草甘膦對(duì)苦草種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響

沈路遙，張世懿，彭自然，張馨予，何文輝

上海海洋大學(xué)海洋生態(tài)與環(huán)境學(xué)院，上海 201306

草甘膦是一種內(nèi)吸傳導(dǎo)型廣譜滅生性有機(jī)磷類除草劑，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及市政養(yǎng)護(hù)中應(yīng)用較廣。田間果園殺滅雜草時(shí)，每公頃用10%草甘膦水劑7.5～22.5 kg，兌水300～450 kg。河道清障（如清除水葫蘆及蘆葦）時(shí)，每公頃用10%草甘膦水劑15 kg兌水1 125 kg[1]或10%草甘膦水劑45 kg兌水600 kg[2]。經(jīng)配制，施藥時(shí)藥液中草甘膦的濃度約為1.3～7.5 g·L-1。草甘膦等農(nóng)藥可通過(guò)地表徑流、噴霧漂移等方式進(jìn)入地表水。在我國(guó)云南哈尼梯田稻魚共作系統(tǒng)中，水體草甘膦殘留濃度為6.55～153.82 μg·L-1，檢出率為100%[3]。江蘇省太湖水域草甘膦最大殘留濃度為19.097 μg·L-1，檢出率為22.2%[4]。浙江省飲用水源中草甘膦最大殘留濃度為5.930 μg·L-1，檢出率為27.6%[5]。草甘膦在農(nóng)業(yè)及非農(nóng)業(yè)區(qū)域的廣泛使用對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)存在潛在風(fēng)險(xiǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，草甘膦可影響浮游動(dòng)物卵庫(kù)孵化[6]、改變大型溞的行為[7]、增加日本青鳉魚魚苗的發(fā)育異常率[8]。此外，草甘膦可降低浮萍（Lemnaminor）生長(zhǎng)速率，抑制葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素的合成[9]，減少槐葉蘋（Salviniacucullata）過(guò)氧化氫酶活性及根系活力[10]，對(duì)藻類生長(zhǎng)存在毒物興奮效應(yīng)[11]等。

目前，草甘膦水生生物毒性的研究對(duì)象主要為魚類、溞類和藻類等，草甘膦沉水植物毒性方面的研究較少[12]。沉水植物是水生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者，在維持湖泊清水穩(wěn)態(tài)和改善養(yǎng)殖池塘水質(zhì)中具有重要作用，已被越來(lái)越多地應(yīng)用于水域生態(tài)修復(fù)、園林造景和水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面。池塘、溝渠和湖泊沿岸等“淺水系統(tǒng)”是沉水植物的主要生境，也是較易受到農(nóng)藥污染的區(qū)域。為了解草甘膦除草劑對(duì)沉水植物的毒性效應(yīng)，以常見(jiàn)沉水植物苦草為受試對(duì)象，研究了草甘膦對(duì)苦草種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響。

1 材料與方法（Materials and methods）

1.1 試驗(yàn)材料

供試苦草種子（純度≥98%）購(gòu)自湖北鑫大葉牧草種業(yè)有限公司，試驗(yàn)用草甘膦（純度≥95%）購(gòu)自南京杜萊生物技術(shù)有限公司。主要儀器：上海尤尼柯4802 UV/VIS紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，廣東珠江牌LRH-300G光照培養(yǎng)箱，上海安亭飛鴿LXJ-IIB離心機(jī)，寧波新芝S10型手提式高速勻漿機(jī)等。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

