重金属镉污染对玉米种子萌发及幼苗生长的影响
不同物质处理对玉米种子萌发的影响研究进展
一
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经 交 ０． 验 流２２ １４
子 萌发 机制 及种 子 生产 提供 理论 依 据 。
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率 ， 短发 芽 时 间 ， 高 发 芽 的 整 齐 度 ， 镍 必 须 控 缩 提 但 制 在一 个 合 适 的浓 度 范 围 ，否 则会 引起 相 反 的生理
时 金 促进 作 用 ， 高浓 度 的铜会 降低 种子 的发芽 率 。郑爱 珍 度 大小 、 间长 短 、 属离 子 在 植物 体 内的转 移性 以 等同 研究 表 明 ， 浓度 为５ ・ 时玉米 种 子 发芽 率 及植 物 各 生化 反 应 和代 谢 活动 的敏感 性 大 小所 决 定 铜 ０ｍｇ Ｌ
地 位 。在我 国 ， 玉米 是种植 面积 最 大的农作 物【 直 接 的环境 下 ， 别 是单 粒播 种 条 件下 ， 子 萌 发率 的 高 ” ， 特 种
关 系 到我 国 的粮 食安 全 问题 。随着 人 口增长 ， 临的 低 对 玉米 的产量 有 一定 的影 响 。文章 就 不 同处 理 对 面
种 子萌 发过 程 中 ， 由于各 种 代谢 活动 ， 在细 胞 内
这 协 物之 － ［ 有试 验表 日【 ０ ・＿硫 酸锌 处 理 能显 著 产生 许 多 活性 氧 ， 些 活性 氧 相互 转 化 、 同作 用 能 切， 月埘，． ｇ Ｉ ４ Ｊ 提 高郑 单 ９ ８种 子 的 萌 发速 率 ：０４ ． ｇ Ｌ ５ ． ６ ・ 一的 硫 导致 细 胞 氧化 损 伤 ，特 别 是膜 质 过 氧化 作用 ，造 成 Ｉ 酸锌 处 理能 显 著 提 高农 大 １ ８种 子 的 萌发 速 率 ，但 细胞 膜 结果 破 坏 ，细胞 膜受 损 是 种子 劣 变 的 主要 原 ０ ２ ２ １ 镍 镉 镧 铀 １１１１ １ 在 ３４７９ １ ２ １ － 硫 酸锌 的促进 效果 开 始下 降 。 的毒性 仅 次 因［。锌 、 、 、 、 等一 些金 属 离 子［，，，，， ． ｇＬ ６ 镉
211098596_重金属镉胁迫对大豆种子萌发与幼苗生长的影响
收稿日期:20220508基金项目:辽宁省自然科学基金资助项目(20170540650)㊂作者简介:韩俊艳(1968),女,内蒙古赤峰人,教授,博士㊂第35卷第2期2023年 4月沈阳大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f S h e n y a n g U n i v e r s i t y (N a t u r a l S c i e n c e )V o l .35,N o .2A pr .2023文章编号:2095-5456(2023)02-0108-08重金属镉胁迫对大豆种子萌发与幼苗生长的影响韩俊艳,王敬言,刘诗琦,冷玉莹,何 进,林楚航(沈阳大学城市有害生物治理与生态安全辽宁省重点实验室,辽宁沈阳 110044)摘 要:研究不同质量分数氯化镉胁迫对土培下大豆种子萌发与幼苗生长的影响㊂结果表明:大豆种子的发芽势㊁发芽率㊁发芽指数㊁活力指数㊁大豆幼苗的株高㊁叶长㊁叶宽㊁根长㊁干重㊁鲜重㊁耐性指数以及叶绿素质量分数均随氯化镉质量分数的增加呈下降趋势㊂氯化镉会抑制大豆幼苗的株高㊁叶长㊁叶宽㊁根长的生长,其中,株高和根长对氯化镉的胁迫更为敏感㊂100m g ㊃k g -1氯化镉处理的大豆幼苗的耐性指数与对照组差异极显著,第14㊁21㊁28d 大豆幼苗的耐性指数分别为42.6%㊁35.9%㊁34.4%㊂不同质量分数氯化镉处理后,大豆叶片中叶绿素质量分数降低,当氯化镉质量分数为100m g ㊃k g -1时,降低幅度最大㊂重金属镉进入土壤后,影响大豆种子的萌发以及幼苗正常的生长发育㊂关 键 词:镉;大豆;土培;种子萌发;幼苗生长中图分类号:Q 94 文献标志码:AE f f e c t s o fC a d m i u m S t r e s so nS e e dG e r m i n a t i o na n dS e e d l i n g G r o w t ho f S o yb e a n HA N J u n y a n ,WA N G J i n g y a n ,L I U S h i q i ,L E N G Y u y i n g ,H E J i n ,L I NC h u h a n g(L i a o n i n g K e y L a b o r a t o r y o f U r b a n I n t e g r a t e d P e s t M a n a g e m e n t a n d E c o l o g i c a l S e c u r i t y ,S h e n y a n g U n i v e r s i t y ,S h e n y a n g 110044,C h i n a )A b s t r a c t :T h ee f f e c t so fc a d m i u m c h l o r i d eo ns e e d g e r m i n a t i o na n ds e e d l i n g g r o w t h o f s o yb e a nu n d e r s o i lc u l t u r ew e r e s t ud ie d .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e g e r m i n a t i o n p o t e n t i a l ,g e r m i n a t i o n r a t e ,g e r m i n a t i o n i n d e x ,v i g o r i n d e x ,p l a n t h e i g h t ,l e af l e ng th ,l e a fwi d t h ,r o o t l e n g t h ,d r y w e i g h t ,f r e s hw e i g h t ,t o l e r a n c e i n d e xa n dc h l o r o p h y l l c o n t e n t o f s o y b e a ns e e d s d e c r e a s e dw i t h t h e i n c r e a s eo f c a d m i u mc o n t e n t .c a d m i u mc h l o r i d e i n h i b i t e dt h e g r o w t ho f p l a n t h e i g h t ,l e a f l e n g t h ,l e a fw i d t ha n d r o o t l e n g t ho f s o y b e a ns e e d l i n g s .P l a n t h e i g h t a n d r o o t l e n g t hw e r em o r e s e n s i t i v e t o c a d m i u mc h l o r i d e s t r e s s .T h e t o l e r a n c e i n d e xo f s o y b e a n s e e d l i n g s t r e a t e dw i t h100m g ㊃k g -1c a d m i u mc h l o r i d ew a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o mt h a t o f t h e c o n t r o l g r o u p .T h e t o l e r a n c e i n d e xo f s o y b e a ns e e d l i n g s t r e a t e dw i t h100m g ㊃k g -1c a d m i u m c h l o r i d e o n t h e 14t h ,21s t a n d 28t h d a y w a s 42.6%,35.9%a n d 34.4%r e s p e c t i v e l y .T h ec h l o r o p h y l lc o n t e n to fs o y b e a nl e a v e sd e c r e a s e d w i t ht h et r e a t m e n to f d i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o no f c a d m i u mc h l o r i d e ,a n d t h e g r e a t e s td e c r e a s ew a s f o u n dw h e nt h e c o n c e n t r a t i o no f c a d m i u mc h l o r i d ew a s100m g ㊃k g -1.Af t e rc a d m i u m e n t e r e dt h es o i l ,i t a f f e c t e dt h eg e r m i n a t i o n o fs o y b e a n s e e d sa n dth e n o r m a l g r o w t h a n d d e v e l o p m e n to f s o y b e a n s e e d li n g s .K e y wo r d s :c a d m i u m ;s o y b e a n s ;s o i l c u l t u r e ;s e e d g e r m i n a t i o n ;s e e d l i n gg r o w t h Copyright ©博看网. All Rights Reserved.