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對萵苣種子萌發和幼苗生長的影響。結果表明，低濃度(10 mg/L)的Cu能促進萵苣種子萌發和幼苗生長，在高濃度時對萵苣生長有抑制作用。Cr對萵苣種子萌發和幼苗生長表現出的抑制
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對萵苣種子萌發和幼苗生長的影響。結果表明，低濃度(10 mg/L)的Cu能促進萵苣種子萌發和幼苗生長，在高濃度時對萵苣生長有抑制作用。Cr對萵苣種子萌發和幼苗生長表現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對萵苣種子萌發有延遲作用，對幼苗生長抑制作用明顯。經3種不同重金屬處理后的萵苣種子，幼苗根長、芽長隨著重金屬濃度的增加而降低(10 mg/L Cu處理除外)，3種重金屬對其毒害作用從大到小的順序為Cr、Pb、Cu。
關鍵字：萵苣(Lactuca sativa L.);重金屬;種子萌發;幼苗生長
近年來，重金屬污染問題日益加劇，銅、鉻、鉛作為主要的重金屬污染成分已被國內外廣泛關注[1-4]。銅是植物生長發育必需的營養元素之一，但過量的銅會抑制植物光合作用，且引發葉色失綠，從而抑制植株生長[5-7]。鉻有強氧化性，是環境污染中的“五毒”元素之一，其在土壤中存在三價和六價2種，六價鉻比三價鉻毒性高100倍，且易被人體吸收且在體內蓄積[8，9]。鉛是常見的有毒元素，它阻礙植物生長發育，主要表現在葉片表面的黃化、枯萎和植株的矮小，從而降低作物產量和質量[10]。
萵苣(Lactuca sativa L.)為菊科一年生或二年生草本植物，其營養價值高，含豐富的鈣、磷、鐵，亦含維生素A原、VB1、VB2、VC、尼克酸、糖類及微量元素和食物纖維等。萵苣在中國栽培面積大，是深受大家喜歡的蔬菜。萵苣有增加產乳量、利尿治水腫、增進骨骼發育、白牙齒明眼目等作用[11]。試驗以萵苣種子為材料，研究Cu、Cr、Pb三種重金屬對萵苣種子萌發和幼苗生長的影響，以期為研究重金屬對萵苣的毒害和治理重金屬污染提供依據。
1 材料與方法
1.1 材料
供試萵苣種子為“意大利皇冠生菜”，購自衡陽蔬菜種子公司。
1.2 方法
挑選均勻一致、色澤明亮的飽滿種子用體積分數70%的乙醇消毒3 min，去離子水洗干凈，最后用濾紙吸干水分。分別置于內鋪2層濾紙、含有不同濃度重金屬溶液、直徑9 cm的培養皿中，每皿50粒種子，于25 ℃恒溫培養箱內培養。每天噴去離子水，使培養皿內保持濕潤，保證種子的正常發育。其中Cu以CuSO4、Cr以KCr2O3、Pb以Pb(NO3)2的形式提供，濃度梯度設置為0、10、50、100、150、200 mg/L，每處理3次重復。每天觀察和記錄種子發芽情況。7 d后計算總發芽率、發芽勢和發芽指數。總發芽率(GP)=7 d已發芽的種子數/種子總數×100%;發芽勢(GE)=發芽初期4 d已發芽種子數的和/種子總數×100%;發芽指數(GI)=∑Gt/Dt，Dt為發芽時間(d)，Gt為與Dt相對應的每天發芽種子數。活力指數(VI)=發芽指數(GI)×芽長(cm)。14 d時測定萌發幼苗的根長、芽長和胚芽重。
數據采用SPSS 19.0軟件進行統計分析。
2 結果與分析
2.1 重金屬Cu、Cr、Pb對萵苣種子萌發的影響
2.1.1 Cu對萵苣種子萌發的影響 由表1可知，與對照相比，Cu處理濃度<100 mg/L時，對萵苣種子發芽率、發芽勢沒有顯著影響，且在濃度為10 mg/L時表現出輕微的促進作用，發芽率升至86.3%。當Cu處理濃度≥150 mg/L時，對萵苣種子萌發產生一定的抑制作用，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時其發芽率分別降至73.0%、59.3%，與對照相比差異顯著(P<0.05)。發芽勢、發芽指數和活力指數也呈現與發芽率相同的趨勢，即Cu處理濃度為10 mg/L時表現為促進作用，而高濃度時則呈現抑制作用。這是由于萵苣種子在萌發過程中，主要依賴于種子內部的營養物質，對外源的其他物質的利用率較低;另外，由于種皮的保護作用，只有少量的Cu2+進入種子，而Cu又是植物種子萌發必需的微量元素之一[12]，因此，在試驗設置的低濃度下對植物種子的萌發不具有毒害作用。
2.1.2 Cr對萵苣種子萌發的影響 由表1可知，與對照相比，當Cr處理濃度為10 mg/L時，就表現出對萵苣種子萌發的抑制作用，其發芽率、發芽勢下降幅度分別為12.4、11.7個百分點，與對照差異顯著。隨著Cr處理濃度的增加，萵苣種子的發芽率、發芽勢均呈明顯的下降趨勢，與對照相比抑制作用顯著。在Cr處理濃度≥150 mg/L時，與對照相比，其發芽率、發芽勢降幅將近60個百分點。發芽指數和活力指數也是隨Cr濃度的升高而顯著降低，且活力指數下降最明顯。在Cr處理濃度為200 mg/L時，其活力指數僅為3.4，為對照的3.5%。因此，隨著Cr處理濃度的增加，Cr對萵苣種子萌發的抑制作用更加明顯。
2.1.3 Pb對萵苣種子萌發的影響 由表1可以看出，與對照相比，Pb對萵苣種子發芽率的影響總體呈現出濃度≤50 mg/L時促進，濃度≥100 mg/L時出現抑制的現象。在10、50 mg/L的Pb處理濃度時，其發芽率均為86.3%，與對照相比上升1.6個百分點，但差異不顯著。隨著Pb處理濃度的升高，對萵苣種子的萌發開始呈現出抑制作用。當Pb處理濃度上升至150、200 mg/L時，發芽率分別下降至67.7%、65.7%，降幅明顯，抑制作用顯著。隨著Pb處理濃度的增加，發芽指數和活力指數逐漸降低。Pb處理濃度為200 mg/L時，發芽勢、發芽指數和活力指數分別降至40.3%、18.4和17.3，且均與對照差異顯著。
與不同濃度Cu處理相比，相對于發芽率，不同濃度Pb處理萵苣種子的發芽勢變化較大，說明Pb對萵苣種子萌發具有較強的延遲作用。3種重金屬中，Cr對萵苣種子萌發的抑制作用最明顯。
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