按幾何級(jí)差設(shè)置7個(gè)草甘膦處理組（0.05、0.20、0.80、3.20、12.80、51.20和204.80 mg·L-1）及1個(gè)對(duì)照組，每組設(shè)3個(gè)平行。篩選大小一致，顆粒飽滿的苦草種子，用蒸餾水蕩洗數(shù)次，在塑料組培瓶中加入500 mL由10%（V∶V）霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液配制的草甘膦溶液，每組放置種子100粒，于恒溫光照培養(yǎng)箱（光照周期L∶D=12 h∶12 h、溫度20 ℃）中培養(yǎng)21 d。以種子在組培瓶中培養(yǎng)24 h記為第1天，前14 d每日固定時(shí)間以胚根露白為準(zhǔn)記錄發(fā)芽數(shù)，第21天記錄幼苗成活數(shù)及幼苗形態(tài)特征，對(duì)幼苗根長(zhǎng)、葉長(zhǎng)、鮮質(zhì)量、可溶性蛋白質(zhì)含量、總超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）、過(guò)氧化物酶（POD）活性、丙二醛（MDA）含量和葉綠體色素含量進(jìn)行測(cè)定。

1.3 測(cè)定方法

發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；成活率=幼苗成活數(shù)/發(fā)芽種子數(shù)×100%；抑制率=（對(duì)照值-處理值）/對(duì)照值×100%。草甘膦對(duì)苦草幼苗根長(zhǎng)、葉長(zhǎng)、鮮質(zhì)量的半數(shù)抑制濃度由線性刻度坐標(biāo)，以抑制率為縱坐標(biāo)，草甘膦濃度為橫坐標(biāo)，采用直線內(nèi)插法[13]計(jì)算。

苦草幼苗抗氧化酶（SOD、CAT、POD）活性和MDA含量的測(cè)定參考林靜雯等[14]的方法，采用95%乙醇浸提法[15]測(cè)定幼苗葉片葉綠體色素含量，考馬斯亮藍(lán)G-250染色法[16]測(cè)定幼苗可溶性蛋白質(zhì)含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用Microsoft Excel 2016和Origin 2019b進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及繪圖，采用SPSS 26.0進(jìn)行單因素方差分析和多重比較。

2 結(jié)果（Results）

2.1 草甘膦對(duì)苦草種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響

如圖1所示，草甘膦處理組苦草種子發(fā)芽率在第1天和第2天時(shí)略低于對(duì)照組，但第3天時(shí)51.20 mg·L-1和204.80 mg·L-1草甘膦處理組發(fā)芽率明顯升高，且高于對(duì)照組。第7天至第9天，草甘膦處理組與對(duì)照組間發(fā)芽率的差異開始顯現(xiàn)，除12.80 mg·L-1處理組外，其他處理組的發(fā)芽率均高于對(duì)照組。隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，苦草種子發(fā)芽率增長(zhǎng)速率逐漸減緩并趨于穩(wěn)定，第14天時(shí)各組發(fā)芽率大小依次為處理組51.20 mg·L-1>0.80 mg·L-1>3.20 mg·L-1>12.80 mg·L-1>0.20 mg·L-1>0.05 mg·L-1>204.80 mg·L-1>對(duì)照組，其中51.20 mg·L-1處理組發(fā)芽率顯著高于對(duì)照組（P<0.05）。

圖1 草甘膦對(duì)苦草種子發(fā)芽率的影響Fig. 1 Effects of glyphosate on germination rate of Vallisneria natans seed

如圖2所示，處理21 d后，0.05～12.8 mg·L-1草甘膦處理組幼苗平均成活率均>80.0%，與對(duì)照組相比差異不顯著（P>0.05），但51.20 mg·L-1和204.80 mg·L-1草甘膦處理組幼苗成活率分別為（2.1±1.8）%和0.0%，顯著低于對(duì)照組（P<0.05）。