随着人口数量急剧增加㊁社会的进步㊁经济快速发展以及工业化进程加速等,土壤污染对环境破坏和人体健康的危害日益严重㊂土壤污染包括有机物污染㊁无机物污染和放射性污染等几大类[1],其中无机物污染中最严重的是重金属污染,以镉污染尤其突出[2]㊂土壤中镉污染的主要来源包括汽车尾气排放㊁采矿㊁冶炼㊁电镀㊁长期施用磷肥㊁污水灌溉㊁垃圾填埋等人为因素和地质风化㊁水土流失㊁火山活动等自然因素[3],人为源主要为工业㊁农业㊁生活等,自然源主要为地质风化[4]㊂镉以各种途径进入土壤中,破坏了土壤的生态系统平衡[5]㊂土壤遭受镉污染后难降解,致使土壤肥力降低,抑制作物正常生长,在镉质量分数较低的情况下,也会出现植物生长缓慢㊁产量下降等问题[6]㊂土壤中的镉转移到食品中,会对人体造成一定的危害,主要表现为骨质疏松㊁肾脏损害㊁肾功能障碍㊁机体癌变㊁生殖发育功能损害以及神经系统病变等诸多问题[7]㊂大豆是我国重要的油料作物㊁粮食作物和饲料作物,富含植物蛋白㊁不饱和脂肪酸和膳食纤维[8]㊂目前,对大豆响应镉胁迫的研究较少,研究土壤中镉胁迫下的大豆植株萌发㊁生长情况以及叶绿素,对于大豆的安全性评估和生产具有指导作用㊂鉴于此,本文以大豆为对象,研究土壤不同氯化镉质量分数胁迫下大豆的种子萌发特性㊁植株生长情况,以期为镉污染农田的大豆安全生产以及提高大豆抗镉性提供科学依据㊂1 材料和方法1.1 试验材料供试土壤购于沈阳凡宇园艺科技有限公司,土壤p H 值为6.5~6.8,氮㊁磷㊁钾总质量分数ȡ12g ㊃k g -1,含水量ɤ40%,有机质质量分数ȡ40%,硅质量分数ȡ0.3g ㊃k g -1,主要含有草炭㊁蛭石和其他辅助成分及抑制土传病害的高效抑菌剂㊂供试大豆种子购于沈阳地区农贸市场㊂选择大小均匀一致㊁颗粒饱满㊁表面光滑无损伤的大豆种子,冲洗3~5次后,置于100m L 的烧杯中浸泡6~8h ㊂将浸泡好的大豆于20ħ光照恒温培养室中培养,光照时间为早上6ʒ00到晚上10ʒ00,并进行不同质量分数镉胁迫处理,C d 2+的供源C d C l 2㊃2.5H 2O 为分析纯试剂㊂1.2 试验方法1.2.1 大豆种子萌发指标测定设置3个氯化镉质量分数梯度:60㊁80和100m g ㊃k g -1㊂以不加氯化镉为对照(空白对照组),每个质量分数处理20个大豆种子,3个重复㊂每天记载发芽种子数,连续记录7d ㊂于第4d 计算发芽势,第7d 计算发芽率㊁发芽势㊁发芽指数㊁活力指数,并用刻度尺测量幼苗株高㊂计算公式[9]如下:发芽率=供试种子的发芽数供试种子数ˑ100%;发芽势=实验规定日期内正常发芽的种子数供试种子数ˑ100%;发芽指数=试验天数内的发芽数试验天数;活力指数=发芽指数ˑ株高㊂1.2.2 大豆幼苗生长指标测定待大豆种子生长14㊁21㊁28d 后,选取生长状态基本一致的大豆幼苗,用卷尺(精确到0.1c m )和游标卡尺(精确到0.01c m )分别测量叶长㊁叶宽㊁株高㊁根长㊂并计算耐性指数㊂计算公式[10]为耐性指数=各处理组根系平均长度预期根系平均长度㊂1.2.3 大豆幼苗地上部分叶㊁茎以及根系生物量测定待14㊁21㊁28d 时,将大豆植株洗净擦干,分成根㊁茎㊁叶3部分,称量各部分鲜重后放入105ħ烘箱901第2期 韩俊艳等:重金属镉胁迫对大豆种子萌发与幼苗生长的影响Copyright ©博看网. All Rights Reserved.杀青30m i n,再将烘箱调至70ħ烘干至质量不变,取出后准确称量植株的各部分干重[11]㊂1.2.4大豆幼苗叶绿素质量分数的测定待14㊁21和28d时,选取生长状态基本一致的大豆幼苗叶片,采用乙醇提取法[12]测量叶绿素a㊁叶绿素b㊁类胡萝卜素质量分数㊂1.3数据统计与分析用E x c e l对试验结果进行计算,采用S P S SS t a t i s t i c s24.0软件对数据进行单因素方差分析,采用最小显著性差异法(L S D)㊁邓尼特t3法(D u n n e t)进行差异性分析(p<0.05)㊂使用G r a p h P a dP r i s m 9.0.0软件进行作图㊂2结果与分析2.1氯化镉胁迫对大豆种子萌发的影响2.1.1氯化镉胁迫对大豆种子发芽势和发芽率的影响表1为不同质量分数氯化镉胁迫对大豆种子萌发的影响,由表1可见,氯化镉胁迫对大豆种子的发芽势和发芽率均有影响㊂随着氯化镉胁迫质量分数的增加,发芽势和发芽率呈逐渐下降趋势㊂氯化镉处理质量分数为60m g㊃k g-1时,发芽势为53.33%,发芽率为86.67%,与空白对照组比较,分别下降了22.0%㊁11.9%,差异显著(p<0.05)㊂氯化镉处理质量分数为80㊁100m g㊃k g-1时,发芽势分别为43.33%㊁28.33%,与空白对照组比较,分别下降了36.6%㊁58.5%;发芽率分别为78.33%㊁60.0%,与空白对照组比较,分别下降了20.3%㊁39.0%,差异极显著(p<0.01)㊂2.1.2氯化镉胁迫对大豆种子发芽指数和活力指数的影响从表1中可以看到,随着氯化镉质量分数的增加,大豆发芽指数和活力指数逐渐减小,与空白对照组比较,3个质量分数氯化镉处理组的发芽指数分别下降了11.7%㊁20.3%㊁39.1%,活力指数分别下降了15.4%㊁33.7%㊁60.3%㊂说明随着氯化镉质量分数的增大,大豆种子的萌发时间延长㊂表1不同质量分数氯化镉胁迫对大豆种子萌发的影响T a b l e1E f f e c t s o f c a d m i u mc h l o r i d es t r e s sw i t hd i f f e r e n tm a s s f r a c t i o n s o n s o y b e a n s e e d g e r m i n a t i o n氯化镉质量分数m g㊃k g-1发芽势%发芽率%发芽指数个㊃d-1株高mm活力指数mm㊃d-1068.33ʃ0.0398.33ʃ0.032.81ʃ0.0884.95238.71ʃ7.016053.33ʃ0.03 86.67ʃ0.03 2.48ʃ0.08 81.47202.05ʃ6.738043.33ʃ0.03 78.33ʃ0.03 2.24ʃ0.08 70.61158.16ʃ5.8310028.33ʃ0.03 60.00ʃ0.05 1.71ʃ0.14 55.4394.79ʃ7.90 注: 表示与空白对照组差异显著(p<0.05); 表示与空白对照组差异极显著(p<0.01),(下同)㊂2.2氯化镉胁迫对大豆幼苗生长的影响2.2.1氯化镉胁迫对大豆幼苗叶长㊁叶宽㊁株高㊁根长的影响图1为不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗生长的影响,由图1可知,经质量分数为60㊁80㊁100m g㊃k g-1氯化镉处理的大豆幼苗的生长均受到影响㊂随着氯化镉处理质量分数增大,大豆幼苗叶片变黄㊁失水㊁萎缩的现象逐渐明显㊂叶长和叶宽呈现下降的趋势,100m g㊃k g-1氯化镉处理组在不同时期植株叶长和叶宽下降最显著(p<0.01),在第14d时,100m g㊃k g-1氯化镉处理组叶长和叶宽分别为22.04mm㊁21.21mm,与空白对照组比较下降了44.0%和44.5%,见图1(a)㊁图1(b)㊂随着氯化镉质量分数增大,植株的各项生长指标均下降㊂株高呈现逐渐降低的趋势,与空白对照组比较,均显著下降(p<0.01)㊂在60m g㊃k g-1氯化镉处理下,3个时期株高分别下降了15.1%㊁23.0%㊁24.4%㊂80m g㊃k g-1氯化镉处理下,3个时期株高分别下降了32.1%㊁48.6%㊁47.5%㊂100m g㊃k g-1氯化镉处理下,3个时期株高分别下降了42.6%㊁58.1%㊁54.8%,见图1(c)㊂表明氯化镉质量分数越高,对大豆幼苗株高的抑制程度越大㊂不同质量分数氯化镉处理对大豆幼苗根的正常生长发育产生了严重影响㊂从大豆幼苗根的形态可以发现,随着氯化镉质量分数的增加,大豆幼苗的根出现了褐变㊁弯曲甚至腐烂的现象,根长明显减小,侧根数量明显减少㊂第28d时,与空白对照组比较,60㊁80㊁100m g㊃k g-1氯化镉处理组植株根长分别011沈阳大学学报(自然科学版)第35卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.