鎘脅迫對小麥種子發(fā)芽的影響

高汝勇

（衡水學(xué)院生命科學(xué)系 河北 衡水 053000）

隨著近年我國工業(yè)的迅速發(fā)展及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥農(nóng)藥的大量施用，農(nóng)田土壤的重金屬污染日趨嚴(yán)重[1]。鎘毒害是指植物吸收重金屬鎘引起的生理代謝失調(diào)、正常生長發(fā)育障礙[2]或農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降的現(xiàn)象。種子萌發(fā)是植物生長發(fā)育中最開始的表現(xiàn)，不同濃度的鎘對植物種子萌發(fā)和幼苗生長產(chǎn)生的影響也不相同[3]。在當(dāng)前重金屬污染日益嚴(yán)重的情況下，研究重金屬對種子在萌發(fā)階段的影響顯得尤為重要。本試驗以4 個河北省常見小麥品種為材料，研究鎘對小麥種子萌發(fā)的影響及不同小麥品種對重金屬鎘的耐受性，為鎘污染嚴(yán)重地區(qū)的小麥種植提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料。小麥品種為盈億186、4399、石麥22和濟麥22。

1.2 試驗方法。將4 個品種的種子分別放入燒杯中，用0.1%氯化汞溶液進(jìn)行10 min 消毒，蒸餾水沖洗3遍，晾干種子。將種子放到培養(yǎng)皿中，每個里面加入10 ml 不同濃度(10 mg/L、20 mg/L、40 mg/L、80 mg/L、120 mg/L、160 mg/L、200 mg/L)的鎘溶液。每個處理3次重復(fù)，以蒸餾水為對照。每天定時觀察、記錄種子的萌發(fā)數(shù)量。當(dāng)連續(xù)2 d 對照組種子不再發(fā)芽時試驗結(jié)束。測量小麥幼苗的根長和苗高，稱鮮重，計算發(fā)芽率，并進(jìn)行綜合評價。

2 結(jié)果與分析

2.1 鎘脅迫對小麥種子發(fā)芽率的影響。如表1 所示，鎘濃度為10 ～40 mg/L 時，4 種小麥種子的發(fā)芽率有的比對照組略增加，有的略減少，但都和對照組差異不大，說明10 ～40 mg/L 的低濃度鎘處理對小麥發(fā)芽率沒有明顯影響。隨著鎘濃度的繼續(xù)增加，發(fā)芽率均開始降低，濟麥22 在鎘濃度為80 mg/L 時，盈億186在鎘濃度120 mg/L 時，發(fā)芽率顯著低于對照組。石麥22 和4399 在鎘濃度160 mg/L 時發(fā)芽率顯著低于對照組。當(dāng)鎘溶液濃度增加到200 mg/L 時，發(fā)芽率均下降為對照組的65%以下。

表1 鎘脅迫對小麥種子發(fā)芽率的影響 (%)

2.2 鎘脅迫對小麥幼苗根長的影響。如表2 所示，濃度為10 mg/L、20 mg/L 的鎘溶液對濟麥22 和4399 小麥的根長起到了輕微促進(jìn)作用，而濃度增大到40 mg/L時，根長下降，濟麥22 僅為對照的65%，4399 僅為對照的72.3%，根長顯著低于對照組。隨著鎘濃度的繼續(xù)增加，根長繼續(xù)下降。鎘溶液抑制了石麥22 和盈億186 小麥品種的根長，并且在10 mg/L、20 mg/L處理時就起到了抑制作用。鎘濃度越高，抑制作用越明顯。

2.3 鎘脅迫對小麥幼苗苗高的影響。如表3 所示。鎘脅迫組苗高和對照組相比呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，表現(xiàn)為低濃度促進(jìn)高濃度抑制。其中濟麥22、石麥22 的苗高在鎘濃度為10 ～40 mg/L 時變化幅度不大，但是鎘濃度增加到80 ～120 mg/L 時苗高顯著降低。在鎘濃度分別為20 mg/L 和10 mg/L 時，4399、盈億186 的苗高增加較多，顯著高于對照組。而鎘溶液濃度繼續(xù)增大到80 mg/L 時，苗高下降明顯，開始顯著低于對照組。

表3 鎘脅迫對小麥幼苗苗高的影響 (cm)

2.4 鎘脅迫對小麥幼苗鮮重的影響。如表4 所示，石麥22 的鮮重受鎘溶液影響較大，在鎘濃度為10 mg/L時就為對照組的88.5%，顯著低于對照組。以后隨著鎘濃度提高，其鮮重繼續(xù)下降，下降幅度大于其余品種。在鎘濃度為10 mg/L 時，濟麥22、4399、盈億186 小麥幼苗鮮重稍微低于對照組，變化不大，在20～40 mg/L 鎘處理時，與蒸餾水對照組相比，顯著降低。

表4 鎘脅迫對小麥幼苗鮮重的影響 (g)

3 結(jié)論與討論

植物中鎘積累到一定程度時，就會出現(xiàn)各種毒害癥狀。本試驗表明，低濃度鎘溶液處理時，小麥種子發(fā)芽率減小或增大，但是變化不大，說明低濃度鎘對小麥種子發(fā)芽率的影響較小。隨著鎘溶液濃度增大，發(fā)芽率呈降低趨勢，鎘濃度在80 mg/L 以上時顯著抑制了小麥種子的發(fā)芽率。低濃度鎘溶液對部分小麥的根長、苗高起到了促進(jìn)作用，而濃度分別增大到40 mg/L、80 mg/L 及以上時，全部品種的幼苗根長、苗高顯著降低，鎘濃度越高，抑制作用越明顯。小麥幼苗的活力指數(shù)和鮮重對鎘處理較敏感，40 mg/L 的低濃度鎘溶液就可起到顯著抑制的作用，與李朝陽等[4]研究結(jié)果相似。鎘對小麥種子根長的影響比對小麥種子苗高的影響作用要大，與何俊瑜等[5]的研究結(jié)果相似。綜合分析表明，4 種小麥對重金屬鎘的耐受性從強到弱依次是4399、盈億186、濟麥22、石麥22。