不同濃度鉛處理對木本植物種子發芽的影響

張樹彬+劉興海+楊桂恒+耿陽+劉明+聶新宇+鄒顏娟

摘要：以皂角、刺槐為試驗材料，通過不同濃度鉛處理，研究了其對種子萌發的影響。結果表明：隨著鉛離子濃度的增加，植物種子的發芽率下降。

關鍵詞：種子萌發；鉛處理；影響

中圖分類號：S718文獻標識碼：A文章編號：1674—9944（2014）09—0073—02

1引言

鉛是一種常見的有毒物質，其神經毒性早在1個世紀以前就已證實。隨著現代化工業、交通業的發展和鉛在各領域的廣泛使用，鉛污染日趨嚴重，對人體造成很大的危害[1]。鉛是自然界分布很廣的元素，全世界每年有40%的鉛用于制造蓄電池；20%以四乙基鉛形式加入汽油作為防爆劑，隨汽油燃燒后再由尾氣排放到環境中；12%作為建筑材料；6%用于電纜外套；5%用于制造彈藥；17%作其他用途 [2]。土壤被重金屬污染后，不僅影響作物產量和品質，而且可能進入食物鏈影響人類身心健康。20世紀60年代發生在日本富山縣的骨痛病就是當地居民食用被含Cd廢水污染了的土壤所生產的鎘米所致[3]。鉛不是植物體的必需元素，植物吸收土壤中的鉛并積累在根部，鉛亦可通過大氣污染物附著在作物的可食部位[4]。鉛主要影響植物的光合作用和蒸騰作用，鉛沉積在土壤中，積累到一定限度就會對植物產生毒害，影響蔬菜的產量及品質，鉛通過呼吸道、消化道進入機體，人體內鉛含量隨年齡增長而增加，人體內鉛的半衰期可長達20多年[5]，鉛進入人體后先蓄積于骨骼以及肝、腎、脾和大腦等處。

重金屬污染土地的治理大致有客土法、石灰改良法、化學淋洗法等[6]。這些方法在污染土壤的改良和治理方面雖然具有一定的理論意義，但在實際應用上往往都存在某些局限性。如加入土壤改良劑的沉淀法雖然在一定時期內可以降低土壤溶液中重金屬離子的溶解度，但同時卻會導致某些土壤營養元素的沉淀；淋洗法會同時造成營養元素的淋失；客土法雖效果較好，但費用昂貴，難以大面積工程推廣。近年來發展起來的植物修復技術以其安全、廉價的特點正成為研究和開發的熱點[7]。

植物具有調節水分平衡、改善土壤微生物環境、分泌多種有機物、促進土壤微生物活動等生態功能，植物修復是一門利用植物清理陸地和水生生態系統污染的技術，草本植物矮小、生物量低、生命周期短，后期的養護管理費用高，可利用價值低[8] ；而木本植物具有生命周期長，其產物不進入食物鏈，后期管理粗放，且具有較高的經濟價值和景觀效果，生態效益顯著等優勢[9]。同時，利用木本植物（樹木）對重金屬污染土壤進行修復，可以達到在修復中利用，在利用中修復的雙重效果，而且也符合我國的國情[10]，因此，開展這方面的研究具有重要的理論和現實意義。本文研究了鉛污染對皂角、刺槐種子萌發的影響，為鉛污染土壤的治理提供理論依據。

2材料與方法

2.1供試材料

植物種子：刺槐（Robinia pseudoacacia L.）、皂角（Gleditsia.Sinensis Lam）。皂角采自沈陽農業大學植物園；刺槐購自遼寧省林業廳林木種苗站。供試藥劑：分析純硝酸鉛（Pb（NO3）2）和硝酸銨（NH4NO3）。

2.2室內發芽實驗

將供試種子放在白紙上，去除雜質及和蟲蝕及成熟度較低的種子。將培養皿在120℃的條件下高溫滅菌1h，并在每個培養皿中墊兩層紗布。刺槐種子用80℃高熱水燙種，皂角用95℃高熱水燙種。在燙種過程中，邊倒熱水邊攪拌種子，以便受熱均勻，待水溫降至室溫后停止攪拌，浸泡24h，然后再用Pb2+處理種子，含Pb（No3）2的濃度分別為200mg/L、400mg/L、800mg/L、1200mg/L、1600mg/L。分別標記為處理1、處理2、處理3、處理4、處理5，并以不加鉛的為對照，每個處理重復3次。

