鎘脅迫對油麥菜種子萌發(fā)與幼苗生長的影響

馬 良，沈足金，朱玉祥

（浙江省桐鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)技術推廣服務中心,浙江桐鄉(xiāng) 314500）

鎘脅迫對油麥菜種子萌發(fā)與幼苗生長的影響

馬 良，沈足金，朱玉祥

（浙江省桐鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)技術推廣服務中心,浙江桐鄉(xiāng) 314500）

研究不同濃度（0,0.01,0.10,0.50,1.00和1.50 mmol·L-1）鎘（Cd）脅迫對油麥菜種子萌發(fā)和幼苗生長的影響。結果表明,當Cd濃度為0.01 mmol·L-1時,Cd對油麥菜種子的發(fā)芽率有一定的刺激作用,而隨著Cd濃度的依次遞增,Cd對油麥菜種子發(fā)芽率的抑制作用逐級增強。在幼苗培養(yǎng)前期,低濃度Cd對油麥菜莖和根的伸長有一定的促進作用,而隨著培養(yǎng)天數(shù)的增加,這一促進作用消失。低濃度Cd對根冠比的影響不大,高濃度Cd顯著降低了根冠比。

油麥菜；Cd脅迫；種子萌發(fā)；幼苗生長

隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展,菜地土壤重金屬含量超標問題日益嚴重,影響到蔬菜生產(chǎn),進而通過食物鏈威脅到人類健康［1-2］。鎘（Cd）被認為是一種對人體健康威脅最大的污染元素之一, 1984年聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署將其列于“危害全球環(huán)境的化學物質和化學過程清單”的首位［3］。油麥菜,又名莜麥菜,是一種新興的蔬菜,口感鮮嫩,營養(yǎng)價值高。為此,作者通過研究不同濃度鎘處理對油麥菜種子萌發(fā)與幼苗生長的影響,為下一階段研究采取農(nóng)藝措施降低鎘污染提供有效的理論依據(jù)。

l 材料與方法

1.1 材料

供試品種為脆香油麥菜,由重慶科光種苗有限公司培育。化學試劑CdCl2（分析純）由江蘇強盛功能化學股份有限公司生產(chǎn),水為去離子水。

1.2 處理設計

試驗用CdCl2配制不同濃度的Cd處理液, Cd2+處理液濃度分別為0,0.01,0.10,0.50, 1.00,1.50 mmol·L-16個梯度。挑選籽粒飽滿、均勻的油麥菜種子,用2%的NaClO3溶液浸泡消毒15 min,再用去離子水沖洗。沖洗后放入鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿中,每皿100粒種子,分別加入不同濃度的處理液25 mL,每個處理重復3次。浸種4 h后吸去多余溶液（使濾紙保持濕潤即可）,置于25℃的培養(yǎng)箱中。催芽期間根據(jù)實際情況補水,以保持一定的濕度。

1.3 調查項目及指標計算

發(fā)芽期間每隔24 h調查種子出芽情況（胚根長≥種子長,胚芽長≥1/2種子長時為發(fā)芽標準）,記錄每天萌發(fā)種子數(shù)、芽長及鮮重、根長及鮮重和根冠比,第4天計算發(fā)芽勢、第10天計算種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。

發(fā)芽率/%=10 d供試種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100；發(fā)芽勢=4 d發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100；發(fā)芽指數(shù)Gi=∑Gt/Dt,Gt為t日的發(fā)芽數(shù),Dt為相應的發(fā)芽天數(shù)；活力指數(shù)VI=Gi×W, W為幼苗單株平均鮮重（g）［4］。

2 結果與分析

2.1 種子萌發(fā)

表1表明,不同濃度Cd處理對油麥菜種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均有一定的影響,總體呈下降的趨勢。當Cd濃度在0～0.10 mmol·L-1,油麥菜種子發(fā)芽率隨萌發(fā)天數(shù)的增加而增大,第3天3個處理種子發(fā)芽率就達95%,第10天種子發(fā)芽率分別為98.3%,99.0%和97.3%,處理之間無顯著差異。