下降了43.3%㊁56.8%㊁65.6%,与对照组比较差异极显著(p <0.01),见图1(d )㊂(a )氯化镉胁迫对叶长的影响(b)氯化镉胁迫对叶宽的影响(c )氯化镉胁迫对株高的影响(d)氯化镉胁迫对根长的影响图1 不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗生长的影响F i g .1 E f f e c t o f c a d m i u mc h l o r i d es t r e s sw i t hd i f f e r e n tm a s s f r a c t i o n s o n s o y b e a n s e e d l i n g s g r o w t h 2.2.2 氯化镉胁迫对大豆幼苗耐性指数的影响图2 不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗耐性指数的影响F i g .2 E f f e c t o f c a d m i u mc h l o r i d es t r e s sw i t hd i f f e r e n tm a s s f r a c t i o n s o n s o y b e a n s e e d l i n gs t o l e r a n c e i n d e x 耐性指数主要是考察植物根系抵抗能力强弱的一个指标㊂图2为不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗耐性指数的影响,由图2可知,随着氯化镉处理质量分数的增加,由于大豆幼苗的根长生长缓慢,耐性指数逐步下降,同时随着氯化镉处理大豆幼苗天数的增加,耐性指数也逐步下降㊂100m g ㊃k g -1氯化镉处理组大豆幼苗在第14㊁21㊁28d 时,耐性指数与对照组比较差异极显著(p <0.01)㊂2.2.3 氯化镉胁迫对大豆幼苗鲜重的影响图3为不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗鲜重的影响,由图3可知,随着氯化镉质量分数增加,大豆幼苗的根㊁茎㊁叶鲜重呈现逐步下降的趋势㊂不同时期氯化镉胁迫大豆幼苗的根㊁茎㊁叶各部分鲜重与对照组比较差异显著㊂第28d 时,空白对照组大豆幼苗根的鲜重为270.2,60㊁80㊁100m g ㊃k g -1氯化镉处理组植株根部鲜重分别较空白对照组下降了28.5%㊁43.3%㊁50.7%,有极显著差异(p <0.01)㊂2.2.4 氯化镉胁迫对大豆幼苗干重的影响图4为不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗干重的影响,由图4可知,随着氯化镉质量分数的增大,大豆幼苗的根㊁茎㊁叶干重呈现下降趋势,100m g ㊃k g -1氯化镉处理组大豆幼苗各部位干重值最低,14㊁21㊁28d 时,根部干重较对照组分别降低了37.7%㊁61.1%㊁61.9%,茎部干重分别降低了60.6%㊁50.5%㊁38.7%,叶干重分别降低了67.6%㊁62.9%㊁66.4%,差异显著㊂111第2期 韩俊艳等:重金属镉胁迫对大豆种子萌发与幼苗生长的影响Copyright ©博看网. All Rights Reserved.(a )氯化镉胁迫对根鲜重的影响(b)氯化镉胁迫对茎鲜重的影响(c)氯化镉胁迫对叶鲜重的影响图3 不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗鲜重的影响F i g .3 E f f e c t o f c a d m i u mc h l o r i d es t r e s sw i t hd i f f e r e n tm a s s f r a c t i o n s o n f r e s hw e i g h t o f s o y b e a n s e e d l i n gs (a )氯化镉胁迫对根干重的影响(b)氯化镉胁迫对茎干重的影响(c)不氯化镉胁迫对叶干重的影响图4 不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗干重的影响F i g .4 E f f e c t o f c a d m i u mc h l o r i d es t r e s sw i t hd i f f e r e n tm a s s f r a c t i o n s o nd r y w e i g h t o f s o y b e a n s e e d l i n g s 2.2.5 氯化镉胁迫对大豆幼苗叶绿素的影响叶绿素是植物光合作用的重要指标[13]㊂图5为不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗叶绿素的影响,由图5可知,14d 时,氯化镉处理组大豆幼苗的叶绿素a ㊁叶绿素b ㊁类胡萝卜素质量分数均低于对照211沈阳大学学报(自然科学版) 第35卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.组,并随着氯化镉质量分数的升高,大豆幼苗叶绿素质量分数逐渐降低,3组不同质量分数氯化镉胁迫下的叶绿素a ㊁类胡萝卜素与对照组相比差异显著㊂21和28d 时,3组不同质量分数氯化镉处理下叶绿素a ㊁叶绿素b ㊁类胡萝卜素质量分数均极显著低于对照组(p <0.01)㊂与对照组比较,100m g ㊃k g -1处理组下降最严重,叶绿素a ㊁叶绿素b ㊁类胡萝卜素分别下降了34.7%㊁41.3%㊁41.2%和35.5%㊁45.3%㊁39.0%㊂(a )氯化镉胁迫14d 对叶绿素的影响(b )氯化镉胁迫21d 对叶绿素的影响(c )氯化镉胁迫28d 对叶绿素的影响图5 不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗叶绿素的影响F i g .5 E f f e c t o f c a d m i u mc h l o r i d es t r e s sw i t hd i f f e r e n tm a s s f r a c t i o n s o n c h l o r o p h y l l o f s o y b e a n s e e d l i n g s 3 讨 论种子的萌发指标是评价种子萌发能力㊁出苗整齐度以及种子活力的重要参数,直接与幼苗的生长和生物量相关[14]㊂萌发期是植物生长发育过程中受外界非生物因素影响最敏感的时期之一,幼苗期对镉胁迫产生的毒害反应尤为显著[15]㊂彭昌琴等[16]㊁陈丽丽等[17]研究发现,随着镉质量分数的增加,对植物根长的抑制程度加大㊂本研究中,氯化镉对根长的抑制程度较为严重,这可能与植物的根系更容易富集重金属导致,植物将重金属固定在根系中,也是一种自我保护机制,最大可能的减少重金属向茎㊁叶中运输,减少重金属对植物的损害[18]㊂杨明等[19]研究发现,镉胁迫对水稻种子的萌发以及幼苗生长具有抑制作用,镉浓度越高,抑制作用越强㊂岑画梦等[15]研究表明狗牙根与假俭草种子的发芽势㊁发芽率㊁发芽指数㊁活力指数㊁根长等均随镉质量浓度的升高而降低㊂本实验研究表明,60㊁80㊁100m g ㊃k g -1氯化镉处理组与空白对照组比较,大豆的种子萌发和幼苗生长均受到不同程度的影响,氯化镉质量分数越高越明显㊂推测高质量分数的镉可能对胚㊁芽等产生毒害,从而抑制种子萌发以及后期生长发育㊂叶绿素是植物光合作用的重要物质基础,其质量分数的多少直接反映叶片光合能力的强弱,环境胁迫可导致叶绿素的破坏与降解㊂刘燕等[20]研究表明镉胁迫下油菜叶绿素总量呈下降趋势㊂朱志勇等[21]研究表明,氯化镉通过破坏叶绿体中类囊体结构而降低小麦旗叶叶绿素质量分数,从而抑制光合作用㊂本研究中随着氯化镉胁迫质量分数的增加,大豆叶片中叶绿素质量分数显著下降,因此推测氯化镉的胁迫使幼叶叶绿体发育不良,阻碍了叶绿素的合成,从而进一步影响了光合作用,对大豆生理生化代谢产生了巨大的毒害作用㊂这也与吴正卓等[22]得出高质量分数的镉胁迫能明显降低叶片叶绿素质量分数结论相一致㊂后期研究可以继续探寻重金属镉胁迫大豆的作用机理,为提高大豆抗镉性提供可311第2期 韩俊艳等:重金属镉胁迫对大豆种子萌发与幼苗生长的影响Copyright ©博看网. All Rights Reserved.411沈阳大学学报(自然科学版)第35卷靠参考依据㊂4结论重金属镉胁迫对大豆种子的萌发与幼苗生长均有影响㊂随着氯化镉胁迫质量分数的增大,大豆种子的发芽率㊁发芽指数㊁发芽势㊁活力指数降低,大豆幼苗的株高㊁叶长㊁叶宽㊁根长㊁干重㊁鲜重㊁耐性指数以及叶绿素质量分数均呈下降趋势㊂随着氯化镉胁迫质量分数的增加以及胁迫时间的延长,大豆种子的萌发以及幼苗生长受到的抑制作用逐渐增强㊂参考文献:[1]刘国泰,张睿.