皂角種子每個培養皿裝30粒，刺槐種子每個培養皿裝50粒。每個處理設3個重復。在每個培養皿中加5毫升重金屬溶液（以紗布浸濕但不淌溶液為宜），種子擺盤后放入恒溫箱中記錄種子發芽數（胚根與種子等長，胚芽長度達種子一半時，就認為種子已經發芽）恒溫箱溫度為25.5℃。在種子發芽期間每隔24h記錄一次發芽數，并澆重金屬溶液保持紗布濕潤。一周后統計皂角、刺槐的發芽率、發芽勢及過氧化物酶的活性和鮮重。

2.3測定內容與方法

發芽率（%）=供試種子的發芽數/供試種子數；發芽勢=供試種子發芽數最多一天前積累的所有發芽種子數/供試種子數。

3結果與分析

表1為鉛處理對植物種子萌發影響實驗的結果。

從表1中可以看出，不同濃度的鉛處理對刺槐種子萌發的影響表現為抑制作用，它使刺槐種子的發芽率降低，降低了發芽勢，并且隨著污染物濃度的增加，抑制作用同時增大。刺槐對照的發芽率為91%，處理1、處理2、處理3、處理4、處理5的發芽率分別比對照低3%、4%、9%、11%、24%，經方差分析，處理3、處理4和處理5與對照的發芽率形成顯著差異，并且差異極顯著。刺槐對照的發芽勢為46.75，而從處理1至處理5的發芽勢均低于對照，且隨著污染物濃度的增加，發芽勢逐漸降低，最低值為19.75出現在處理5，說明高濃度的Pb對刺槐發芽勢抑制作用最大。經方差分析，處理2、處理3、處理4和處理5的發芽勢則與對照的形成極顯著差異；而不同濃度鉛處理對皂角種子的萌發幾乎沒有影響，可能是皂角種子較大，內存物質較多，足夠用于發芽所需。可以看出刺槐種子受鉛的毒害作用大于皂角種子。

4結語

皂角的發芽率幾乎不受鉛處理的影響，其發芽勢在開始時有所降低，但隨后又變大，說明鉛處理對皂角種子的萌發影響不大。對刺槐而言，種子的發芽率隨鉛濃度的增加而降低，發芽勢隨濃度的降低亦降低明顯，說明刺槐種子受鉛的影響較明顯；皂角和刺槐胚根的伸長都明顯受到抑制，且在低濃度時抑制就很明顯，胚軸的伸長也受到了鉛處理的抑制，但是其受抑制程度要小于鉛對胚根的影響。皂角胚根過氧化物酶的活性隨濃度的增加一直增大，皂角胚軸過氧化物酶活性表現出相反的規律，隨濃度的增加，過氧化物酶活性變小，刺槐胚根胚軸過氧化物酶的活性隨著鉛濃度的增加而增加，但在過高濃度時則出現降低。

參考文獻：

[1] 張福鎖植物營養生志生理學和遺傳學[M].北京：中國科學技術出版社，1993.

[2] 洗振國，劉友良.重金l眉超量積累植物研究進展[J].植物生理學通訊，1998，34（2）：133～139.

[3] 劉義銅.尾礦塒小麥生長發育和生理功能的影響[J].應用生態學報，2001（12）.

[4] 夏星輝，陳靜生.土壤重金屬污染治理方法研究進展[J].環境科學，1997（3）：72～76.

[5] 郭義龍，林壹兵.漳州市農業土壤重金屬現狀分析及防治[J].土壤，2003，35（2）：131～135.

[5] 華東師范大學生物系植物生理教研組.植物生理學實驗指導[M].北京：人民教育出版社，1980.

[7] 黃曉華，周青，程宏英，等.五種常綠樹木對鉛污染脅迫的反應[J].城市環境與城市生態，2000（12）.

[8] 趙會杰.抗壞血酸對小麥旗葉衰老進程中膜脂過氧化的影響[M].植物生理學通訊，1992（28）.

[9] 郝建軍，劉延吉.植物生理學試驗技術[M].長春：吉林科學出版社，2010.

