(huán)中，大量積累于水體、土壤中。植物由根、莖、葉通過(guò)對(duì)水分以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收的方式，吸收入重金屬物質(zhì)，使之在體內(nèi)大量積累。環(huán)境中的金屬很難降解，并通過(guò)食物鏈富集放大。隨著食物鏈進(jìn)入人體內(nèi)蓄積，最終威脅人類健康。

銅是人體必需的元素，廣泛分布在人體的臟器組織 ，人體銅過(guò)量，肝內(nèi)含銅時(shí)會(huì)增加數(shù)倍，超過(guò)忍受限度時(shí)，紅細(xì)胞不能攝取全部銅，銅突然釋放到血清內(nèi)，結(jié)果發(fā)生溶血，銅引起溶血有多種原因。Cu2+與血紅蛋白、紅細(xì)胞以及其他細(xì)胞膜的SH基有親合力，結(jié)果增加了紅細(xì)胞的通透性而發(fā)生溶血，此外，銅抑制谷胱甘肽還原酶，并使細(xì)胞內(nèi)還原型谷胱甘肽減少，銅使血紅蛋白變性，發(fā)生溶血性貧血。銅過(guò)量還表現(xiàn)為引起Wilson氏癥，其主要癥狀是膽汁排泄銅的功能紊亂，造成組織中銅貯留，首先蓄積于肝臟內(nèi)，引起肝臟損害，出現(xiàn)慢性、活動(dòng)性肝炎癥狀。當(dāng)銅沉積于腦部引起神經(jīng)組織病變時(shí)，則出現(xiàn)小腦運(yùn)動(dòng)失常和帕金氏綜合癥。銅沉積在近側(cè)腎小管，引起氨基酸尿、糖尿、蛋白尿和尿酸尿。

為研究重金屬銅對(duì)人體的潛在危害，研究了不同濃度銅離子對(duì)西瓜萌發(fā)以及出芽的部分生理狀況的影響。

2? 材料與方法

2.1? 實(shí)驗(yàn)材料

供試材料為西瓜，種子為的品種為京欣2號(hào)。

2.2? 種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)

挑選飽滿、無(wú)蟲(chóng)害的西瓜種子。準(zhǔn)備15個(gè)大小相等，且充分滅菌的培養(yǎng)皿，在培養(yǎng)皿底部墊2層濾紙。用五水硫酸銅配成銅離子為50mg/L，80mg/L，150mg/L，300mg/L4個(gè)不同梯度的溶液待用。將培養(yǎng)皿分為5組，每組3個(gè)，每一組分別用同一種濃度的銅離子溶液均勻潤(rùn)濕，其中一組為對(duì)照組，用純凈水潤(rùn)濕。在每個(gè)潤(rùn)濕的培養(yǎng)皿中均勻的放入30顆西瓜種子放入培養(yǎng)箱觀察。在觀察期間保持培養(yǎng)皿的濕潤(rùn)度，以確保西瓜種子生長(zhǎng)環(huán)境的適宜。在處理后3、5、7天觀察記錄種子的發(fā)芽率與胚芽的長(zhǎng)度。

發(fā)芽率（%）=供試種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%? （1）

發(fā)芽勢(shì)（%）=7d內(nèi)供試種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100% （2）

發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑Gt/Dt，式中Gt為在t日的發(fā)芽數(shù)，Dt為發(fā)芽天數(shù)? ? ?（3）

發(fā)芽抑制率=（對(duì)照組發(fā)芽率-處理組發(fā)芽率）/對(duì)照組發(fā)芽率×100%? ? ? （4）

芽伸長(zhǎng)抑制率=（對(duì)照組芽長(zhǎng)-處理組芽長(zhǎng)）/對(duì)照組芽長(zhǎng)×100%? ? ? ?（5）

根伸長(zhǎng)抑制率=（對(duì)照組根長(zhǎng)-處理組根長(zhǎng)）/對(duì)照組根長(zhǎng)×100%? ? ? （6）

2.3? 盆栽實(shí)驗(yàn)

挑選每組培養(yǎng)7天后長(zhǎng)勢(shì)良好的西瓜種子，種入土壤中，在相同的環(huán)境下培養(yǎng)觀察。每6d測(cè)定苗的根長(zhǎng)、株高、總重量以及吸光度。