由圖3和圖4可知，苦草幼苗葉長(zhǎng)、根長(zhǎng)和鮮質(zhì)量隨草甘膦濃度的增加總體呈先升高后降低的趨勢(shì)。草甘膦對(duì)苦草幼苗生長(zhǎng)存在低劑量促進(jìn)和高劑量抑制的雙相劑量效應(yīng)。0.05～12.80 mg·L-1草甘膦處理組苦草幼苗均有真葉形成，其中0.05～3.20 mg·L-1草甘膦處理組幼苗根長(zhǎng)、葉長(zhǎng)與對(duì)照組差異不顯著（P>0.05），0.8 mg·L-1處理組幼苗鮮質(zhì)量顯著高于對(duì)照組（P<0.05），當(dāng)草甘膦濃度為12.80 mg·L-1時(shí)幼苗生長(zhǎng)受到抑制，出現(xiàn)主根變短癥狀，根長(zhǎng)顯著低于對(duì)照組（P<0.05）。隨著草甘膦濃度的升高，幼苗生長(zhǎng)受到嚴(yán)重抑制，51.20 mg·L-1草甘膦處理組苦草幼苗僅形成短小的子葉和根，204.80 mg·L-1草甘膦處理組種子僅露出胚根且種皮未脫落。采用直線內(nèi)插法，由抑制率曲線求得草甘膦處理21 d后苦草幼苗根長(zhǎng)、葉長(zhǎng)和鮮質(zhì)量的半數(shù)抑制濃度分別為13.28、25.57和35.53 mg·L-1，根長(zhǎng)對(duì)草甘膦脅迫最為敏感。

圖2 草甘膦對(duì)苦草幼苗成活率的影響注：采用Duncan法進(jìn)行多重比較，標(biāo)有相同字母者表示該指標(biāo)組間差異不顯著（P>0.05），標(biāo)有不同字母者表示組間差異顯著（P<0.05）。Fig. 2 Effects of glyphosate on survival rate ofVallisneria natans seedlingNote: Duncan method was used for multiple comparisons; the same letters indicated no significant difference between groups （P>0.05）, while different letters indicated significant difference between groups （P<0.05）.

圖3 草甘膦對(duì)苦草幼苗根長(zhǎng)、葉長(zhǎng)和鮮質(zhì)量的影響注：采用Duncan法進(jìn)行多重比較，標(biāo)有相同字母者表示該指標(biāo)組間差異不顯著（P>0.05），標(biāo)有不同字母者表示組間差異顯著（P<0.05）。Fig. 3 Effects of glyphosate on root length, leaf length and fresh weight of Vallisneria natans seedlingNote: Duncan method was used for multiple comparisons; the same letters indicated no significant difference between groups （P>0.05）, while different letters indicated significant difference between groups （P<0.05）.

圖4 第21天時(shí)對(duì)照組和草甘膦處理組苦草幼苗形態(tài)注：（a） 對(duì)照組；（b） 0.05 mg·L-1；（c） 0.20 mg·L-1；（d） 0.80 mg·L-1；（e） 0.32 mg·L-1；（f） 12.80 mg·L-1；（g） 51.20 mg·L-1；（h） 204.80 mg·L-1。Fig. 4 Seedling morphology of Vallisneria natans in control and treatment group on the 21st dayNote: （a） Control group; （b） 0.05 mg·L-1; （c） 0.20 mg·L-1; （d） 0.80 mg·L-1; （e） 0.32 mg·L-1; （f） 12.80 mg·L-1; （g） 51.20mg·L-1; （h） 204.80 mg·L-1.

2.2 草甘膦對(duì)苦草幼苗可溶性蛋白質(zhì)的影響

可溶性蛋白質(zhì)是植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，有助于維持細(xì)胞正常代謝，促進(jìn)細(xì)胞滲透勢(shì)和功能蛋白數(shù)量的增加，提高植物的抗逆性[17]。如圖5所示，對(duì)照組和處理組間苦草幼苗可溶性蛋白質(zhì)含量無(wú)顯著差異，但隨草甘膦濃度的增加其含量有升高趨勢(shì)。