[10] 黃玉山，邱國華.紫茅抗銅和敏感品種在發育早期對銅離子反應的理差異[J].應用與環境生物學報，2010（11）.endprint

摘要：以皂角、刺槐為試驗材料，通過不同濃度鉛處理，研究了其對種子萌發的影響。結果表明：隨著鉛離子濃度的增加，植物種子的發芽率下降。

關鍵詞：種子萌發；鉛處理；影響

中圖分類號：S718文獻標識碼：A文章編號：1674—9944（2014）09—0073—02

1引言

鉛是一種常見的有毒物質，其神經毒性早在1個世紀以前就已證實。隨著現代化工業、交通業的發展和鉛在各領域的廣泛使用，鉛污染日趨嚴重，對人體造成很大的危害[1]。鉛是自然界分布很廣的元素，全世界每年有40%的鉛用于制造蓄電池；20%以四乙基鉛形式加入汽油作為防爆劑，隨汽油燃燒后再由尾氣排放到環境中；12%作為建筑材料；6%用于電纜外套；5%用于制造彈藥；17%作其他用途 [2]。土壤被重金屬污染后，不僅影響作物產量和品質，而且可能進入食物鏈影響人類身心健康。20世紀60年代發生在日本富山縣的骨痛病就是當地居民食用被含Cd廢水污染了的土壤所生產的鎘米所致[3]。鉛不是植物體的必需元素，植物吸收土壤中的鉛并積累在根部，鉛亦可通過大氣污染物附著在作物的可食部位[4]。鉛主要影響植物的光合作用和蒸騰作用，鉛沉積在土壤中，積累到一定限度就會對植物產生毒害，影響蔬菜的產量及品質，鉛通過呼吸道、消化道進入機體，人體內鉛含量隨年齡增長而增加，人體內鉛的半衰期可長達20多年[5]，鉛進入人體后先蓄積于骨骼以及肝、腎、脾和大腦等處。

重金屬污染土地的治理大致有客土法、石灰改良法、化學淋洗法等[6]。這些方法在污染土壤的改良和治理方面雖然具有一定的理論意義，但在實際應用上往往都存在某些局限性。如加入土壤改良劑的沉淀法雖然在一定時期內可以降低土壤溶液中重金屬離子的溶解度，但同時卻會導致某些土壤營養元素的沉淀；淋洗法會同時造成營養元素的淋失；客土法雖效果較好，但費用昂貴，難以大面積工程推廣。近年來發展起來的植物修復技術以其安全、廉價的特點正成為研究和開發的熱點[7]。

植物具有調節水分平衡、改善土壤微生物環境、分泌多種有機物、促進土壤微生物活動等生態功能，植物修復是一門利用植物清理陸地和水生生態系統污染的技術，草本植物矮小、生物量低、生命周期短，后期的養護管理費用高，可利用價值低[8] ；而木本植物具有生命周期長，其產物不進入食物鏈，后期管理粗放，且具有較高的經濟價值和景觀效果，生態效益顯著等優勢[9]。同時，利用木本植物（樹木）對重金屬污染土壤進行修復，可以達到在修復中利用，在利用中修復的雙重效果，而且也符合我國的國情[10]，因此，開展這方面的研究具有重要的理論和現實意義。本文研究了鉛污染對皂角、刺槐種子萌發的影響，為鉛污染土壤的治理提供理論依據。

2材料與方法

2.1供試材料

植物種子：刺槐（Robinia pseudoacacia L.）、皂角（Gleditsia.Sinensis Lam）。皂角采自沈陽農業大學植物園；刺槐購自遼寧省林業廳林木種苗站。供試藥劑：分析純硝酸鉛（Pb（NO3）2）和硝酸銨（NH4NO3）。

2.2室內發芽實驗

將供試種子放在白紙上，去除雜質及和蟲蝕及成熟度較低的種子。將培養皿在120℃的條件下高溫滅菌1h，并在每個培養皿中墊兩層紗布。刺槐種子用80℃高熱水燙種，皂角用95℃高熱水燙種。在燙種過程中，邊倒熱水邊攪拌種子，以便受熱均勻，待水溫降至室溫后停止攪拌，浸泡24h，然后再用Pb2+處理種子，含Pb（No3）2的濃度分別為200mg/L、400mg/L、800mg/L、1200mg/L、1600mg/L。分別標記為處理1、處理2、處理3、處理4、處理5，并以不加鉛的為對照，每個處理重復3次。

