重金屬Cu和Zn及其復(fù)合污染對(duì)小麥種子 萌發(fā)和生長(zhǎng)的影響重點(diǎn)

1、重金屬Cu和Zn及其復(fù)合污染對(duì)小麥種子萌發(fā)和生長(zhǎng)的影響摘要 本文主要研究了Cu2+和Zn2+及其復(fù)合污染對(duì)小麥種子萌發(fā)和生長(zhǎng)的影響。以徐州當(dāng)?shù)胤N子公司處購(gòu)買的小麥為材料，以去離子水培養(yǎng)為對(duì)照，研究不同濃度Cu2+，Zn2+及其復(fù)合對(duì)小麥種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明單一因素試驗(yàn)時(shí)，低濃度Cu2+和Zn2+對(duì)小麥種子的萌發(fā)和生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，高濃度Cu2+和Zn2+對(duì)小麥種子的萌發(fā)和生長(zhǎng)有抑制作用。在研究復(fù)合作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，在Cu2+，Zn2+復(fù)合濃度低時(shí)，對(duì)小麥的出芽率和幼苗生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用，即Cu2+，Zn2+濃度分別為10mg/L，5mg/L時(shí)，小麥種子萌發(fā)和生長(zhǎng)情況最好。關(guān)鍵詞：Cu2

2、+，Zn2+，小麥，種子萌發(fā)，幼苗生長(zhǎng)Abstract: This paper mainly presents a study of the effects of Zn2+ and Cu2+ and their combined pollution on Seed Germination and growth of wheat.Wheat was purchased from Xuzhou local . The effects of different concentrations on Seed Germination and seedling growth of wheat were s

3、tudied by using water culture as control.The results showed that low concentrations of Cu2+ and Zn2+ could promote the seed germination and growth of wheat, and high concentrations of Cu2+ and Zn2+ could inhibit the seed germination and growth of wheat.In the study of composite effect found in Cu2+,

4、Zn2+ compound concentration is low, the wheat germination rate and seedling growth of a certain role in promoting, Cu2+, Zn2+ concentrations were 10mg/L,5mg/L, the wheat seed germination and growth of the best.Key words: Cu2+, Zn2+, wheat, seed germination, seedling growth1.前言重金屬污染已日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，已成為當(dāng)今

5、污染面積最廣，危害最大的環(huán)境問題之一1。我國(guó)受重金屬污染的耕地面積近2000萬hm2，約占總耕地面積的1/5。由于對(duì)人類健康和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展危害的嚴(yán)重性，現(xiàn)在已成為全球關(guān)注的問題2。銅，鋅元素對(duì)植物的生長(zhǎng)是必不可少的微量元素，但是其濃度過大又會(huì)造成作物的毒害3。筆者通過研究Cu2+和Zn2+及其復(fù)合污染對(duì)小麥種子萌發(fā)的影響，為小麥生產(chǎn)提供一定的科學(xué)依據(jù)。2 材料與方法2.1材料 供試小麥為徐州當(dāng)?shù)胤N子公司購(gòu)買；供試藥品CuSO4·5H2O ， ZnSO4·7H2O；1000ml容量瓶；燒杯；移液槍；一次性塑料杯（實(shí)驗(yàn)條件限制用其代替培養(yǎng)皿）；普通定性濾紙。2.2方法 選取優(yōu)

6、質(zhì)小麥（通過肉眼觀察），然后經(jīng)過0.4%高錳酸鉀表面消毒，用去離子水反復(fù)沖洗，最后用濾紙吸干。選用一次性塑料杯代替培養(yǎng)皿，然后在一次性塑料杯中水平放置雙層濾紙作為發(fā)芽床。單因素試驗(yàn)時(shí)，隨機(jī)選取20粒小麥種子置于一次性塑料杯中，大致讓其平均分布。將配好濃度分別為5mg/L，10mg/L，25mg/L，50mg/L，125mg/L，250mg/L，500mg/L的銅、鋅溶液均取5mL分別加入到塑料杯中，最后形成三組重復(fù)。然后由單一因素試驗(yàn)得出的結(jié)果進(jìn)行復(fù)合試驗(yàn)。選取Cu2+，Zn2+濃度為Cu2+（10ml，50ml，125ml），Zn2+（5ml，10ml，50ml）分別復(fù)合在一次性塑料杯中進(jìn)行