2.3 草甘膦對(duì)苦草幼苗抗氧化酶活性及丙二醛含量的影響

SOD、CAT和POD是植物體內(nèi)的保護(hù)酶，可清除植物細(xì)胞內(nèi)的活性氧（ROS），減少細(xì)胞的氧化損傷[16]。如圖6所示，處理21 d后草甘膦處理組SOD總活性與對(duì)照組間差異不顯著，3.2 mg·L-1和12.8 mg·L-1處理組SOD總活性顯著高于0.8 mg·L-1草甘膦處理組（P<0.05）。CAT活性隨處理組草甘膦濃度的升高有上升趨勢(shì)，但處理組和對(duì)照組間無(wú)顯著差異。除0.20 mg·L-1草甘膦處理組POD活性顯著低于對(duì)照組（P<0.05）外，其他處理組POD活性與對(duì)照組差異不顯著。MDA是細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物，其含量可反映植物遭受逆境傷害的程度[16]。由圖7可知，0.05、0.20和3.20 mg·L-1草甘膦處理組MDA含量顯著低于對(duì)照組，0.80 mg·L-1和12.80 mg·L-1草甘膦處理組MDA含量與對(duì)照組差異不顯著。總體上，處理21 d后苦草幼苗抗氧化酶（SOD、CAT、POD）活性及MDA含量在草甘膦脅迫下與對(duì)照組相比未見(jiàn)顯著升高，植物細(xì)胞膜未受到明顯的氧化損傷。

圖5 草甘膦對(duì)苦草幼苗可溶性蛋白質(zhì)含量的影響注：采用Duncan法進(jìn)行多重比較，標(biāo)有相同字母者表示該指標(biāo)組間差異不顯著（P>0.05），標(biāo)有不同字母者表示組間差異顯著（P<0.05）。Fig. 5 Effect of glyphosate on soluble protein content ofVallisneria natans seedlingNote: Duncan method was used for multiple comparisons; the same letters indicated no significant difference between groups （P>0.05）, while different letters indicated significant difference between groups （P<0.05）.

圖6 草甘膦對(duì)苦草幼苗抗氧化酶活性的影響注：SOD、CAT和POD分別表示超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶和過(guò)氧化物酶；采用Duncan法進(jìn)行多重比較，標(biāo)有相同字母者表示該指標(biāo)組間差異不顯著（P>0.05），標(biāo)有不同字母者表示組間差異顯著（P<0.05）。Fig. 6 Effects of glyphosate on antioxidant enzyme activities of Vallisneria natans seedlingNote: SOD, CAT and POD are abbreviations of superoxide dismutase, catalase and peroxidase respectively, and Duncan method was used for multiple comparisons; the same letters indicated no significant difference between groups （P>0.05）, while different letters indicated significant difference between groups （P<0.05）.

圖7 草甘膦對(duì)苦草幼苗MDA含量的影響注：MDA表示丙二醛；采用Duncan法進(jìn)行多重比較，標(biāo)有相同字母者表示該指標(biāo)組間差異不顯著（P>0.05），標(biāo)有不同字母者表示組間差異顯著（P<0.05）。Fig. 7 Effect of glyphosate on MDA content ofVallisneria natans seedlingNote: MDA is the abbreviation of malondialdehyde, and Duncan method was used for multiple comparisons; the same letters indicated no significant difference between groups （P>0.05）, while different letters indicated significant difference between groups （P<0.05）.

2.5 草甘膦對(duì)苦草幼苗葉綠體色素含量的影響

草甘膦對(duì)苦草幼苗葉綠體色素含量存在低劑量促進(jìn)作用。如圖8所示，苦草幼苗葉綠體色素含量總體隨草甘膦濃度的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)。0.20 mg·L-1草甘膦處理組葉綠素a和葉綠素b含量較高，顯著高于0.05、3.20和12.80 mg·L-1草甘膦處理組（P<0.05）。0.80 mg·L-1草甘膦處理組類胡蘿卜素含量較高，顯著高于對(duì)照組以及0.05 mg·L-1和12.80 mg·L-1草甘膦處理組（P<0.05）。除12.80 mg·L-1草甘膦處理組葉綠素a含量顯著低于對(duì)照組（P<0.05）外，其他處理組葉綠體色素含量與對(duì)照組差異不顯著（P>0.05）。