农用土壤中污染物类型及特性研究[J].广东化工,2021,48(5):138.L I U G T,Z H A N G R.T y p e sa n dc h a r a c t e r i s t i c so f p o l l u t a n t s i na g r i c u l t u r a ls o i l s[J].G u a n g d o n g C h e m i c a l I n d u s t r y,2021, 48(5):138.[2]薛祖源.国内土壤污染现状㊁特点和一些修复浅见[J].现代化工,2014,34(10):16.X U EZ Y.P r e s e n ts i t u a t i o n,c h a r a c t e r i s t i c so fs o i l p o l l u t i o ni n C h i n aa n ds o m es u g g e s t i o n sf o rs o i l r e m e d i a t i o n[J].M o d e r nC h e m i c a l I n d u s t r y,2014,34(10):16.[3]P A NLB,MAJ,WA N G XL,e t a l.H e a v y m e t a l s i ns o i l s f r o ma t y p i c a l c o u n t y i nS h a n x i P r o v i n c e,C h i n a:l e v e l s,s o u r c e sa n ds p a t i a l d i s t r i b u t i o n[J].C h e m o s p h e r e,2016,148:248254.[4]K H A N AM R,K UMA R A,N A Y A K A K,e t a l.M e t a l(l o i d)s(A s,H g,S e,P ba n dC d)i n p a d d y s o i l:b i o a v a i l a b i l i t y a n d p o t e n t i a lr i s k t oh u m a nh e a l t h[J].S c i e n c e o f t h eT o t a l E n v i r o n m e n t,2020,699:134330.[5]王泓博,苟文贤,吴玉清,等.重金属污染土壤修复研究进展:原理与技术[J].生态学杂志,2021,40(8):22772288.WA N G H B,G O U W X,WU Y Q,e t a l.P r o g r e s s i nr e m e d i a t i o n t e c h n o l o g i e s o fh e a v y m e t a l s c o n t a m i n a t e ds o i l:p r i n c i p l e s a n d t e c h n o l o g i e s[J].C h i n e s e J o u r n a l o fE c o l o g y,2021,40(8):22772288.[6]孙婕妤,刘艳秋,李佰林,等.植物对镉的耐性机制以及对镉污染土壤修复的研究进展[J].江苏农业科学,2018,46(7):1219.S U NJ S,L I U Y Q,L IBL,e t a l.R e s e a r c h p r o g r e s so n m e c h a n i s m o f p l a n t t o l e r a n c e t oc a d m i u ma n dr e m e d i a t i o no f c a d m i u mc o n t a m i n a t ed s o i l[J].J i a n g s uA g r i c u l t u r a l S c ie n c e s,2018,46(7):1219.[7]綦峥,齐越,杨红,等.土壤重金属镉污染现状㊁危害及治理措施[J].食品安全质量检测学报,2020,11(7):22862294.Q I Z,Q IY,Y A N G H,e t a l.S t a t u s,h a r ma n d t r e a t m e n tm e a s u r e so f h e a v y m e t a l c a d m i u m p o l l u t i o n i ns o i l[J].J o u r n a l o fF o o d S a f e t y&Q u a l i t y,2020,11(7):22862294.[8]崔广娟,曹华元,陈康,等.镉胁迫对4种基因型大豆生长和体内元素分布的影响[J].华南农业大学学报,2020,41(5):4957.C U IGJ,C A O H Y,C H E N K,e ta l.E f f e c t so fc a d m i u m s t r e s so n p l a n t g r o w t ha n de l e m e n td i s t r i b u t i o no ff o u rs o y b e a ng e n o t y p e s[J].J o u r n a l o f S o u t hC h i n aA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y,2020,41(5):4957.[9]李爽,付鸿博.重金属镉胁迫对2种草坪草种子萌发的影响[J].世界热带农业信息,2020(9):2831.L I S,F U H B.E f f e c t so f c a d m i u ms t r e s so ns e e d g e r m i n a t i o no f t w o t u r f g r a s s e s[J].W o r l dT r o p i c a lA g r i c u l t u r e I n f o r m a t i o n, 2020(9):2831.[10]黄娟,周瑜,李泽碧,等.镉胁迫对甜高粱种子萌发及幼苗生长的影响[J].南方农业,2021,15(25):2730.HU A N GJ,Z H O U Y,L I ZB,e t a l.E f f e c t o f c a d m i u ms t r e s s o n s e e d s p r o u t i n g a n d s e e d l i n gg r o w t ho f s w e e t s o r g h u m[J].S o u t hC h i n aA g r i c u l t u r e,2021,15(25):2730.[11]肖雪,李宗艳,马长乐,等.镉胁迫对双腺藤幼苗生长及生理特性的影响[J].西部林业科学,2021,50(3):118123.X I A O X,L I ZY,MA C L,e ta l.E f f e c t so fC d2+s t r e s so nt h e g r o w t ha n d p h y s i o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c so f M a n d e v i l l a s a n d e r i s e e d l i n g s[J].J o u r n a l o fW e s tC h i n aF o r e s t r y S c i e n c e,2021,50(3):118123.[12]刘彩云.提取方法㊁试剂对不同高等植物叶片叶绿素提取效果的比较分析[J].潍坊学院学报,2014,14(2):7476.L I U CY.C o m p a r a t i v e a n a l y s i s o n t h em e t h o d sa n ds o l u t i o n so f c h l o r o p h y l l e x t r a c t i o no fd i f f e r e n th i g h e r p l a n t[J].J o u r n a l o f W e i f a n g U n i v e r s i t y,2014,14(2):7476.[13]庞亚琴,任彩婷,徐秋曼.