1、    cd和pb及其復(fù)合脅迫對(duì)小麥種子萌發(fā)及幼苗根系生長(zhǎng)的影響    龐國(guó)飛孟慶東趙慧云戚名揚(yáng)林歡胡瑾摘要    采用發(fā)芽盒濾紙發(fā)芽法，分別設(shè)置不同濃度cd2+（0、15、30、60、120 mg/l）、pb2+（0、100、200、500、1 000 mg/l）及cd2+與pb2+的復(fù)合溶液處理2個(gè)小麥品種，測(cè)定小麥種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及幼苗根系生長(zhǎng)等指標(biāo)，以研究不同濃度cd2+、pb2+及其復(fù)合脅迫對(duì)小麥種子萌發(fā)及幼苗根系生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，與空白對(duì)照相比，不同濃度的cd2+、pb2+及其復(fù)合脅迫對(duì)小麥種子發(fā)芽及幼苗根系生長(zhǎng)均有

2、抑制作用，并且隨著濃度的增大抑制作用增強(qiáng);單一低濃度的cd2+、pb2+處理與空白對(duì)照之間多數(shù)無(wú)顯著性差異;cd2+和pb2+復(fù)合脅迫的強(qiáng)度要高于單一cd2+和pb2+的處理;淮麥33對(duì)不同濃度cd2+和pb2+及其復(fù)合脅迫的耐性高于煙農(nóng)19。關(guān)鍵詞    小麥;cd;pb;種子萌發(fā);根系生長(zhǎng)    s512.1            a   1007-5739（2020）09-0021-02           

3、                                                                         開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（osid）近年來(lái)，由于污水灌溉、污泥農(nóng)用及含有重金屬的農(nóng)

4、藥、化肥、殺蟲(chóng)劑等不合理使用，造成我國(guó)農(nóng)田土壤重金屬污染日益加重，土壤重金屬長(zhǎng)期積累不僅破壞土壤生態(tài)環(huán)境，阻礙動(dòng)植物生長(zhǎng)，而且通過(guò)食物鏈危及人體健康1。我國(guó)土壤重金屬污染以鎘（cd）、汞（hg）、砷（as）、鉛（pb）、鉻（cr）、銅（cu）等污染為主2。小麥?zhǔn)鞘澜缟献钪饕募Z食作物之一，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。研究表明，cd、pb脅迫導(dǎo)致小麥幼苗出現(xiàn)生長(zhǎng)遲緩、褪綠等中毒癥狀，最終產(chǎn)量大幅降低3-5。在脅迫條件下，種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)的特征可以在一定程度上反映植物對(duì)脅迫的耐性6。據(jù)此，本研究選擇淮安主栽小麥品種為材料，探討了重金屬cd、pb單一及其復(fù)合脅迫對(duì)小麥種子萌發(fā)和幼苗根系的影響，以期為小麥生

5、產(chǎn)提供參考。1    材料與方法1.1    試驗(yàn)概況供試小麥品種為煙農(nóng)19和淮麥33。試驗(yàn)設(shè)在江蘇省植物生產(chǎn)與加工實(shí)踐教育中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。1.2    試驗(yàn)設(shè)計(jì)選擇大小一致、顆粒飽滿的小麥種子，用20%雙氧水消毒10 min后，用蒸餾水沖洗干凈，將種子（腹溝朝下）均勻排列在鋪有雙層發(fā)芽紙的發(fā)芽盒（長(zhǎng)、寬、高分別為19、13、12 cm）中，每盒100粒，然后進(jìn)行cd2+、pb2+不同濃度處理（表1），共16個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)，放入光照培養(yǎng)箱，晝、夜溫度分別為22、18 。1.3    測(cè)定項(xiàng)目與方法每天