7、試驗(yàn)，做三組重復(fù)，觀察小麥的發(fā)芽及生長(zhǎng)情況。發(fā)芽期間24小時(shí)記錄一次，第4天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)，第7天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，并計(jì)算發(fā)芽指數(shù)和幼苗苗長(zhǎng)。芽長(zhǎng)：發(fā)芽的所有幼苗高度的總和/發(fā)芽的幼苗總數(shù)。發(fā)芽率（%）：第7天供試種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%。發(fā)芽勢(shì)（%）：第4天供試種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%。發(fā)芽指數(shù)（GI）：GI=Gt/Dt，公式中Gt為在t日的發(fā)芽數(shù)，Dt為發(fā)芽天數(shù)。活力指數(shù)（VI）：VI=GI×S，公式中GI為發(fā)芽指數(shù)，S為幼苗高度。3 結(jié)果與分析3.1 Cu2+和Zn2+及其復(fù)合污染對(duì)小麥種子萌發(fā)的影響 3.1.1 Cu2+和Zn2+對(duì)小麥種子萌發(fā)的

8、影響（1）Cu2+對(duì)小麥種子萌發(fā)的影響由表1可知，單因素試驗(yàn)時(shí)，Cu2+濃度的變化對(duì)小麥種子的萌發(fā)具有顯著的影響。在濃度較低的情況下（Cu2+50mg/L），Cu2+對(duì)小麥種子的萌發(fā)率影響不是非常顯著，有一定的促進(jìn)作用；隨著濃度的上升（Cu2+50mg/L），小麥的萌發(fā)受到抑制，發(fā)芽率迅速下降。表1 在Cu影響下小麥在7天內(nèi)的發(fā)芽數(shù)發(fā)芽數(shù)銅濃度mg/L天數(shù)051025501252505001000000002000000003131077900041614141210100518161514101006181817171120071918181912200（2）Zn2+對(duì)小麥種子萌發(fā)的影響由表

9、2可知，單因素試驗(yàn)時(shí)，Zn 2+濃度的變化對(duì)小麥種子的萌發(fā)具有顯著的影響。在濃度較低的情況下（Zn2+10mg/L），Cu2+對(duì)小麥種子的萌發(fā)率影響不是非常顯著，有一定的促進(jìn)作用；隨著濃度的上升（Zn2+10mg/L），小麥的萌發(fā)受到抑制，發(fā)芽率迅速下降。表2 在Zn影響下小麥在7天內(nèi)的發(fā)芽數(shù)發(fā)芽數(shù)鋅濃度mg/L天數(shù)05102550125250500100000000發(fā)芽數(shù)鋅濃度mg/L天數(shù)05102550125250500200000000397778641416111112141184518161716171497618171918171712771917191818171673.1.2

10、Cu2+和Zn2+復(fù)合污染對(duì)小麥種子萌發(fā)的影響由表3可知當(dāng)Cu2+，Zn2+復(fù)合試驗(yàn)時(shí)，濃度較低時(shí)，不會(huì)影響小麥的正常萌發(fā)，對(duì)小麥的發(fā)芽率有一定的促進(jìn)作用。表3 在Cu、Zn復(fù)合作用下小麥在7天內(nèi)的發(fā)芽數(shù)發(fā)芽數(shù)銅鋅濃度mg/L天數(shù)（10,5）（10,10）（10.50）（50,5）（50,10）（50,50）（125,5）（125,10）1000000002000000003121213765204171415876415171618101212836181718121312837181718131413833.2 Cu2+和Zn2+及其復(fù)合污染對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)的影響3.2.1 Cu2+和Zn2

11、+對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)的影響（1）Cu2+對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)的影響 由表4知，少量的Cu2+對(duì)小麥幼苗的生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用，隨著培養(yǎng)液濃度的增高，小麥幼苗的生長(zhǎng)受到抑制。表4 Zn的發(fā)芽數(shù)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、芽長(zhǎng)、活力指數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)銅濃度mg/L觀測(cè)值合計(jì)平均發(fā)芽率發(fā)芽指數(shù)發(fā)芽勢(shì)苗長(zhǎng)cm活力指數(shù)01718185317.788.3%11.478.3%4.956.08851816205418.090.0%10.871.7%5.357.24101718205518.391.7%10.371.7%5.556.65251820185618.793.3%9.958.3%5.857.42501212123612.06

12、0.0%7.448.3%5.540.712512251.78.3%0.73.3%3.42.3825000000.00.0%0.00.0%0.0050000000.00.0%0.00.0%0.00（2）Zn2+對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)的影響由表5知，少量的Zn2+對(duì)小麥幼苗的生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用，隨著培養(yǎng)液濃度的增高，小麥幼苗的生長(zhǎng)受到抑制。鋅濃度mg/L觀測(cè)值合計(jì)平均發(fā)芽率發(fā)芽指數(shù)發(fā)芽勢(shì)苗長(zhǎng)/cm活力指數(shù)01718185317.788.3%11.478.3%4.956.151819155217.386.7%9.955.0%5.958.4102018205819.396.7%11.271.7%5.966.

