鉛-鎘復合脅迫對3種草本花卉幼苗生長的影響

姜 成，申曉慧，李春豐，劉方明，吳恒梅，趙永勛

(1.佳木斯大學 生命科學學院，黑龍江 佳木斯 154007;2.黑龍江省農業科學院 佳木斯分院，黑龍江 佳木斯 154007)

土壤重金屬污染是指由于人類活動將重金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量，并造成生態環境質量惡化的現象［1］。重金屬污染土壤的修復方法很多，其中生物修復技術因其與傳統處理技術相比具有明顯優勢而成為最有發展潛力和市場前景的修復技術［2］。目前，植物修復技術研究以蔬菜種子為試驗材料的居多，但這種做法并不可?。?］，因其會造成生物體的二次污染。近年來，國內外有大量關于重金屬污染對植物毒害的報道，但局限于某一種重金屬對植物的影響，而2種或2種以上的重金屬對同一作物影響的研究報道尚少［4］。為此，作者以草本花卉為試驗材料，這既可以避免上述弊端，創造經濟價值［5］，又可以研究不同濃度鉛 (Pb)-鎘 (Cd)復合脅迫對植物生理生化特性的影響，旨在為農業生產中重金屬毒害效應的早期預報、重金屬毒害的防止和重金屬污染土壤的生物修復提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試花卉為鳳仙花、矮翠菊、孔雀草3種草本花卉。供試試劑有Pb (NO3)2、CdCl2等。

1.2 處理設計

試驗設7個處理水平，Pb，Cd 含量分別為0和0 mg·L-1對照 (CK)，125 和10 mg·L-1，250和20 mg·L-1，500 和30 mg·L-1，750 和40 mg·L-1，1 000 和50 mg·L-1，1 250 和60 mg·L-1。采用完全隨機設計，重復3 次。

1.3 測定項目

種子發芽率的測定。種子萌發后，記錄每天的種子萌發數 (按胚根與種子等長認為種子已經發芽)，計算種子發芽率。發芽率/%=7 d 內供試種子的發芽數/供試種子數×100［6］。

生物量、株高、根冠比的測定。培養4 周后，隨機選取10 株幼苗，將整株幼苗用去離子水反復沖洗干凈。株高用直尺直接測量，鮮重用電子秤稱重，根冠比以鮮量做比較，干重烘干后用電子秤稱重。

2 結果與分析

2.1 發芽率

從表1 可以看出，在低濃度Pb-Cd 溶液處理下，3種草本花卉的發芽率隨處理濃度的升高而升高，當處理濃度為500 和30 mg·L-1時，發芽率達到最大值，當處理濃度為750 和40 mg·L-1時，3種花卉的發芽率有所下降，但幅度較小，未與對照形成顯著差異;在處理濃度為1 000 和50 mg·L-1時，孔雀草和矮翠菊種子的發芽率都低于50%，與對照有顯著差異，鳳仙花種子的發芽率仍高達68.26%，未與對照形成顯著差異，說明鳳仙花對Pb-Cd 脅迫抗性要高于孔雀草和矮翠菊。

表1 不同濃度Pb-Cd 脅迫3種草本花卉種子的發芽率

2.2 幼苗生長

從圖1 可以看出，3種草本花卉的株高隨處理濃度的升高表現為先上升后下降的趨勢，在Pb-Cd處理濃度低于750 和40 mg·L-1時，孔雀草和鳳仙花的株高逐漸增高，當處理濃度為1 000 和50 mg·L-1時降低，而矮翠菊的株高在處理濃度低于250 和20 mg·L-1時表現為小幅度的增高，隨著濃度的升高又逐漸下降?？梢姡瑥闹旮叩淖兓瘉砜矗兹覆莺网P仙花對Pb-Cd 脅迫抗性要高于矮翠菊。

圖1 Pb-Cd 脅迫對3種草本花卉株高的影響

從圖2 看出，隨著處理濃度的升高，孔雀草和矮翠菊的根冠比呈現下降的趨勢;而鳳仙花則表現出先升高后降低的趨勢，當濃度達到750 和40 mg·L-1時根冠比最大，此后下降，下降程度較明顯，說明在低濃度下鳳仙花根的損傷比孔雀草和矮翠菊輕，即鳳仙花對Pb-Cd 脅迫抗性要高于孔雀草和矮翠菊。

圖2 Pb-Cd 脅迫對3種草本花卉根冠比的影響

從圖3 和圖4 可以看出，3種草本花卉的鮮重和干重隨著Pb-Cd 處理濃度的增加而降低，相鄰濃度之間變化不太明顯。但在較高處理濃度下，鮮重和干重下降幅度較大。鳳仙花的鮮重下降幅度大于孔雀草和矮翠菊，而干重的下降幅度卻小于孔雀草和矮翠菊，可見，在Pb-Cd 脅迫下，鳳仙花與孔雀草和矮翠菊相比，吸收了更多的水分，積累了更多的干物質。

圖3 Pb-Cd 脅迫對3種草本花卉鮮重的影響

圖4 Pb-Cd 脅迫對3種草本花卉干重的影響

3 小結

在低濃度Pb-Cd 溶液處理下，鳳仙花、孔雀草、矮翠菊等3種草本花卉的發芽率隨處理濃度的升高而呈現先升后降的趨勢，但在較高濃度1 000和50 mg·L-1時，鳳仙花種子的發芽率仍高達68.26%，未與對照形成顯著差異;孔雀草和鳳仙花的株高在Pb-Cd 處理濃度為1 000 和50 mg·L-1時開始降低;孔雀草和矮翠菊的根冠比隨著濃度的升高呈現下降的趨勢，而鳳仙花則表現出先升高后降低的趨勢，說明低濃度下對鳳仙花根的損傷比孔雀草和矮翠菊輕。表明鳳仙花對Pb-Cd 脅迫抗性要高于孔雀草和矮翠菊。

鳳仙花鮮重的下降幅度大于孔雀草和矮翠菊，干重的下降幅度小于孔雀草和矮翠菊?？梢?，在Pb-Cd 脅迫下，鳳仙花與孔雀草和矮翠菊相比，吸收了更多的水分，積累了更多的干物質。

［1］陳懷滿，土壤植物系統中的重金屬污染［M］.北京:科學出版社，1996:1344.

［2］徐紅寧，許嘉琳.土壤環境中金屬復合污染對小麥種子的影響［J］.中國環境科學，13 (5):367-371.

［3］吳燕玉，王新，梁仁祿.重金屬復合污染對土壤植物系統的生態效應對作物、微生物、苜蓿、樹木的影響［J］.應用生態學報，1997:7 (30):56-62.

［4］崔德杰，張玉龍.土壤重金屬污染現狀與修復技術研究進展［J］.土壤通報，2004 (3):23-24.

［5］Abdel-Saolur M F.Cadmium-Zinc interactions in plants and extractable Cadmium and Zinc fractions in soil ［J］.Soil Science，1998，145 (6):424-431.

［6］宋勤飛，樊衛國.不同濃度鉛處理對番茄種子萌發的影響［J］.種子.2006，25 (4):60-61.