6、分別加入定量處理溶液，種子萌發(fā)以胚根達(dá)到種子長(zhǎng)度的1/2為標(biāo)準(zhǔn)作為發(fā)芽標(biāo)志，在第3天數(shù)出發(fā)芽的種子，計(jì)算發(fā)芽勢(shì)。在第7天數(shù)出發(fā)芽的種子，計(jì)算發(fā)芽率;并隨機(jī)抽取30粒已發(fā)芽的種子，用直尺量出胚芽長(zhǎng)，采用winphizo根系分析儀測(cè)定根系的總長(zhǎng)度、平均直徑、根系平均表面積、根系總體積、根系數(shù)量等。用吸水紙將種子表面水分吸干，稱出種子的鮮重。計(jì)算公式如下：發(fā)芽勢(shì)（%）=第3天正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100;發(fā)芽率（%）=第7天正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100。1.4    數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用dps統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。2   

7、 結(jié)果與分析2.1    不同處理對(duì)小麥種子萌發(fā)的影響由表2可知，與ck相比，單一的cd2+、pb2+脅迫下，小麥種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均有所下降，且均隨cd2+、pb2+濃度的增大下降幅度增加，處理a4、b4煙農(nóng)19的發(fā)芽勢(shì)分別為18.89%和12.22%、發(fā)芽率分別為26.67%和40.00%。2個(gè)小麥品種對(duì)cd2+、pb2+脅迫的響應(yīng)有所差別，煙農(nóng)19在cd2+濃度為030 mg/l、pb2+濃度為0200 mg/l單一脅迫下發(fā)芽率無(wú)顯著性差異，淮麥33的表現(xiàn)相反。cd2+和pb2+的復(fù)合脅迫對(duì)2個(gè)品種的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均有顯著性的影響，尤其是對(duì)發(fā)芽率。從cd2+、pb2

8、+單一及其復(fù)合脅迫對(duì)發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率的綜合影響來(lái)看，淮麥33對(duì)低濃度cd2+、pb2+及其復(fù)合脅迫的響應(yīng)高于煙農(nóng)19，而在高濃度cd2+、pb2+及其復(fù)合脅迫下的耐性要強(qiáng)于煙農(nóng)19，處理a1b4煙農(nóng)19和淮麥33的發(fā)芽率分別為30.00%、43.33%，處理a4b2煙農(nóng)19和淮麥33的發(fā)芽率分別為16.67%、22.22%，均比較低。cd2+、pb2+及其復(fù)合脅迫對(duì)小麥胚芽長(zhǎng)和鮮重也有顯著性的影響，主要表現(xiàn)為隨cd2+、pb2+及其復(fù)合脅迫濃度的增加，小麥胚芽縮短，鮮重下降，但低濃度cd2+（015 mg/l）、pb2+（0200 mg/l）及其復(fù)合脅迫各處理小麥種子鮮重?zé)o顯著差異。在本試驗(yàn)中，

9、cd2+對(duì)小麥種子萌發(fā)的抑制程度要大于pb2+ 處理。2.2    不同處理對(duì)小麥幼苗根系生長(zhǎng)的影響由表3可知，不同濃度cd2+、pb2+及其復(fù)合脅迫對(duì)小麥幼苗的總根長(zhǎng)、根系表面積和根尖數(shù)的影響表現(xiàn)為隨cd2+、pb2+ 濃度的增大而增大，低濃度cd2+（處理a1）、pb2+（處理b1）處理與ck無(wú)顯著差異;但處理a1b4、a4b2與ck差異顯著，煙農(nóng)19的總根長(zhǎng)分別為5.60、4.90 cm，根系表面積分別為1.94、1.55 cm2。不同濃度cd2+、pb2+及其復(fù)合脅迫下，小麥根系直徑增粗，并隨濃度的增大而增粗，處理a3煙農(nóng)19和淮麥33根系平均直徑分別為1.256