圖8 草甘膦對(duì)苦草幼苗葉片葉綠體色素含量的影響注：Chla、Chlb和Car分別表示葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素；采用Duncan法進(jìn)行多重比較，標(biāo)有相同字母者表示該指標(biāo)組間差異不顯著（P>0.05），標(biāo)有不同字母者表示組間差異顯著（P<0.05）。Fig. 8 Effects of glyphosate on chloroplast pigment content of Vallisneria natans seedlingNote: Chla, Chlb and Car are abbreviations of chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoid respectively, and Duncan method was used for multiple comparisons; the same letters indicated no significant difference between groups （P>0.05）, while different letters indicated significant difference between groups （P<0.05）.

3 討論（Discussion）

生物體具有生理調(diào)節(jié)功能，暴露于低劑量毒物時(shí)，能保持機(jī)體的相對(duì)穩(wěn)定。隨著暴露水平的提高，生物體處于代償狀態(tài)，機(jī)體結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化。當(dāng)劑量超出生物體的代償能力，可導(dǎo)致代償失調(diào)，引起病理性損傷，劑量繼續(xù)升高則可導(dǎo)致生物體死亡[18]。研究發(fā)現(xiàn)，草甘膦可刺激苦草種子萌發(fā)，第14天時(shí)草甘膦處理組苦草種子發(fā)芽率均高于對(duì)照組，其中51.20 mg·L-1處理組發(fā)芽率顯著高于對(duì)照組（P<0.05）。草甘膦可能通過(guò)影響苦草線粒體電子傳遞鏈，誘導(dǎo)體內(nèi)過(guò)氧化氫（H2O2）累積，間接刺激苦草種子的萌發(fā)。Gomes和Juneau[19]研究發(fā)現(xiàn)草甘膦可抑制線粒體電子傳遞鏈中電子在復(fù)合體Ⅲ上的傳遞，引起浮萍（LemnaminorL.）體內(nèi)H2O2的積累。H2O2是ROS的一種，有很強(qiáng)的氧化能力，高濃度ROS對(duì)生物功能分子有破壞作用，低濃度ROS可作為信號(hào)分子，參與細(xì)胞增殖、分化、凋亡以及對(duì)逆境的適應(yīng)[20]。文景锜等[21]研究發(fā)現(xiàn)，外源添加H2O2可促進(jìn)燕麥種子萌發(fā)。ROS對(duì)種子萌發(fā)的促進(jìn)作用與其參與種子胚乳弱化、休眠解除等生理過(guò)程有關(guān)[22]。

處理21 d后，0.05～12.40 mg·L-1草甘膦處理組幼苗成活率與對(duì)照組差異不顯著（P>0.05），但51.20 mg·L-1和204.80 mg·L-1草甘膦處理組幼苗成活率顯著低于對(duì)照組（P<0.05）。草甘膦對(duì)幼苗的生長(zhǎng)抑制及其導(dǎo)致的植物自養(yǎng)失敗可能是51.20 mg·L-1和204.80 mg·L-1草甘膦處理組幼苗死亡的原因。種子萌發(fā)經(jīng)歷從異養(yǎng)到自養(yǎng)的過(guò)程。萌發(fā)時(shí)，種子中貯藏的有機(jī)物在酶的作用下水解為糖、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供幼胚（苗）生長(zhǎng)。隨著幼苗葉片的形成，植物通過(guò)光合作用制造自身所需的物質(zhì)進(jìn)行自養(yǎng)[20]。草甘膦可抑制5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合酶（EPSPS）的活性，使莽草酸途徑中芳香族氨基酸合成受阻，干擾植物生長(zhǎng)所需的蛋白質(zhì)的合成[23]。如圖4所示，51.20 mg·L-1和204.80 mg·L-1草甘膦處理組苦草幼苗生長(zhǎng)受到抑制，未能發(fā)育出可以進(jìn)行光合作用的葉片，種子中貯藏的有機(jī)物耗盡后，無(wú)法通過(guò)光合作用進(jìn)行自養(yǎng)，最終因缺乏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而死亡。

