铅对花生种子萌发和幼苗生长的影响

铅对花生种子萌发和幼苗生长的影响作者：张建平
来源：《安徽农学通报》2013年第17期
摘要：采用沙培方法，研究铅对花生种子的发芽率、发芽势，幼苗的株高、根长，叶片的叶绿素含量和根系活力等指标的影响，并分析了铅对各项指标影响的高低。

结果表明：铅对花生种子萌发及幼苗生长有一定影响，花生种子的发芽率、发芽势，幼苗的株高、根长，叶片的叶绿素含量和根系活力与铅处理的浓度变化均为显著的高度负相关关系；在铅抑制毒害方面，铅对发芽势的影响大于发芽率，对根长的影响大于株高，对叶绿素a的影响大于叶绿素b。

关键词：铅；花生；种子萌发；幼苗生长
中图分类号 S565.2 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2013）17-24-03
铅是植物非必需元素，是一种广泛存在于生活环境中的重金属，毒性很大。

植物在发芽生长过程中，根系发育不但要从土壤中主动摄取营养物质，同时也会被动吸收污染物质使生长受到抑制，严重时可导致死亡[1-2]。

随着工业化、都市化的快速发展，工业“三废”的排放及污水灌溉、空气污染和化肥不合理使用等，使水体、土壤、空气受到严重污染，也使自然及农业环境中重金属含量明显增加，对农业生产造成极大的危害[3]，也直接威胁到了人体的健康。

近年来，有关铅胁迫对种子萌发与幼苗生理生化的影响研究多集中在谷类作物和蔬菜方面，有关
铅胁迫对花生种子萌发和幼苗生理生化指标间的作用大小报道较少，本研究对此进行了探讨，
以期为进一步研究铅胁迫对花生种子萌发和幼苗生长的毒害机理和预防花生早期铅伤害提供参考。

1 材料与方法
1.1 试验材料供试材料为晋花4号的种子，所用Pb试剂为Pb（NO3）2。

1.2 试验方法
1.2.1 试验设计试验采用完全随机设计，重复3次，药剂浓度分为0mg/L（对照）、
1mg/L、50mg/L、100mg/L、200mg/L、300mg/L共6个处理。

试验数据采用SPSS13.0、Excel 统计分析软件进行分析。

1.2.2 种子处理及发芽试验从供试材料中挑选颗粒饱满、大小一致、完整无损的种子，用0.5%的KMnO4消毒10min，用蒸馏水反复冲洗后浸泡12h。

然后按6个处理、重复3次的要求将挑选好的种子放入垫2层滤纸的培养皿中，每个培养皿中放30粒种子，并分别加入不同浓度的铅溶液5mL，上面覆盖一层滤纸，放到25℃的恒温培养箱中进行培养，每天向培养皿补加相应浓度的铅溶液，待种子发芽后再对其进行沙培，每天观察出苗和生长情况。

1.2.3 测定指标（1）发芽率与发芽势的测定[4]：在花生种子萌发3d时计算其发芽势，在第7d的时候测其发芽率。

发芽势（%）=（规定天数内发芽种子粒数/供试种子总粒数）×100
发芽率（%）=（全部发芽种子粒数/供试种子总粒数）×100
（2）形态和生理指标的测定：发芽试验（第15d）结束后，从每个处理的各重复中随机取10株，测定植株高度、根长、叶绿素含量、根系活力。

其中，叶绿素含量的测定采用丙酮提取法[5-6]，根系活力的测定采用a-萘胺法[5-6]。

2 结果与分析
2.1 铅对花生种子萌发的影响发芽率能近似地反映出苗率，发芽势则可表明种子活力的高低，两者可指示出苗的好坏[7]。

从图1可以看出，不同浓度铅处理对花生种子的萌发有一定影响。

低浓度的铅（10mg/L）对花生种子的萌发有一定的促进作用，其发芽率和发芽势与对照比较都有提高，但随着铅处理浓度的增加，铅对花生种子萌发的抑制作用逐渐增强，其种子发芽率和发芽势均有降低。

相关分析表明，铅浓度的变化与发芽率、发芽势均呈极显著的高度负相关关系，其相关系数分别达到了-0.961 7**、-0.979 8**。

与对照相比较，当铅处理浓度为300mg/L时，花生种子的发芽率和发芽势仅为对照的71.3%和67%。

从相关分析也可以看出，铅处理浓度的增加对种子的发芽势影响比发芽率大。

2.2 铅对花生幼苗的株高和根长的影响从图2可以看出，低浓度的铅（10mg/L）对花生幼苗的株高和根长均有刺激作用，其株高和根长比对照都有较低程度的提高，但随着铅浓度的增加，对花生幼苗植株的生长抑制作用逐渐加大，使花生幼苗的株高和根长逐渐缩短。