解淀粉芽孢杆菌HM618对镉胁迫下小麦幼苗生长的影响[J].天津师范大学学报(自然科学版),2018,38(4):5559.P A N G Y Q,R E NCT,X U Q M.E f f e c t s o f B a c i l l u s a m y l o l i q u e f a c i e n s HM618o n t h e g r o w t ho fw h e a t s e e d l i n g s u n d e r c a d m i u m s t r e s s[J].J o u r n a l o fT i a n j i nN o r m a lU n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n),2018,38(4):5559.[14]王博,田杰,龙林,等.重金属胁迫对白三叶种子萌发的影响[J].种子,2019,38(2):2024.WA N GB,T I A NJ,L O N G L,e t a l.E f f e c t so fh e a v y m e t a l s t r e s so n g e r m i n a t i o no f T r i f o l i u mr e p e n s[J].S e e d,2019,38(2): 2024.[15]岑画梦,彭玲莉,杨雪,等.C d2+对狗牙根㊁假俭草种子萌发及幼苗生长的影响[J].草业学报,2015,24(5):100107.Q I N H M,P E N GLL,Y A N G X,e t a l.E f f e c t so fC d2+o nt h es e e d g e r m i n a t i o na n ds e e d l i n gg r o w t ho f C y n o d o nd a c t y l o n a n dE r e m o c h l o a o p h i u r o i d e s[J].A c t aP r a t a c u l t u r a eS i n i c a,2015,24(5):100107.Copyright©博看网. 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All Rights Reserved.。
几种重金属（Cd、Cr、As）在玉米植株中的分布研究
几种重金属（Cd、Cr、As）在玉米植株中的分布研究孙姣辉;陈婷婷;邱博;刘伟华;罗红兵【摘要】从株洲市某社区玉米园中采集玉米植株及其生长的土壤样品，利用ICP 等离子法测定铬（Cr）、砷（As）、镉（Cd）3种重金属元素的含量，对玉米不同器官积累重金属的特性进行初步研究。
结果表明：（1）玉米园土壤受重金属As中度污染，重金属Cd重度污染；（2）3种重金属在玉米植株中的分布规律大致为根＞叶＞茎；（3）玉米对土壤中3种重金属的平均富集系数大小排列顺序为Cd＞Cr＞As；（4）玉米对土壤As元素有较强的耐性；（5）玉米茎中Cr元素含量与根中Cr达到了显著负相关，而茎、叶中Cd含量与根部Cd呈正相关。
%The contents of heavy metals (Cr,Cd,As)in maize plant and soil collected from somewhere in Zhuzhou were measured by ICP plasma method. Preliminary study was made on the Characteristics of heavy metal accumulation in differ-ent organs of Maize. The results showed that:(1 )the soil was contaminated by As at middle-grade,by Cd at severe -grade,(2)the contents of heavy metal in plant showed the order ofroot>leaf >stem,(3)the accumulative coefficient or-der wasCd>Cr>As,(4)the result also showed that maize plant was tolerated to As,(5)Cr of stem were significant nega-tive correlation with the same elements in the roots. While Cd in stem and leaf were significant positive correlation with the same elements in the root.【期刊名称】《作物研究》【年(卷),期】2016(030)004【总页数】4页(P402-405)【关键词】玉米;重金属;分布;富集【作者】孙姣辉;陈婷婷;邱博;刘伟华;罗红兵【作者单位】湖南农业大学农学院，长沙410128;湖南农业大学农学院，长沙410128;湖南农业大学农学院，长沙410128;湖南农业大学农学院，长沙410128;湖南农业大学农学院，长沙410128【正文语种】中文【中图分类】S513.06随着工业化和城市化的飞速发展，土壤重金属污染已成为不容忽视的突出环境问题[1～5]。
Pb2+胁迫对玉米幼苗生理指标的影响
Pb2+胁迫对玉米幼苗生理指标的影响摘要：采用盆栽试验研究了不同浓度的Pb2+溶液对玉米（Zea mays L.）幼苗生理指标的影响。
结果表明，在Pb2+作用下，玉米幼苗生长受到一定的抑制作用，较高浓度的Pb2+显示较高的毒性。
表现为随着Pb2+浓度的增加，玉米幼苗叶片脯氨酸、丙二醛（MDA）含量增加，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性升高，可溶性蛋白质含量减少。
关键词：玉米（Zea mays L.）幼苗；Pb2+胁迫；生理指标重金属污染对环境和人体健康危害很大，因为重金属在土壤中的滞留时间长，不易被微生物分解，还可以通过水稻、小麦、玉米（Zea mays L.）等农作物的可食用部位进入食物链，最终影响人体的健康[1]。
目前，由于含有重金属的工业废水的不合理排放以及用污水灌溉农田等原因，致使某些土壤受到了重金属污染。
随着工业进程的加快，重金属污染已经成为全球性环境问题。
重金属对土壤的污染因其隐蔽性、不可逆性和长期性的特点对陆生生态系统构成潜在的巨大威胁[2]。
铅（Pb）是土壤中主要的重金属污染元素之一，被植物吸收并积累到一定程度就会影响种子的萌发，使根系丧失正常功能，妨碍其对养料的吸收，阻滞农作物正常生长发育，降低产量和品质[3，4]。
本试验以甜玉米为材料，研究了不同浓度Pb2+溶液对甜玉米叶片脯氨酸、丙二醛（MDA）和可溶性蛋白质含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性的影响，旨在了解植物重金属的作用机理，最终为预防和控制重金属污染提供依据。
1 材料与方法1.1 试验材料试验材料选用甜玉米品种粤甜9号，购于广东省肇庆市端州区肇兴种子经营部。
1.2 材料的培养处理挑选饱满一致的玉米种子，用0.1% HgCl2消毒10 min，蒸馏水冲洗干净，然后将种子平均分为4份置于小烧杯中，用不同浓度的Pb2+溶液浸泡24 h。
试验共设4个Pb2+浓度处理，分别为0 （CK）、50、100、200 mg/L。
分析重金属镉对农产品的影响
Journal of Agricultural Catastropholgy 2021, Vol 11, No 8作者简介 惠瑾（1977-），女，江苏句容人，高级农艺师，主要从事农产品质量管理工作。