草甘膦對(duì)苦草幼苗葉長(zhǎng)、鮮質(zhì)量和葉綠體色素含量存在低劑量促進(jìn)、高劑量抑制的雙相劑量效應(yīng)，即毒物興奮效應(yīng)（hormesis）。草甘膦是一種廣譜滅生性除草劑，但其在低劑量下多表現(xiàn)出對(duì)植物的生長(zhǎng)刺激[24]。Xu等[25]研究發(fā)現(xiàn)，銅綠微囊藻的生長(zhǎng)速率和光合作用活性在草甘膦暴露下呈現(xiàn)出典型的毒物興奮效應(yīng)，低劑量草甘膦脅迫下銅綠微囊藻光合作用相關(guān)蛋白上調(diào)，光合活性增加。Khan等[26]研究發(fā)現(xiàn)，低劑量草甘膦可誘導(dǎo)番茄幼苗葉片中葉綠體的伸長(zhǎng)，提高幼苗光合作用速率，對(duì)幼苗苗高和干質(zhì)量有促進(jìn)作用。低劑量草甘膦脅迫下，苦草幼苗可能通過(guò)增加葉綠體色素含量，提高光合作用速率，促進(jìn)植株生長(zhǎng)。此外，Agathokleous等[27]研究認(rèn)為，外源性壓力對(duì)植物產(chǎn)生的hormesis效應(yīng)可能與植物內(nèi)源性雙相壓力機(jī)制有關(guān)。植物體內(nèi)的ROS具有雙相劑量效應(yīng)，ROS水平的少量增加在維持生理功能時(shí)可起到信號(hào)分子的作用，并參與氧化還原生物學(xué)過(guò)程，但高水平的ROS會(huì)引起氧化應(yīng)激造成脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA的損傷[28]。Choudhary等[29]研究發(fā)現(xiàn)，ROS可促進(jìn)細(xì)胞的增殖和分化，調(diào)控植物的生長(zhǎng)和發(fā)育過(guò)程。由于草甘膦會(huì)抑制線粒體電子傳遞導(dǎo)致H2O2的積累[18]，低劑量草甘膦對(duì)苦草幼苗葉長(zhǎng)、鮮質(zhì)量和葉綠體色素含量的促進(jìn)作用可能與植物體內(nèi)ROS的調(diào)控有關(guān)。

0.05～12.80 mg·L-1草甘膦處理組苦草幼苗可溶性蛋白質(zhì)含量與對(duì)照組無(wú)顯著差異，但隨草甘膦濃度的升高有上升趨勢(shì)。植物可通過(guò)積累可溶性蛋白質(zhì)增強(qiáng)對(duì)草甘膦脅迫的適應(yīng)能力和抗性[17]。逆境脅迫下抗氧化酶系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生適應(yīng)性誘導(dǎo)反應(yīng)以清除機(jī)體內(nèi)過(guò)量的ROS。當(dāng)ROS的產(chǎn)生超出抗氧化酶系統(tǒng)的清除能力，抗氧化酶活性會(huì)受到抑制，過(guò)量的ROS會(huì)導(dǎo)致膜脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物MDA的累積，并引起細(xì)胞的氧化損傷[20]。處理21 d后，0.05～12.80 mg·L-1草甘膦處理組苦草幼苗抗氧化酶（SOD、CAT、POD）活性和MDA含量與對(duì)照組相比未見(jiàn)顯著升高。有研究發(fā)現(xiàn)，隨著草甘膦處理時(shí)間的延長(zhǎng)，馬唐抗氧化酶活性及MDA含量呈先升高后降低的趨勢(shì)，第12天時(shí)，450、900和1 800 g·hm-2草甘膦處理組馬唐MDA含量和POD活性均降至對(duì)照水平[30]。在抗草甘膦大豆幼苗中也觀察到類似現(xiàn)象，處理17 d后，在正常水分條件下，0.00～0.92 kg·hm-2草甘膦處理組和對(duì)照組間抗草甘膦大豆幼苗抗氧化酶活性差異不顯著（P>0.05）[31]。這表明，一定濃度下草甘膦對(duì)植物造成的氧化脅迫可隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)得到緩解?？嗖萦酌缈赡芡ㄟ^(guò)生理調(diào)節(jié)如增加光合作用速率和積累可溶性蛋白等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)緩解逆境脅迫，提高了幼苗對(duì)草甘膦的耐受性。