13、1251717205418.090.0%10.160.0%5.353.5501717195317.788.3%10.773.3%5.154.61251818165217.386.7%9.253.3%4.036.82501913154715.778.3%7.153.3%2.417.05009910289.346.7%3.730.0%2.17.8表5 Zn的發(fā)芽數(shù)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、芽長(zhǎng)、活力指數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)3.2.2 Cu2+和Zn2+復(fù)合污染對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)的影響由表6知，少量的Cu2+和Zn2+濃度的復(fù)合污染對(duì)小麥幼苗的生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用，隨著培養(yǎng)液濃度的增高，小麥幼苗的生長(zhǎng)受到抑制。Cu，Zn

14、濃度（mg/L）重復(fù)總和平均發(fā)芽率發(fā)芽勢(shì)發(fā)芽指數(shù)苗長(zhǎng)活力指數(shù)重復(fù)一重復(fù)二重復(fù)三（10,5）1818195518.392%77%11.522.5729.61（10,10)1420175117.085%70%10.812.7129.30(10,50)1620195518.392%77%11.952.2026.29(50,5)1016123812.763%40%7.051.349.45(50,10)1216134113.768%37%7.291.188.60(50,50)717153913.065%42%7.051.399.80(125,5)6910258.342%18%4.290.733.13(1

15、25,10)346134.322%5%1.950.671.31(125,50)136103.317%5%1.520.590.90表6 Cu、Zn復(fù)合對(duì)小麥發(fā)芽及生長(zhǎng)的影響4 結(jié)論與討論重金屬對(duì)作物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)生長(zhǎng)的影響，一般認(rèn)為存在對(duì)小麥種子的萌發(fā)具有低濃度下的刺激效應(yīng)和高濃度下的抑制作用46；對(duì)幼苗生長(zhǎng)具有初期濃度下的刺激效應(yīng)和長(zhǎng)時(shí)間下的抑制效應(yīng)，并且抑制率隨著重金屬濃度的增加而增加7、8。由肖昕9等人研究可知，低濃度的銅，鋅對(duì)于小麥的發(fā)芽及幼苗的生長(zhǎng)是必須的，小麥屬淀粉型種子，種子中的貯存物質(zhì)含有較多的淀粉，淀粉分解能提供作物幼胚發(fā)育所需的能源，碳源和制造新組織的主要原料。過高濃度下

16、的銅，鋅通過抑制小麥種子萌發(fā)過程中淀粉酶的活性和呼吸強(qiáng)度，降低貯存物質(zhì)的分解速度，使小麥萌發(fā)所需的物質(zhì)和能量供應(yīng)受阻，從而使發(fā)芽率降低10。單因素試驗(yàn)時(shí)，不同濃度的Cu2+，Zn2+對(duì)小麥種子的萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)的影響不同。Cu2+在5mg/L，10mg/L，25mg/L處理濃度下，Zn2+在5mg/L，10mg/L處理濃度下，小麥種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)均受到一定程度的促進(jìn)；隨著重金屬濃度的升高，萌發(fā)率和幼苗的生長(zhǎng)均受到抑制，并且隨著濃度越來越高，抑制也愈明顯。Cu2+，Zn2+復(fù)合試驗(yàn)時(shí)，較低濃度的培養(yǎng)液對(duì)小麥種子萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用，由試驗(yàn)知，Cu2+，Zn2+分別為10mg/L，5

17、mg/L時(shí)，小麥種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)情況最好。參 考 文 獻(xiàn)1 鄭喜坤，魯安懷土壤重金屬污染現(xiàn)狀與防治方法J土壤與環(huán)境，2002， 11（1）：79842 顧繼光,林秋奇,胡韌,等.土壤-植物系統(tǒng)中重金屬污染的治理途徑及 其研究展望J.土壤通報(bào),2005，36（1）：128133. 3 王愛寬，單愛琴，孟慶俊.重金屬Cd,Cr,Pb,Zn對(duì)小麥生長(zhǎng)的影響J. 江蘇環(huán)境科技，2006，6：4748.4 呂篤康，巴音山，趙玉.銅、鎘污染對(duì)小麥種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響 J.種子，2012，9（31）：108111.5 魯先文,何俊.重金屬Cu和Zn對(duì)小麥種子萌發(fā)和生物量的影響J.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（35）：1534615348.6 王麗燕,鄭世英.鎘、鉛及其復(fù)合污染對(duì)小麥種子萌發(fā)的影響J.麥類作物學(xué)報(bào)，20