3? 結(jié)果與分析

3.1? 銅離子對(duì)西瓜萌發(fā)的影響

實(shí)驗(yàn)組的發(fā)芽率與發(fā)芽勢(shì)均高于對(duì)照組。發(fā)芽指數(shù)是指種子活力高低的重要指標(biāo)，它可較客觀的反應(yīng)種子發(fā)芽速度和整齊度。西瓜在銅離子的脅迫下變化趨勢(shì)與發(fā)芽指數(shù)與發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)相似，在銅離子低濃度處理下有所下降，濃度升高后有所升高。比對(duì)照組增加了8.34%。表明銅離子對(duì)西瓜的萌發(fā)可能有促進(jìn)作用。

3.2? 銅離子對(duì)西瓜芽和胚根的抑制率的影響

低濃度的銅離子對(duì)西瓜的胚根的生長(zhǎng)有一定促進(jìn)作用，而對(duì)于芽的生長(zhǎng)有較輕的抑制作用。隨著銅離子處理濃度增加對(duì)芽與根的生長(zhǎng)都呈一直作用，并且濃度越高抑制作用越明顯。在銅離子濃度達(dá)到300mg/L時(shí)對(duì)胚根是100%抑制，對(duì)芽的抑制率也達(dá)到87.83%，可說(shuō)明銅離子對(duì)于西瓜種子的生長(zhǎng)有明顯的一直作用，但對(duì)西瓜種子的萌發(fā)有一定促進(jìn)作用。

3.3? 銅離子對(duì)西瓜幼苗個(gè)生物量的影響

低濃度的銅離子對(duì)西瓜幼苗的根生長(zhǎng)有少許促進(jìn)作用，但隨著濃度升高則是抑制。對(duì)地上部分的生長(zhǎng)均是抑制作用，隨著濃度增加抑制程度也增加。因此幼苗的總重量受銅離子的影響隨著濃度升高重量也逐漸減少。在銅離子達(dá)到一定濃度后種植的幼苗均死亡。說(shuō)明總體來(lái)說(shuō)銅離子對(duì)西瓜幼苗有抑制作用。

3.4? 銅離子對(duì)西瓜葉綠素含量的影響

在整個(gè)實(shí)驗(yàn)濃度梯度內(nèi)，葉綠素含量隨著銅離子濃度的增加而下降，呈劑量-效應(yīng)關(guān)系。

4? 討論

4.1? 在銅離子的影響下，西瓜的萌發(fā)率沒(méi)有受到抑制，反而有促進(jìn)作用。低濃度處理下有所下降，濃度升高后有所升高。據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察西瓜種子的培養(yǎng)皿中有輕微的青霉污染，而隨著銅離子濃度的升高青霉的感染程度降低，所以可以推測(cè)銅離子對(duì)西瓜萌發(fā)有促進(jìn)作用源于對(duì)周圍環(huán)境的殺菌作用。

4.2? 銅離子對(duì)胚芽的生長(zhǎng)有抑制作用，且濃度升高抑制率增加。而低濃度的銅離子對(duì)胚根的生長(zhǎng)有輕微促進(jìn)作用，但隨著濃度升高也成了抑制作用。隨著銅離子濃度的增加對(duì)胚根生長(zhǎng)的抑制作用大于對(duì)胚芽生長(zhǎng)的抑制作用。這是由于種子吸漲萌動(dòng)時(shí)，胚根吸水速度最快，最先突破種皮，這使銅離子在胚根的積累量上以及脅迫時(shí)間上大于芽從而胚根對(duì)重金屬的反應(yīng)更直接和敏感。

4.3? 實(shí)驗(yàn)中葉綠素的含量隨重金屬的濃度增加而降低，這可能是重金屬被植物吸收后，細(xì)胞內(nèi)的重金屬離子作用于葉綠素合成相關(guān)的幾種酶肽鏈富含-SH的部分結(jié)合，抑制酶的活性阻止的葉綠素的合成。

5? 綜上所述

5.1? 受銅離子的影響，西瓜的發(fā)芽率有所增加，且促進(jìn)作用在低濃度處理下有所下降，濃度升高后有所升高。但對(duì)于胚芽與胚根的影響均為抑制作用，且隨著濃度的增高抑制加重。

5.2? 在土培幼苗階段，低濃度的銅離子對(duì)西瓜幼苗的根生長(zhǎng)有少許促進(jìn)作用，但隨著濃度升高則是抑制。對(duì)地上部分的生長(zhǎng)均是抑制作用，隨著濃度增加抑制程度也增加。

5.3? 西瓜幼苗的葉綠素a、葉綠素b含量隨著銅離子處理濃度的增大而降低。銅離子對(duì)葉綠素的合成有抑制作用。

（作者單位：625400 四川省雅安市石棉縣農(nóng)業(yè)局）