本研究中，苦草幼苗根長(zhǎng)、葉長(zhǎng)和鮮質(zhì)量的21 d半數(shù)抑制濃度分別為13.28、25.57和35.53 mg·L-1，草甘膦濃度為51.2 mg·L-1和204.80 mg·L-1時(shí)可顯著降低幼苗成活率。由于草甘膦田間施藥時(shí)藥液中草甘膦的濃度約為1.3～7.5 g·L-1，在近岸或直接向水體施用草甘膦可能對(duì)苦草生長(zhǎng)存在潛在風(fēng)險(xiǎn)。Geng等[32]對(duì)我國(guó)甘肅、廣西、河北、吉林、江蘇、遼寧、內(nèi)蒙古和四川8個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)）的76個(gè)地點(diǎn)共196個(gè)地表水樣品進(jìn)行了檢測(cè)，草甘膦的檢出率為14.3%，最大殘留濃度32.49 μg·L-1。此外，草甘膦在云南哈尼梯田魚稻共作系統(tǒng)[3]、江蘇太湖[4]、浙江飲用水源地[5]的最大殘留濃度分別為153.82、19.10和5.93 μg·L-1。研究發(fā)現(xiàn)，0.05～3.20 mg·L-1草甘膦處理組苦草種子發(fā)芽率、幼苗成活率、幼苗根長(zhǎng)、葉長(zhǎng)與對(duì)照組差異不顯著，并觀察到低劑量草甘膦對(duì)苦草幼苗葉長(zhǎng)、鮮質(zhì)量和葉綠素含量存在促進(jìn)作用。鑒于我國(guó)地表水中草甘膦殘留水平普遍低于0.20 mg·L-1，草甘膦對(duì)苦草的毒性效應(yīng)以低劑量促進(jìn)作用為主，其對(duì)沉水植物苦草的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)可以接受。一些研究發(fā)現(xiàn)，草甘膦對(duì)藻類也存在“低促高抑”現(xiàn)象。暴露于質(zhì)量濃度為10～1 000 μg·L-1草甘膦制劑下的金藻在指數(shù)生長(zhǎng)期具有較高的豐度[33]。草甘膦濃度為2.4～228.2 μg·L-1時(shí)對(duì)四尾柵藻細(xì)胞密度和最大光能轉(zhuǎn)化效率（Fv/Fm）表現(xiàn)出顯著的刺激作用[34]。水環(huán)境中低劑量草甘膦可能促使藻類大量繁殖形成水華，對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)存在潛在風(fēng)險(xiǎn)。由于苦草在低劑量草甘膦暴露下生長(zhǎng)狀況良好，或可通過(guò)種植苦草等沉水植物以營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)的方式抑制藻類生長(zhǎng)。

綜上所述，本研究結(jié)果表明，草甘膦對(duì)苦草種子萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用，但高劑量草甘膦可抑制幼苗生長(zhǎng)，影響葉片發(fā)育，降低幼苗存活率。草甘膦對(duì)幼苗根長(zhǎng)、葉長(zhǎng)和鮮質(zhì)量的21 d半數(shù)抑制濃度分別為13.28、25.57和35.53 mg·L-1，根長(zhǎng)對(duì)草甘膦脅迫較為敏感。草甘膦對(duì)苦草生長(zhǎng)及葉綠體色素含量存在低劑量促進(jìn)、高劑量抑制的雙相劑量效應(yīng)。一定程度上，苦草幼苗可通過(guò)生理調(diào)節(jié)緩解草甘膦脅迫。