当铅处理浓度为300mg/L时，花生幼苗的株高和根长分别为对照的80%和75.3%。

相关分析表明，铅处理浓度的变化与花生幼苗的株高和根长为高度负相关关系，其相关系数分别为-0.925 6**和-0.959 1**，同时，相关分析也表明铅对根长的抑制作用比对株高的抑制作用大。

这与王凯荣等[8]研究结果一致。

2.3 铅对花生幼苗叶片叶绿素含量的影响叶绿素是植物进行光合作用的主要色素，高等植物叶绿体中的叶绿素主要有叶绿素a和叶绿素b两种。

因此，叶绿素含量的多少也就反映了植物进行光合作用的能力强弱，反映出植物将无机物转化为有机物的同化能力。

从图3可看出，铅处理的浓度变化对花生幼苗叶片的叶绿素含量有一定的影响。

与对照比较，低浓度的铅处理以后，花生幼苗叶片的叶绿素含量略有提高，但随着铅处理浓度的增加，叶绿素的总含量、叶绿素a、叶绿素b的含量都随之下降，原因可能是由于铅与相关酶作用，抑制叶绿素前体的合成，促进叶绿素分解或直接破坏叶绿体结构，从而降低叶绿素含量及组成[9]。

相关分析表明，铅处理浓度的变化与叶绿素a的含量、叶绿素b的含量、叶绿素总含量均呈高度负相关关系，其相关系数分别为-0.879 7**、
-0.756 6*、-0.862 6**，从相关系数可以看出，铅对叶绿素a和叶绿素b含量的影响有一定差异，铅浓度的变化对叶绿素a含量的影响较大，说明叶绿素a对外界重金属胁迫的变化更为敏感，因而对于重金属而言，叶绿素a含量是比叶绿素总量更为理想的一个生理指标[9]。

2.4 铅对花生幼苗根系活力的影响植物根系除了起固定作用外，还是活跃的吸收器官和合成器官，根系的生长情况和活力水平直接影响地上部的营养和生长状况。

从图4可以看出，不同浓度的铅处理对花生幼苗根系的影响不同，低浓度（10mg/L）铅处理时，花生幼苗的根系活力比对照略有提高，但随着铅处理浓度的提高，花生幼苗的根系活力呈下降趋势。

与对照相比较，当铅处理浓度为300mg/L时，其根系活力只有对照的75.5%。

相关分析表明，铅处理浓度的变化与花生幼苗根系活力为高度负相关关系，其相关系数为-0.934 0**。

3 结论
研究表明，铅对花生种子萌发及幼苗生长有一定影响，与对照相比，低浓度下产生促进作用，表现为激活效应，而高浓度下则产生抑制作用，表现为毒害效应，这与林伟等[10]的研究结果一致。

且浓度越高，抑制作用越明显。

花生种子的发芽率与发芽势与铅处理浓度为高度负相关关系，发芽率与发芽势随着铅处理浓度的升高而下降，但铅对发芽势的影响比发芽率大。

花生幼苗的株高与根长与铅处理浓度为高度负相关关系，株高与根长随着铅处理浓度的升高而下降，铅对根长的影响比株高更明显。

花生幼苗的叶片叶绿素含量与铅处理浓度为高度负相关关系，叶绿素a、叶绿素b的含量随着铅处理浓度的升高而下降，并且铅对叶绿素a抑制作用大于叶绿素b。

根系活力是衡量根系功
能的重要指标，花生幼苗的根系活力与铅处理浓度（下转97页）（上接25页）为高度负相关关系，根系活力随着铅处理浓度的升高而下降，其影响机理还有待进一步研究。

参考文献
[1]张正洁，李东红，许增贵.我国铅污染现状、原因及对策[J].环境保护科学，2005，31（4）：41-42.
[2]何振立.污染及有益元素的土壤化学平衡[M].北京：中国环境科学出版社，1998.
[3]杜启兰.镉胁迫对花生种子萌发及幼苗生理特性的影响[J].贵州农业科学，2010，38（7）： 66-68.
[4]虎瑞，苏雪，唐洁娟，等.重金属Pb（Ⅱ）对萝卜种子萌发及幼苗生长的影响[J].种子，2009，28（9）：7-15.
[5]张志良，瞿伟菁.植物生理实验指导[M].北京：高等教育出版社，1994.
[6]李合生，孙群，赵世杰，等.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2000.
[7]金海燕，奚涛，时唯伟，等.镉胁迫对矮生四季豆种子萌发和幼苗生长发育的影响[J].中国农学通报，2009，25（1）：119-124.
[8]王凯荣，曲伟，刘文龙，等.镉对花生苗期的毒害效应及其品种间差异[J].生态环境学报，2010，19（7）：1 653-1 658.
[9]王启明.铅、镉及其复合胁迫对大豆幼苗生理生化特性的影响[J].河南农业科学，2006，7： 34-37.
[10]林伟，周娜娜，王刚，等.铅胁迫对黄瓜幼苗根系生长和内源激素含量的影响[J].河南农业科学，2007（12）：89-90，93.
（责编：徐世红）。