收稿日期 2021-05-16The Effects of Heavy Metal Cadmium on Agricultural Products Were Analyzed HUI Jin (Jurong agricultural and rural Bureau, Jurong, Jiangsu 212400) Abstract At present, the increasingly serious problem of heavy metal pollution has become the focus of global environmental protection, and the pollution of agricultural products caused by metal element cadmium and the quality and safety of agricultural products have also become an increasingly severe social problem. This paper analyzes the source of heavy metal CD pollutants in agricultural products and their harm to human body, The ways of prevention and treatment of cadmium pollution in agricultural products were analyzed. It was found that controlling pollution sources, soil remediation, adjusting soil pH value and using farm manure can effectively reduce the pollution of heavy metal CD to crops. Ensure the quality and safety of agricultural products.Key words Heavy metal cadmium; Agri-culture products; Pollution; Prevention and control measures分析重金属镉对农产品的影响惠 瑾句容市农业农村局，江苏句容 212400摘要 当前，日渐严重的重金属污染问题已成为全球环境保护关注的重点问题，而金属元素镉导致的农产品污染和农产品质量安全也成为严峻的社会问题。
重金属镉、铅及其复合污染对玉米种子萌发及幼苗生长的影响
重金属镉、铅及其复合污染对玉米种子萌发及幼苗生长的影响作者：姚伦富文科元黄锦涛等来源：《现代农业科技》2014年第24期摘要通过种子发芽试验研究重金属镉（Cd）与铅（Pb）在不同浓度梯度单一和复合胁迫下对玉米种子萌发和幼苗生长的影响。
结果表明：低浓度的Cd2+（0.5 mg/L）和Pb2+（10 mg/L）单一处理及其复合处理对玉米种子发芽率、发芽指数及对幼苗的芽长、根长、根数和根突起等具有一定的促进作用；高浓度的Cd2+ 、Pb2+单一及复合处理对种子萌发和幼苗生长具有抑制作用，且随着处理浓度的增加其抑制作用逐渐增强。
高浓度Pb2+（200 mg/L）、Cd2+（100 mg/L）对玉米根长和芽长抑制率的影响最大，芽伸长抑制率与根伸长抑制率最高分别可达到58.86%和79.81%，表明重金属胁迫对根的抑制作用比芽大。
在不同胁迫处理中，对玉米种子萌发指标影响最大的是镉铅复合处理，其次是镉处理，最小的是铅处理，表明镉铅复合污染对玉米种子萌发的影响表现形式为协同作用。
关键词重金属胁迫；镉；铅；玉米；种子萌发；幼苗生长中图分类号文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）24-0021-02镉、铅是环境污染中2种重要的污染源[1]，其抑制作物生长发育，影响农产品安全[2]。
近年来，国内外大量文献报告了镉、铅对作物产生毒害作用，但大部分集中在镉或铅单一胁迫对作物的毒害，而对镉、铅复合胁迫研究较少[3]。
为此，该试验通过研究镉、铅单一胁迫及其复合胁迫对玉米种子发芽和幼苗生长的影响，旨在了解镉、铅对玉米种子的毒性效应，为作物的重金属毒害机理提供科学依据。
1 材料与方法1.1 试验材料供试材料为从种子市场购买的特选糯玉米种子。
1.2 试验设计试验设Cd2+、Pb2+及其复合形式多个浓度梯度，分别为Cd2+ 0.5、5.0、15.0、50.0、100.0 mg/L，Pb2+ 10.0、20.0、50.0、100.0、200.0 mg/L，Cd2++Pb2+ 0.5+10.0、5.0+20.0、15.0+50.0、50.0+100.0、100.0+200.0 mg/L。
重金属镉在植物体内的转运途径及其调控机制
重金属镉在植物体内的转运途径及其调控机制一、本文概述镉（Cadmium，Cd）是一种有毒的重金属元素，广泛存在于环境中，对生态系统和人类健康构成严重威胁。
植物作为生态系统的重要组成部分，常常成为重金属污染的主要受害者。
然而，植物也具有一定的耐受和积累镉的能力，其内部转运途径和调控机制的研究对于理解植物对重金属的响应和抗性机制具有重要意义。
本文旨在探讨重金属镉在植物体内的转运途径及其调控机制，以期为植物重金属污染修复和农业生态安全提供理论支持和实践指导。
文章将首先介绍镉污染的现状及其对植物的影响，阐述研究镉在植物体内转运途径和调控机制的重要性和紧迫性。
随后，将综述镉在植物体内的吸收、转运和积累过程，包括镉离子进入植物细胞的方式、在细胞内的转运途径以及最终在植物体内的分布情况。
在此基础上，文章将深入探讨镉转运的调控机制，包括与镉转运相关的基因、蛋白及其相互作用，以及环境因子对镉转运的影响。
文章将总结当前研究的不足和未来的研究方向，以期为植物重金属污染修复和农业生态安全提供有益参考。
二、重金属镉在植物体内的吸收与转运重金属镉（Cd）作为一种有毒的非必需元素，在环境中的广泛存在对植物生长和生态系统健康构成了严重威胁。
植物对镉的吸收与转运是一个复杂的过程，涉及多个生理和分子机制。
镉进入植物体的主要途径是通过根系。
植物根部细胞通过质膜上的转运蛋白主动或被动地吸收土壤中的镉离子。
这些转运蛋白通常对多种金属离子具有广泛的底物特异性，因此它们也可能参与其他金属离子的转运。
镉离子进入细胞后，可以与细胞内的有机分子（如蛋白质、核酸和磷脂）结合，形成稳定的复合物，从而改变这些分子的结构和功能。
一旦镉离子被根部细胞吸收，它们就可以通过质膜上的转运蛋白进入细胞的液泡中，或者通过木质部被运输到地上部分。
木质部是植物体内的主要输导组织，负责将水分和溶解在水中的营养物质从根部输送到地上部分。
在木质部汁液中，镉离子通常与有机酸、氨基酸或其他小分子结合，形成可溶性的复合物，从而被运输到植物的茎、叶和果实等部位。
重金属对植物种子萌发的影响
重金属对植物种子萌发的影响姓名：温仰浩指导教师：沈高峰专业：农产品质量检测二O一二年四月重金属对植物种子萌发的影响10农检温仰浩摘要：重金属在自然环境下很难被降解，环境中的重金属污染往往会影响到植物的生长、发育以及种子的萌发。
一些重金属在低浓度时对某些种子的萌发有促进作用，但是基本所有的重金属在超过一定的浓度范围后都抑制种子的萌发，本文对Hg、Pd、Cd和C r等重金属在影响种子萌发方面所做的研究进行了概述。
关键词：重金属；种子；萌发。
前言：重金属是指密度在4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。
重金属通过火山、岩石风化、工业生产、矿业、煤和石油的燃烧、污水排放等途径源源不断地进入到生物圈中，环境中的重金属对每一种生物都是一种威胁，尽管有些重金属对于动植物和微生物是必须的有益的微量元素（如锰、铜、锌、钼等），但是当浓度很高时，几乎所有的重金属都具有很高的毒性作用，对环境中的生物构成威胁。
当然生物圈中的初级生产者植物将首先通过被污染的土壤受到威胁。
重金属胁迫对植物的影响和机制等问题许多学者都进行了研究和探讨，许多研究已经证明重金属对种子的萌发和植被生长有不同的抑制作用，下面就Hg 、Pd、Cd、Cr 等几种重金属在影响种子萌发方面进行分析：1. Hg对种子萌发的影响：汞（Hg)是重金属的一种，毒性剧烈。
是环境污染的重要因素。
据估计全世界每年大约有1600吨的汞是通过煤和其它石化燃料而排放到大气中的，土壤中的主要以金属Hg、无机化合态Hg和有机化合态Hg的形式存在；有机化合态的Hg主要是有机Hg (甲基Hg和乙基Hg等）和有机络合态的Hg，且有机Hg中的甲基Hg 易被植物吸收；土壤中的无机Hg则很难被吸收;进入土壤中的Hg除一部分能被土壤迅速吸附或固定，还有一部分Hg可通过土壤侵蚀、淋溶、植物吸收及元素的形式发生水、气、生物迁移[1]。
1.1Hg对稻米种子萌发的影响：有关Hg对种子萌发和植物生长发育的影响及危害机制已有相关报道。
镉对植物根系的毒害作用
文章编号:10062446X(2008)0420001205镉对植物根系的毒害作用王一喆 王 强(河南大学生命科学学院,河南 开封 475001)摘 要:镉是一种毒性很强的重金属,可严重影响植物的生长。
当镉对植物产生毒害作用时,首先表现在根系的形态和生理功能改变上。
综述了镉胁迫下植物根系的形态学变化及生理生化改变,以及镉在植物体内的代谢过程,初步探讨了根际土壤对植物吸收镉的影响,并简单介绍了目前测定根系指标的常用方法。
关键词:镉;根系分析;毒害作用中图分类号:Q945112 文献标识码:A镉是环境中毒性最强的重金属之一,一旦通过植物进入食物链,易在体内积累,对人体造成极大的伤害。
20世纪40年代发生在日本富山县神通川流域的痛痛病事件,就是食用了被污染的镉米所致。
随着现代工业的发展,重金属离子对环境的污染日趋加重。
农药化肥的大量施用,工业三废的排放,城市垃圾生产量的不断增加,以及电镀、冶金工业的大量兴起均导致了环境中镉含量的增高。