10、5、1.063 7 mm，分別較ck增粗48.7%和 33.8%，高濃度的cd2+、pb2+及其復(fù)合脅迫使根系生長(zhǎng)嚴(yán)重受阻，表型觀察根系為畸形生長(zhǎng)。不同濃度cd2+、pb2+及其復(fù)合脅迫對(duì)煙農(nóng)19和淮麥33幼苗根系的影響基本是一致的，但淮麥33對(duì)cd2+、pb2+及其復(fù)合脅迫的耐性要高于煙農(nóng)19，低濃度下cd2+、pb2+對(duì)淮麥33總根長(zhǎng)和根系體積有促進(jìn)作用，但與空白對(duì)照無(wú)顯著性差異。本試驗(yàn)中，cd2+ 對(duì)小麥幼苗根系的影響要大于pb2+處理，復(fù)合脅迫對(duì)小麥幼苗根系的影響要大于單一脅迫。3    結(jié)論與討論種子的萌發(fā)不僅是植物生命周期的開(kāi)始，也是植物對(duì)外界一切反應(yīng)的開(kāi)始，更

11、是對(duì)外界環(huán)境的敏感期，能夠作為檢驗(yàn)水體、土壤等環(huán)境污染的重要依據(jù)7，重金屬脅迫會(huì)使種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、主根長(zhǎng)、上胚軸長(zhǎng)度、株高以及植株生物量等受到不同程度的影響8。已有的研究表明，重金屬對(duì)植物種子萌發(fā)具有“低促高抑”的影響，即低濃度重金屬在一定程度上可以提高種子胚的生理活性，促進(jìn)種子萌發(fā);高濃度重金屬則對(duì)種子胚芽等產(chǎn)生毒害作用，并抑制種子的代謝過(guò)程，從而抑制種子萌發(fā)9-10。本研究中，低濃度cd2+（15 mg/l）和pb2+（100 mg/l）降低了小麥種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率，多數(shù)與空白對(duì)照之間無(wú)顯著差異，與他人研究結(jié)果不一致的主要原因可能是重金屬濃度的設(shè)置有差異以及不同基因型的小麥品種對(duì)重

12、金屬的耐性不同。本試驗(yàn)中，隨cd2+、pb2+及其復(fù)合脅迫濃度的增大，2個(gè)小麥品種的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和總根長(zhǎng)、根系表面積及根尖數(shù)等均表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，并隨濃度的增大而加劇，而根系的平均直徑則表現(xiàn)為相反，表明一定濃度cd2+、pb2+ 及其復(fù)合脅迫對(duì)種子萌發(fā)產(chǎn)生抑制作用;不同濃度cd2+ 對(duì)小麥種子萌發(fā)及根系生長(zhǎng)的抑制程度要高于不同pb2+ 濃度處理;cd2+ 和pb2+ 復(fù)合脅迫的強(qiáng)度要高于單一cd2+和pb2+ 的處理;淮麥33對(duì)不同濃度cd2+和pb2+ 及其復(fù)合脅迫的耐性要高于煙農(nóng)19。4    參考文獻(xiàn)1 郭朝暉，朱永官.典型礦冶周邊地區(qū)土壤重金屬污染及有效性含量j.

13、生態(tài)環(huán)境，2004，13（4）：553-555.2 周建軍，周桔，馮仁國(guó).我國(guó)土壤重金屬污染現(xiàn)狀及治理戰(zhàn)略j.中國(guó)科學(xué)院院刊，2014，29（3）：315-320.3 周睿，魏建宏，羅琳，等.赤泥添加對(duì)石灰性土壤中pb、cd形態(tài)分布及小麥根系的影響j.環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2017，11（4）：2560-2567.4 李子芳，劉惠芬，熊肖霞，等.鎘脅迫對(duì)小麥種子萌發(fā)幼苗生長(zhǎng)及生理生化特性的影響j.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2005，24（增刊1）：17-20.5 胡鐵柱，孫海燕，楊靖.鉛對(duì)不同鉛積累類型小麥幼苗生理生化特性和根系生長(zhǎng)的影響j.河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，47（11）：13-17.6 馬成倉(cāng)，洪法水.汞對(duì)小麥種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)作用機(jī)制初探j(luò).植物生態(tài)學(xué)報(bào)，1998，22（4）：373-378.7 吳順，羅光字，楊琴姣.重金屬鉛