皂角種子每個培養皿裝30粒，刺槐種子每個培養皿裝50粒。每個處理設3個重復。在每個培養皿中加5毫升重金屬溶液（以紗布浸濕但不淌溶液為宜），種子擺盤后放入恒溫箱中記錄種子發芽數（胚根與種子等長，胚芽長度達種子一半時，就認為種子已經發芽）恒溫箱溫度為25.5℃。在種子發芽期間每隔24h記錄一次發芽數，并澆重金屬溶液保持紗布濕潤。一周后統計皂角、刺槐的發芽率、發芽勢及過氧化物酶的活性和鮮重。

2.3測定內容與方法

發芽率（%）=供試種子的發芽數/供試種子數；發芽勢=供試種子發芽數最多一天前積累的所有發芽種子數/供試種子數。

3結果與分析

表1為鉛處理對植物種子萌發影響實驗的結果。

從表1中可以看出，不同濃度的鉛處理對刺槐種子萌發的影響表現為抑制作用，它使刺槐種子的發芽率降低，降低了發芽勢，并且隨著污染物濃度的增加，抑制作用同時增大。刺槐對照的發芽率為91%，處理1、處理2、處理3、處理4、處理5的發芽率分別比對照低3%、4%、9%、11%、24%，經方差分析，處理3、處理4和處理5與對照的發芽率形成顯著差異，并且差異極顯著。刺槐對照的發芽勢為46.75，而從處理1至處理5的發芽勢均低于對照，且隨著污染物濃度的增加，發芽勢逐漸降低，最低值為19.75出現在處理5，說明高濃度的Pb對刺槐發芽勢抑制作用最大。經方差分析，處理2、處理3、處理4和處理5的發芽勢則與對照的形成極顯著差異；而不同濃度鉛處理對皂角種子的萌發幾乎沒有影響，可能是皂角種子較大，內存物質較多，足夠用于發芽所需。可以看出刺槐種子受鉛的毒害作用大于皂角種子。

4結語

皂角的發芽率幾乎不受鉛處理的影響，其發芽勢在開始時有所降低，但隨后又變大，說明鉛處理對皂角種子的萌發影響不大。對刺槐而言，種子的發芽率隨鉛濃度的增加而降低，發芽勢隨濃度的降低亦降低明顯，說明刺槐種子受鉛的影響較明顯；皂角和刺槐胚根的伸長都明顯受到抑制，且在低濃度時抑制就很明顯，胚軸的伸長也受到了鉛處理的抑制，但是其受抑制程度要小于鉛對胚根的影響。皂角胚根過氧化物酶的活性隨濃度的增加一直增大，皂角胚軸過氧化物酶活性表現出相反的規律，隨濃度的增加，過氧化物酶活性變小，刺槐胚根胚軸過氧化物酶的活性隨著鉛濃度的增加而增加，但在過高濃度時則出現降低。

參考文獻：

[1] 張福鎖植物營養生志生理學和遺傳學[M].北京：中國科學技術出版社，1993.

[2] 洗振國，劉友良.重金l眉超量積累植物研究進展[J].植物生理學通訊，1998，34（2）：133～139.

[3] 劉義銅.尾礦塒小麥生長發育和生理功能的影響[J].應用生態學報，2001（12）.

[4] 夏星輝，陳靜生.土壤重金屬污染治理方法研究進展[J].環境科學，1997（3）：72～76.

[5] 郭義龍，林壹兵.漳州市農業土壤重金屬現狀分析及防治[J].土壤，2003，35（2）：131～135.

[5] 華東師范大學生物系植物生理教研組.植物生理學實驗指導[M].北京：人民教育出版社，1980.

[7] 黃曉華，周青，程宏英，等.五種常綠樹木對鉛污染脅迫的反應[J].城市環境與城市生態，2000（12）.

[8] 趙會杰.抗壞血酸對小麥旗葉衰老進程中膜脂過氧化的影響[M].植物生理學通訊，1992（28）.

[9] 郝建軍，劉延吉.植物生理學試驗技術[M].長春：吉林科學出版社，2010.