镉在土壤中的半衰期为20年左右,不易被土壤微生物分解,可严重抑制植物的生长。
正常情况下,镉在植物中的含量不超过1m g/kg,当由于环境污染导致的土壤镉含量增加时,将对植物产生严重影响。
镉影响植物的生长可能是由于镉抑制细胞的分裂。
镉能导致植物细胞分裂出现障碍或不正常分裂,使细胞分裂周期延长,染色体断裂、畸变、粘连和液化[1]。
BARCELO等[2]认为细胞伸长生长的抑制与镉对生长素载体或生长素代谢影响有关。
刘东华等[3]通过镉对洋葱根尖的生长及细胞分裂的影响的研究认为,镉影响钙调蛋白Ca M参与纺锤丝微管蛋白的组装拆卸,从而阻止细胞分裂。
镉导致细胞损伤的毒性效应,其机理可能是:束缚自由巯基使蛋白变性或失活,置换不同蛋白、包括转录因子和酶辅因子,以及产生活性氧。
镉毒性表现在植物的外部形态上,主要导致叶片发黄,萎缩,卷叶以及发育不良。
黄叶病一般发生在铁、磷、锰等元素缺乏时。
镉可抑制根中Fe3+还原酶的活性,从而导致Fe2+缺乏。
重金属镉对大豆种子萌发与幼苗生长的影响
文章编号：1673-887X(2023)12-0013-03重金属镉对大豆种子萌发与幼苗生长的影响刘佳丽（湖南农业大学，湖南长沙410125）摘要为了探索不同浓度重金属镉对大豆种子萌发与幼苗生长的影响，设置5个处理小组，每个处理小组分3个平行小组进行试验。
试验结果发现：对照组的发芽率显著高于处理1组和处理2组（P＜0.05），极显著地高于处理3和处理4组（P＜0.01），各个小组的发芽势相比，均达差异显著性（P＜0.05）；随着重金属镉浓度的升高，大豆的发芽指数和活力指数逐渐降低，和对照组相比，处理1组—处理4组的发芽指数分别降低了15.72%、22.41%、29.10%和44.15%，活力指数分别下降了13.03%、31.73%、55.17%和60.23%；株高以对照组的最高，和对照组相比，处理1组—处理4组的株高分别降低了23.17%、44.11%、52.75%、60.59%；叶长以对照组最高，除了处理2组、处理3组之间相比差异不显著外，其余各个小组之间相比均达差异显著性水平（P＜0.05）；叶宽以对照组的最宽，除了处理3组和处理4组之间相比差异不显著外，其余均达差异显著性水平（P＜0.05）；根长以对照组最长，且各个试验小组的根长相比均达差异性水平（P＜0.05）。
试验说明，随着镉金属溶度升高，大豆种子的萌发会受到抑制，萌发所需要的时间加长，而且大豆苗的生长也会受到抑制。
关键词镉；大豆；种子；萌发；影响中图分类号S565.1；X173文献标志码A doi:10.3969/j.issn.1673-887X.2023.12.004Effects of Heavy Metal Cadmium on Seed Germination and Seedling Growth of SoybeanLiu Jiali(Hunan Agricultural University,Changsha410125,Hunan,China)Abstract：In order to explore the effects of different concentrations of cadmium on soybean seed germination and seedling growth,5 treatment group were set up,and each treatment group was divided into3parallel group.The results showed that the germination rate of control group was significantly higher than that of treatment group1and2(P<0.05),and was significantly higher than that of treatment group3and4(P<0.01).The germination potential of all group was significantly different(P<0.05).With the increase of cadmium concentration,the germination index and vitality index of soybean gradually pared with the control group, the germination index of soybean in treatment group1and4decreased by15.72%,22.41%,29.10%and44.15%,respectively,and the vitality index decreased by13.03%,31.73%,55.17%and60.23%,respectively.The plant height of the control group was the pared with the control group,the plant height of the treatment group1and4decreased by23.17%,44.11%,52.75%and 60.59%,respectively.The leaf length of the control group was the highest,except that there was no significant difference between treatment group2and3,and the other group reached the significant difference level(P<0.05).The leaf width of the control group was the widest,except that there was no significant difference between treatment group3and4(P<0.05).The root length of the con‐trol group was the longest,and the root length of all experimental group was different(P<0.05).The results showed that with the in‐crease of cadmium solubility,the germination of soybean seeds would be inhibited,the time required for germination would be lon‐ger,and the growth of soybean seedlings would also be inhibited.Key words：cadmium,soybean,seed,germinate,influence随着我国工业化程度的推进，与矿业和电镀等相关的重金属行业也得到不断的发展，使得我国土壤中的重金属物质的积累越来越多，而且最近几年关于土壤重金属污染的报道也日益增多，尤其是受镉元素的污染[1]。
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化学农药和无机磷肥的使用以及废水废气的排放加剧了耕作土壤中金属离子的污染程度，农作物被动吸收土壤中重金属。
这样Cd 2+ 就通过食物链进入人体,对人类的健康造成很大的威胁[1，2]。
铜对植物的伤害首先会表现在种子的萌发和幼苗生长的变化上,种子萌发时期的生长状况直接影响作物以后的生长和产量。
因此,研究种子在萌发阶段受重金属污染的影响显得尤为重要,而目前关于铜对种子萌发和幼苗生理生态作用的研究报道尚不多见[2~8]。
为了探讨铜胁迫对植物幼苗的生态效应,本文以玉米为试验材料,研究了不同浓度铜处理对种子萌发及幼苗生长和某些生理特性的影响,以期反映铜胁迫下幼苗的变化,为污染生态学的研究和预防玉米早期铜伤害提供理论依据。
1 材料与方法1.1 供试材料供试验玉米品种为龙单13，种子由黑龙江省农科院玉米所培育。
试剂氯化铜(CdCl 2)为分析纯。
1.2 方法选均匀一致的玉米种子，先用0.1%hgCl 2消毒10min,再用无茵水仲洗3~5次,置(30 1)C 光照培养箱中催芽241，将其整齐地排列在直径为15Gm 铺有滤纸的培养皿中,每皿10粒,用含有不同浓度Cd 2+的hoagland 营养液培养。
Cd 2+浓度(按氯化铜中Cd 2+计算)每升毫克数分别为0、5,10,15,30,50,100,120，对照用去离子水培养,试验采用完全随机排列。
每个处理与对照均为3个重复，置室温下B然光照发芽。
1.3 萌发指标测定玉米种子萌发的发芽势为处理后4d 测定,培养7d 后,统计发芽率。
待玉米长出真叶（培养15d ）时，将幼苗取出,用蒸馏水仲洗5~6次,开始测定幼苗生长状况。
