本文摘要：摘要：以莴苣(Lactuca sativa L.)种子为材料，采用水培方法研究了重金属Cu、Cr、Pb对莴苣种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明，低浓度(10 mg/L)的Cu能促进莴苣种子萌发和幼苗生长，在高浓度时对莴苣生长有抑制作用。Cr对莴苣种子萌发和幼苗生长表现出的抑制
摘要：以莴苣(Lactuca sativa L.)种子为材料，采用水培方法研究了重金属Cu、Cr、Pb对莴苣种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明，低浓度(10 mg/L)的Cu能促进莴苣种子萌发和幼苗生长，在高浓度时对莴苣生长有抑制作用。Cr对莴苣种子萌发和幼苗生长表现出的抑制作用最为明显，且随其浓度的升高，抑制作用急剧上升。Pb对莴苣种子萌发有延迟作用，对幼苗生长抑制作用明显。经3种不同重金属处理后的莴苣种子，幼苗根长、芽长随着重金属浓度的增加而降低(10 mg/L Cu处理除外)，3种重金属对其毒害作用从大到小的顺序为Cr、Pb、Cu。
关键字：莴苣(Lactuca sativa L.);重金属;种子萌发;幼苗生长
近年来，重金属污染问题日益加剧，铜、铬、铅作为主要的重金属污染成分已被国内外广泛关注[1-4]。铜是植物生长发育必需的营养元素之一，但过量的铜会抑制植物光合作用，且引发叶色失绿，从而抑制植株生长[5-7]。铬有强氧化性，是环境污染中的“五毒”元素之一，其在土壤中存在三价和六价2种，六价铬比三价铬毒性高100倍，且易被人体吸收且在体内蓄积[8，9]。铅是常见的有毒元素，它阻碍植物生长发育，主要表现在叶片表面的黄化、枯萎和植株的矮小，从而降低作物产量和质量[10]。
莴苣(Lactuca sativa L.)为菊科一年生或二年生草本植物，其营养价值高，含丰富的钙、磷、铁，亦含维生素A原、VB1、VB2、VC、尼克酸、糖类及微量元素和食物纤维等。莴苣在中国栽培面积大，是深受大家喜欢的蔬菜。莴苣有增加产乳量、利尿治水肿、增进骨骼发育、白牙齿明眼目等作用[11]。试验以莴苣种子为材料，研究Cu、Cr、Pb三种重金属对莴苣种子萌发和幼苗生长的影响，以期为研究重金属对莴苣的毒害和治理重金属污染提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
供试莴苣种子为“意大利皇冠生菜”，购自衡阳蔬菜种子公司。
1.2 方法
挑选均匀一致、色泽明亮的饱满种子用体积分数70%的乙醇消毒3 min，去离子水洗干净，最后用滤纸吸干水分。分别置于内铺2层滤纸、含有不同浓度重金属溶液、直径9 cm的培养皿中，每皿50粒种子，于25 ℃恒温培养箱内培养。每天喷去离子水，使培养皿内保持湿润，保证种子的正常发育。其中Cu以CuSO4、Cr以KCr2O3、Pb以Pb(NO3)2的形式提供，浓度梯度设置为0、10、50、100、150、200 mg/L，每处理3次重复。每天观察和记录种子发芽情况。7 d后计算总发芽率、发芽势和发芽指数。总发芽率(GP)=7 d已发芽的种子数/种子总数×100%;发芽势(GE)=发芽初期4 d已发芽种子数的和/种子总数×100%;发芽指数(GI)=∑Gt/Dt，Dt为发芽时间(d)，Gt为与Dt相对应的每天发芽种子数。活力指数(VI)=发芽指数(GI)×芽长(cm)。14 d时测定萌发幼苗的根长、芽长和胚芽重。
数据采用SPSS 19.0软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 重金属Cu、Cr、Pb对莴苣种子萌发的影响
2.1.1 Cu对莴苣种子萌发的影响 由表1可知，与对照相比，Cu处理浓度<100 mg/L时，对莴苣种子发芽率、发芽势没有显著影响，且在浓度为10 mg/L时表现出轻微的促进作用，发芽率升至86.3%。当Cu处理浓度≥150 mg/L时，对莴苣种子萌发产生一定的抑制作用，且随着Cu浓度的升高，抑制作用更明显。Cu处理浓度在150、200 mg/L时其发芽率分别降至73.0%、59.3%，与对照相比差异显著(P<0.05)。发芽势、发芽指数和活力指数也呈现与发芽率相同的趋势，即Cu处理浓度为10 mg/L时表现为促进作用，而高浓度时则呈现抑制作用。这是由于莴苣种子在萌发过程中，主要依赖于种子内部的营养物质，对外源的其他物质的利用率较低;另外，由于种皮的保护作用，只有少量的Cu2+进入种子，而Cu又是植物种子萌发必需的微量元素之一[12]，因此，在试验设置的低浓度下对植物种子的萌发不具有毒害作用。
2.1.2 Cr对莴苣种子萌发的影响 由表1可知，与对照相比，当Cr处理浓度为10 mg/L时，就表现出对莴苣种子萌发的抑制作用，其发芽率、发芽势下降幅度分别为12.4、11.7个百分点，与对照差异显著。随着Cr处理浓度的增加，莴苣种子的发芽率、发芽势均呈明显的下降趋势，与对照相比抑制作用显著。在Cr处理浓度≥150 mg/L时，与对照相比，其发芽率、发芽势降幅将近60个百分点。发芽指数和活力指数也是随Cr浓度的升高而显著降低，且活力指数下降最明显。在Cr处理浓度为200 mg/L时，其活力指数仅为3.4，为对照的3.5%。因此，随着Cr处理浓度的增加，Cr对莴苣种子萌发的抑制作用更加明显。
2.1.3 Pb对莴苣种子萌发的影响 由表1可以看出，与对照相比，Pb对莴苣种子发芽率的影响总体呈现出浓度≤50 mg/L时促进，浓度≥100 mg/L时出现抑制的现象。在10、50 mg/L的Pb处理浓度时，其发芽率均为86.3%，与对照相比上升1.6个百分点，但差异不显著。随着Pb处理浓度的升高，对莴苣种子的萌发开始呈现出抑制作用。当Pb处理浓度上升至150、200 mg/L时，发芽率分别下降至67.7%、65.7%，降幅明显，抑制作用显著。随着Pb处理浓度的增加，发芽指数和活力指数逐渐降低。Pb处理浓度为200 mg/L时，发芽势、发芽指数和活力指数分别降至40.3%、18.4和17.3，且均与对照差异显著。
与不同浓度Cu处理相比，相对于发芽率，不同浓度Pb处理莴苣种子的发芽势变化较大，说明Pb对莴苣种子萌发具有较强的延迟作用。3种重金属中，Cr对莴苣种子萌发的抑制作用最明显。
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