[10] 黃玉山，邱國華.紫茅抗銅和敏感品種在發育早期對銅離子反應的理差異[J].應用與環境生物學報，2010（11）.endprint

摘要：以皂角、刺槐為試驗材料，通過不同濃度鉛處理，研究了其對種子萌發的影響。結果表明：隨著鉛離子濃度的增加，植物種子的發芽率下降。

關鍵詞：種子萌發；鉛處理；影響

中圖分類號：S718文獻標識碼：A文章編號：1674—9944（2014）09—0073—02

1引言

鉛是一種常見的有毒物質，其神經毒性早在1個世紀以前就已證實。隨著現代化工業、交通業的發展和鉛在各領域的廣泛使用，鉛污染日趨嚴重，對人體造成很大的危害[1]。鉛是自然界分布很廣的元素，全世界每年有40%的鉛用于制造蓄電池；20%以四乙基鉛形式加入汽油作為防爆劑，隨汽油燃燒后再由尾氣排放到環境中；12%作為建筑材料；6%用于電纜外套；5%用于制造彈藥；17%作其他用途 [2]。土壤被重金屬污染后，不僅影響作物產量和品質，而且可能進入食物鏈影響人類身心健康。20世紀60年代發生在日本富山縣的骨痛病就是當地居民食用被含Cd廢水污染了的土壤所生產的鎘米所致[3]。鉛不是植物體的必需元素，植物吸收土壤中的鉛并積累在根部，鉛亦可通過大氣污染物附著在作物的可食部位[4]。鉛主要影響植物的光合作用和蒸騰作用，鉛沉積在土壤中，積累到一定限度就會對植物產生毒害，影響蔬菜的產量及品質，鉛通過呼吸道、消化道進入機體，人體內鉛含量隨年齡增長而增加，人體內鉛的半衰期可長達20多年[5]，鉛進入人體后先蓄積于骨骼以及肝、腎、脾和大腦等處。

重金屬污染土地的治理大致有客土法、石灰改良法、化學淋洗法等[6]。這些方法在污染土壤的改良和治理方面雖然具有一定的理論意義，但在實際應用上往往都存在某些局限性。如加入土壤改良劑的沉淀法雖然在一定時期內可以降低土壤溶液中重金屬離子的溶解度，但同時卻會導致某些土壤營養元素的沉淀；淋洗法會同時造成營養元素的淋失；客土法雖效果較好，但費用昂貴，難以大面積工程推廣。近年來發展起來的植物修復技術以其安全、廉價的特點正成為研究和開發的熱點[7]。

植物具有調節水分平衡、改善土壤微生物環境、分泌多種有機物、促進土壤微生物活動等生態功能，植物修復是一門利用植物清理陸地和水生生態系統污染的技術，草本植物矮小、生物量低、生命周期短，后期的養護管理費用高，可利用價值低[8] ；而木本植物具有生命周期長，其產物不進入食物鏈，后期管理粗放，且具有較高的經濟價值和景觀效果，生態效益顯著等優勢[9]。同時，利用木本植物（樹木）對重金屬污染土壤進行修復，可以達到在修復中利用，在利用中修復的雙重效果，而且也符合我國的國情[10]，因此，開展這方面的研究具有重要的理論和現實意義。本文研究了鉛污染對皂角、刺槐種子萌發的影響，為鉛污染土壤的治理提供理論依據。

2材料與方法

2.1供試材料

植物種子：刺槐（Robinia pseudoacacia L.）、皂角（Gleditsia.Sinensis Lam）。皂角采自沈陽農業大學植物園；刺槐購自遼寧省林業廳林木種苗站。供試藥劑：分析純硝酸鉛（Pb（NO3）2）和硝酸銨（NH4NO3）。

2.2室內發芽實驗

將供試種子放在白紙上，去除雜質及和蟲蝕及成熟度較低的種子。將培養皿在120℃的條件下高溫滅菌1h，并在每個培養皿中墊兩層紗布。刺槐種子用80℃高熱水燙種，皂角用95℃高熱水燙種。在燙種過程中，邊倒熱水邊攪拌種子，以便受熱均勻，待水溫降至室溫后停止攪拌，浸泡24h，然后再用Pb2+處理種子，含Pb（No3）2的濃度分別為200mg/L、400mg/L、800mg/L、1200mg/L、1600mg/L。分別標記為處理1、處理2、處理3、處理4、處理5，并以不加鉛的為對照，每個處理重復3次。