分别测量苗高与根长,并剪取根、茎、叶,在105C 杀青30min 后于65C 下烘至恒重,称取根系和地上部干物质重。
2 结果与讨论2.1 Cd 2+胁迫对玉米种子萌发的影响Cd 2+是在低浓度下就显示毒性的元素。
它对玉米种子萌发的胁迫作用从实验结果(表1)可知,对玉米发芽率来讲,当Cd 2+浓度为5~15mg/L 时,对玉米种子萌发有刺激作用；当Cd 2+浓度重金属镉污染对玉米种子萌发及幼苗生长的影响李国良(黑龙江省农业科学院玉米研究所，黑龙江哈尔滨150086）摘要:研究不同浓度镉!Cd 2+"胁迫对玉米萌发及幼苗生长影响,结果表明,当Cd 2+浓度为5~15mg/L 时,Cd 2+可以促进玉米种子的萌发#提高玉米的发芽势和发芽率#促进玉米芽与幼根的生长$当Cd 2+的浓度高于50mg/L 时,明显抑制种子萌发和幼苗生长%关键词: 镉#玉米#种子萌发#幼苗Effect of Cadmium on maize seeds germination and seedling growthLI Guo-liang (academy of agricuIturaI Science,Harbin 150086,China)Abstract : The effects of Cd2+in different concentration rations on the germination of maize seeds and the growth of seedIing were studied.It was shown that Cd2+raised germination percentage,the bud growth and root growth when Cd2+IeveI was range from 5mg/L to 15mg/L.High IeveI Cd2+that its concentration was higher than 50mg/L was harmfuI to the germination and growth of maize.Key words:cadmium;maize;seed germination;seedIing为30mg/L 时对发芽率影响不大,发芽势与对照一样；而当Cd 2+浓度增大到50mg/L 以上时,玉米种子的萌发率则随Cd 2+浓度的增大而减小,即显著或极显著地抑制种子的萌发。
Cd 2+浓度增大到120mg/L 时,玉米种子几乎不发芽。
这时Cd 2+对玉米萌发表现为抑制作用。
因此,当Cd 2+达到一定浓度时，对玉米种子胚的伤害随浓度的增大而增大。
表1 不同浓度Cd2+对玉米种子发芽的影响处理（mg/L ）0 5 10 15 30 50100120发芽势(%) 83.1188.3 89.1 87.7 84.1 67.850.1 0发芽率(%) 95.096.7 97.2 98.0 95.4 74.555.4 02.2 Cd 2+ 胁迫对玉米幼苗生长的影响从表2可见,幼苗培养16d 时,5~15mg/LCd 2+处理的根长与对照无显著差异,当Cd 2+浓度超过50mg/L 时极显著地抑制根的生长；表明在Cd 2+低浓度的情况下，促进玉米根的生长，随着浓度的增加,Cd 2+对根系的抑制作用增强。
受Cd 2+毒害的玉米幼苗生长迟缓,叶尖黄褐,根尖膨大变黑,继而腐烂死亡,玉米幼苗根系长度明显降低。
对培养16d 的地上部而言,5mg/L ，10mg/L 和15mg/LCd 2+处理培养时,苗高均高于对照,但差异不显著,当Cd 2+浓度大于50mg/L 时，随Cd 2+浓度增加,苗高显著或极显著低于对照。
当Cd 2+浓度增加到100mg/L 时严重抑制根系生长。
表2 Cd 2+胁迫对玉米幼苗生长的影响浓度（mg/L ）根长（Gm ）苗高（Gm ）根系生长量(mg/株）茎叶生长量(mg/株）019.1 14.2 100 55 5 20.2 15.3 114 58 10 19.8 15.5 118 61 15 20.4 14.9 117 62 30 18.5 14.3 102 57 50 11.2 9.3 87 42 1005.65.4 65 37玉米生长量结果显示,在低浓度的情况下，随着Cd 2+浓度的增加,根系和茎叶干重逐渐增大,当Cd 2+浓度增大到50mg/L 时,干重明显低于对照。
可见，低浓度Cd 2+对玉米幼苗生物量的积累有一定的刺激作用,当浓度超过一定阈值时就表现出明显的毒害。
3 讨论从Cd 2+胁迫下玉米种子萌发和幼苗生长能力及生长状态的变化可以看出,Cd 2+对玉米种子的萌发、根长、苗高及根系和地上部干物质的积累均有影响。
种子发芽势、发芽率、根长、苗高和幼苗生长量随Cd 2+浓度的提高开始在增加,当增大到一定阈值后,又开始降低。
这是植物产生的一种应激反应，植物生长发育暂时增强，Patra 等[9]把这种现象解释为低浓度重金属对植物有积极的“刺激作用”,但这种刺激作用受到浓度的限制,当环境中存在过多或者高浓度的重金属作用时,对植株的生长产生直接毒害作用,引起幼苗生理生化的变化。
由此可见，Cd 2+处理对玉米的种子和幼苗生长有一定程度的影响，而影响程度与Cd 2+的浓度有关。
参考文献![1]kubo I T, Nohuch I A, yazak I J. family dependent Cadmium accumulation characteristics in higher plants[J]. Plant Soil,1986,（92）:405~415.[2]何念祖, 孟赐福. 植物营养原理[M ].上海:上海科技出版杜,1997.野生黑水缬草和北缬草根精油的分析周琳, 张悦, 徐海军, 孙波, 佟斌, 魏殿文（黑龙江省科学院自然资源研究所，黑龙江哈尔滨150040）摘要：阐述了提取野生黑水缬草和北缬草根精油的方法"同时对其精油中所含的化合物进行了分析#关键词!缬草$精油$提取$分析Analysis of essential oils from root of wild Valeriana amurensis and Valeriana faurieiZHOU Lin,ZHANG Yue,WEI Dian-wen,TONG Bin, UN Bo(institute of NaturaI Resources,~eiIongjiang Academy of Sciences,~arbin 150040,China)Abstract:This paper introduces a method to extract essentiaI oiIs from root of wiId VaIeriana amurensis and VaIeriana fauriei and anaIyzes the compounds of the essentiaI oiIs.Key words:root of VaIeriana amurensis ；essentiaI oiIs ；extraction ；anaIysis绷草系败酱科绷草属多年生草本药用植物，其根入药。
绷草性平味辛，具有镇静安神、解痉止痛的作用，主治神经衰弱、失眠、痞病、腰腿痛、胃腹胀痛及跌打损伤。
近年来，随着对绷草在药用方面研究的深入，绷草可以治愈多种疾病。
绷草在医药、化工生产上属珍贵原料，作为高档饮用香精原料，在国际市场上亦十分走俏，具有相当大的潜力。
1 实验1.1 绷草根精油的提取中药提取物是对中药材的深度加工，具有开发投入较少、技术含量高、产品附加值大、国际市场广泛等优势和特点，是目前中药进入国际市场的一种理想方式。
中药绷草的提取物是绷草根精油。
以前绷草根中的精油均用直接蒸汽蒸馏，因绷草根中所含成分复杂，用此方法不能保证全部将绷草根中的精油提取完全，故我们采用了更为先进的提取方式二氧化碳超临界革取。
2004-09在加格达奇地区采北绷草鲜根和北绷草根，洗净晾干后，分别用粉碎的干根200g ，在温度40C ，压力20 MPa 的条件下革取精油。
1.2 绷草根精油成分分析有机波谱法具有快速、精确、优良等优点，而且当它与色谱仪连用时，可以直接分析混合物中各种组分的分子量和结构。
从绷草根中提取的挥发油成分复杂，挥发油中化学成分分析基本均采用色谱/质谱（GC/MS ）方法进行研究。
仪器型号Agilent 6890N/5973N气相色谱条件：色谱柱HP-1（30>0.25mm>0.25um ）；汽化室温度280C ；柱温60C ，以每分钟8C 升温到120C ，然后再以每分钟2C 升温到240C ；分流比60：1；进样量1ul 。
色谱条件：离子源230C ；电子能量70eV ；四级杆温度150C 。
色谱库美国NIST 标准2 结果和讨论通过GC/MS 方法测出野生黑水绷草根精油的化学成分为83种，其中鉴定出化合物结构的分别是56种，占总含量的68.315%；野北绷草根精油测定出的化学成分为93种，其中鉴定出化合物结构的是54种，占总含量的58.752%。