當Cd濃度大于0.50 mmol·L-1時,油麥菜種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)隨著Cd濃度的升高而逐漸下降,特別是1.50 mmol·L-1Cd濃度處理顯著降低了種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。在整個種子萌發(fā)階段,低濃度Cd對油麥菜種子萌發(fā)有一定的刺激作用,但在高濃度Cd脅迫下顯著抑制了油麥菜種子萌發(fā)。

表1 不同濃度Cd脅迫對油麥菜種子萌發(fā)的影響

2.2 幼苗生長

圖1和圖2表明,不同濃度Cd對油麥菜莖和根的伸長均有影響。在油麥菜幼苗生長前期, 0.01 mmol·L-1Cd處理對油麥菜莖和根的伸長有一定促進作用,但隨著培養(yǎng)天數(shù)的增加,這一促進作用消失。而其他濃度Cd處理均抑制了油麥菜莖和根的伸長,特別是1.50 mmol·L-1處理已顯著抑制了油麥菜莖和根的伸長。第10天對照處理油麥菜莖長和根長分別為4.3和3.5 cm,0.01 mmol·L-1Cd處理油麥菜莖長和根長分別為3.1和3.0 cm,抑制率分別為27.9%和14.3%；0.50 mmol·L-1Cd處理分別為0.5和0.3 cm,抑制率分別為88.4%和91.4%；當Cd濃度為1.50 mmol ·L-1時,油麥菜莖長和根長僅為0.2和0.1 cm,抑制率高達94.3%和97.7%。不同濃度Cd脅迫對根的伸長的抑制作用要大于莖。

圖1 不同濃度Cd（mmol·L-1）脅迫對油麥菜莖伸長的影響

2.3 鮮重和根冠比

圖2 不同濃度Cd（mmol·L-1）脅迫對油麥菜根長伸長的影響

圖3 表明,隨著Cd濃度的增加,油麥菜莖葉鮮重呈逐漸減少趨勢,特別是1.50 mmol·L-1Cd處理減少最多,比對照清水處理減少了0.013 2 g。根系鮮重在0.10～0.50 mmol·L-1Cd處理范圍內減少速度比較快,大于0.50 mmol·L-1Cd處理減少幅度不大,因為此時根系已基本停止生長。油麥菜幼苗的根冠比對照清水處理為20.1%,除1.00和1.50 mmol·L-1Cd處理低于對照外,其他處理均高于對照。

圖3 不同濃度Cd脅迫對油麥菜莖葉、根系鮮重和根冠比的影響

3 小結

研究結果表明,在油麥菜種子萌發(fā)階段,低濃度Cd對油麥菜種子萌發(fā)具有一定的刺激作用,高濃度Cd對油麥菜種子萌發(fā)產(chǎn)生抑制作用,Cd濃度越高,抑制作用越強。在整個油麥菜種子萌發(fā)和幼苗生長前期,低濃度Cd脅迫對油麥菜莖伸長和根伸長表現(xiàn)出一定的促進作用,但隨著培養(yǎng)天數(shù)的增加,這一促進作用逐漸消失,所有濃度Cd處理均對油麥菜莖和根的伸長產(chǎn)生抑制作用,而且對根系的抑制作用要大于莖。當Cd濃度大于0.5 mmol·L-1時,油麥菜根系生長已嚴重受到脅迫。

［1］ A lexander P D,Alloway B J,Dourado A M.Genotypic variations in the accumulation of Cd,Cu,Pb and Zn exhibited by six commonly grown vegetables［J］.Environmental Pollution,2006,144：736-745.

［2］ Khairah T,Zalifah M K,Yin Y H,et al.The uptake of heavy metals by fruit type vegetables grown in selected agricultural areas［J］.Pakistan Jou rnal of Biological Sciences,2004,7（8）：1438-1442.

［3］ 范毓強.環(huán)境中的鎘［M］.北京：中國大百科全書出版社, 1996：59-76.

［4］ 陶嘉玲,鄭光華.種子活性［M］.北京：科學出版社, 1991：109-111.

（責任編輯：張才德）

S 363

A

0528-9017（2014）03-0354-02

文獻著錄格式：馬良,沈足金,朱玉祥.鎘脅迫對油麥菜種子萌發(fā)與幼苗生長的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學,2014（3）：354-356.

2014-01-04

馬 良（1985-）,男,浙江桐鄉(xiāng)人,助理農(nóng)藝師,主要從事土壤肥料技術推廣工作。