皂角種子每個培養皿裝30粒，刺槐種子每個培養皿裝50粒。每個處理設3個重復。在每個培養皿中加5毫升重金屬溶液（以紗布浸濕但不淌溶液為宜），種子擺盤后放入恒溫箱中記錄種子發芽數（胚根與種子等長，胚芽長度達種子一半時，就認為種子已經發芽）恒溫箱溫度為25.5℃。在種子發芽期間每隔24h記錄一次發芽數，并澆重金屬溶液保持紗布濕潤。一周后統計皂角、刺槐的發芽率、發芽勢及過氧化物酶的活性和鮮重。

2.3測定內容與方法

發芽率（%）=供試種子的發芽數/供試種子數；發芽勢=供試種子發芽數最多一天前積累的所有發芽種子數/供試種子數。

3結果與分析

表1為鉛處理對植物種子萌發影響實驗的結果。

從表1中可以看出，不同濃度的鉛處理對刺槐種子萌發的影響表現為抑制作用，它使刺槐種子的發芽率降低，降低了發芽勢，并且隨著污染物濃度的增加，抑制作用同時增大。刺槐對照的發芽率為91%，處理1、處理2、處理3、處理4、處理5的發芽率分別比對照低3%、4%、9%、11%、24%，經方差分析，處理3、處理4和處理5與對照的發芽率形成顯著差異，并且差異極顯著。刺槐對照的發芽勢為46.75，而從處理1至處理5的發芽勢均低于對照，且隨著污染物濃度的增加，發芽勢逐漸降低，最低值為19.75出現在處理5，說明高濃度的Pb對刺槐發芽勢抑制作用最大。經方差分析，處理2、處理3、處理4和處理5的發芽勢則與對照的形成極顯著差異；而不同濃度鉛處理對皂角種子的萌發幾乎沒有影響，可能是皂角種子較大，內存物質較多，足夠用于發芽所需。可以看出刺槐種子受鉛的毒害作用大于皂角種子。

4結語

皂角的發芽率幾乎不受鉛處理的影響，其發芽勢在開始時有所降低，但隨后又變大，說明鉛處理對皂角種子的萌發影響不大。對刺槐而言，種子的發芽率隨鉛濃度的增加而降低，發芽勢隨濃度的降低亦降低明顯，說明刺槐種子受鉛的影響較明顯；皂角和刺槐胚根的伸長都明顯受到抑制，且在低濃度時抑制就很明顯，胚軸的伸長也受到了鉛處理的抑制，但是其受抑制程度要小于鉛對胚根的影響。皂角胚根過氧化物酶的活性隨濃度的增加一直增大，皂角胚軸過氧化物酶活性表現出相反的規律，隨濃度的增加，過氧化物酶活性變小，刺槐胚根胚軸過氧化物酶的活性隨著鉛濃度的增加而增加，但在過高濃度時則出現降低。

參考文獻：

[1] 張福鎖植物營養生志生理學和遺傳學[M].北京：中國科學技術出版社，1993.

[2] 洗振國，劉友良.重金l眉超量積累植物研究進展[J].植物生理學通訊，1998，34（2）：133～139.

[3] 劉義銅.尾礦塒小麥生長發育和生理功能的影響[J].應用生態學報，2001（12）.

[4] 夏星輝，陳靜生.土壤重金屬污染治理方法研究進展[J].環境科學，1997（3）：72～76.

[5] 郭義龍，林壹兵.漳州市農業土壤重金屬現狀分析及防治[J].土壤，2003，35（2）：131～135.

[5] 華東師范大學生物系植物生理教研組.植物生理學實驗指導[M].北京：人民教育出版社，1980.

[7] 黃曉華，周青，程宏英，等.五種常綠樹木對鉛污染脅迫的反應[J].城市環境與城市生態，2000（12）.

[8] 趙會杰.抗壞血酸對小麥旗葉衰老進程中膜脂過氧化的影響[M].植物生理學通訊，1992（28）.

[9] 郝建軍，劉延吉.植物生理學試驗技術[M].長春：吉林科學出版社，2010.

[10] 黃玉山，邱國華.紫茅抗銅和敏感品種在發育早期對銅離子反應的理差異[J].應用與環境生物學報，2010（11）.endprint