鉛對番茄種子萌發及胚根生長的影響

王文光， 范學科， 李 劼， 劉 偉

(楊凌職業技術學院， 陜西 楊凌 712100)

重金屬鉛被作為工業原料已在工業生產上廣泛應用，大部分以廢氣、廢水和廢渣等形式排放到環境中，造成土壤大面積污染。土壤中的鉛污染源來自天然和人為兩種情況。我國城市生活環境土壤鉛含量平均為65.0 mg/kg(1.7 mg/kg～207.2 mg/kg)，84.8%的城市土壤平均鉛含量高于當地土壤環境背景值，表明我國城市土壤環境普遍存在鉛的累積現象[1]；尤其是蔬菜種植區域受到鉛污染更為嚴重[2-4]。土壤中的鉛可被植物富集，通過食物鏈進入人體，會給人類身體健康帶來一定潛在的威脅。目前為此，關于蔬菜重金屬污染的研究主要集中在調查或模擬試驗等方面，研究的重點是蔬菜不同種類不同部位富集規律的變化及重金屬污染對蔬菜的毒害機理[5-7]，鮮見關于鉛對番茄種子萌發影響的研究報道。為此，以番茄種子為試驗材料，研究不同濃度鉛處理下番茄種子的發芽勢、發芽率、相對發芽率和胚根長度等變化，探討鉛對番茄種子萌發的毒性效應，以期為其生產應用提供參考依據。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1番茄種子農博、金鵬、毛粉、LycopersiconhisutumHumb and Bonpi和Lycopersiconesculentun.var.cerasiformeAlef(5個品種依次編為1號品種、2號品種、3號品種、4號品種和5號品種)，購于楊凌蔬菜種子批發市場，均為當地生產上的主栽品種。

1.1.2試劑硝酸鉛(AR)，北京壇墨質檢科技有限公司。

1.2方法

1.2.1試驗設計采用完全隨機區組設計，按照要求將硝酸鉛配置成鉛含量為0(CK，即等量蒸餾水)、50 ng/mL(T1)、100 ng/mL(T2)、200 ng/mL(T3)、300 ng/mL(T4)和400 ng/mL(T5)的水溶液，共計6個處理，3次重復。

1.2.2種子萌發試驗在種子發芽盒中平鋪12 cm×12 cm的濾紙2張，準確地將5 mL不同濃度硝酸鉛溶液移入種子發芽盒中。先用高錳酸鉀溶液對完整、飽滿和大小均勻的各個番茄品種種子消毒后，將100粒種子均勻地擺放于種子發芽盒內，然后將種子發芽盒置于種子培養箱中以25℃和75%相對濕度的恒溫恒濕條件下培育。培養過程中根據紙干燥程度及時添加相應濃度鉛溶液和蒸餾水以保持濾紙濕潤。按照種子發芽試驗的相關要求，從第3天開始測定其相關生理特性。每個品種按照相同的操作方式同時進行種子萌發試驗。

1.2.3項目測定培養溫度25℃和75%相對濕度的培養條件下，從發芽的第3天開始計數發芽種子的數量及特征。隨機選擇20粒發芽種子用尺子測量其胚根長及胚軸長，并計算種子發芽勢、種子發芽率和種子相對發芽率等。

種子發芽勢=(指定天數內發芽種子數/供試種子數)×100%

種子發芽率=(指定日期內所有發芽種子數/供試種子數)×100%

種子相對發芽率=(重金屬處理種子發芽率/對照種子發芽率)×100%

1.3數據處理

采用Excel 2010對數據進行統計與分析。

2結果與分析

2.1不同濃度鉛溶液對番茄種子發芽勢與發芽率的影響

從圖1看出，不同濃度鉛溶液處理，1～5號品種種子的發芽勢及發芽率的變化趨勢基本一致。發芽勢：各品種除T1呈小幅上升外，其余濃度處理均呈下降趨勢，不同品種各處理總體表現為T1>CK>T2>T3>T4>T5。其中，CK各品種的變幅為91.67%～95.33%，T1各品種為93%～97.33%，T2各品種為85.33%～89.33%， T3各品種均下降明顯，T4各品種為20.67%～45.67%，T5各品種僅15%～25%。表明，隨著鉛溶液濃度的增大，所有品種種子受其毒害作用逐漸加重。發芽率：各品種除T1呈小幅升高外，其余濃度處理均呈下降趨勢，不同品種各處理總體表現為T1>CK>T2>T3>T4>T5。其中，CK各品種的變幅為87%～90.67%，T1各品種為89.67%～93.33%，T2農博、金鵬和L.hisutum種子的發芽率均<85%，T3各品種種子的發芽勢為51.67%～70%，T5各品種呈急劇下降的趨勢。可見，低濃度鉛溶液對番茄種子的萌發具有一定促進作用，高濃度鉛溶液則對其產生抑制作用。

圖1不同處理5個番茄品種種子的發芽勢與發芽率

2.2不同濃度鉛溶液對番茄種子相對發芽率的影響

從表1可知，低濃度鉛溶液處理，1～5號品種種子的相對發芽率較CK略有升高，總體上與發芽勢及發芽率的變化趨勢基本一致；隨著鉛溶液濃度逐漸增加，相對發芽率呈急劇下降趨勢。除T1外，在5個品種中，3號品種種子各濃度處理其相對發芽率均較其余品種高，1號品種種子各濃度處理其相對發芽率較低。表明，3號品種的耐鉛特性相對較強，而1號品種的耐鉛性相對較弱。

表1不同處理5個番茄品種種子的相對發芽率

2.3不同濃度鉛溶液對番茄種子胚根長度的影響

從表2可知，1～5號品種種子的平均胚根長度T1最長，分別為1.23 cm、1.22 cm、1.15 cm、1.20 cm和1.35 cm；CK其次，分別為0.99 cm、1.15 cm、1.07 cm、1.10 cm和1.25 cm；不同品種各處理總體表現為T1>CK>T2>T3>T4>T5。T41～2號品種平均胚根長度均為0，即已無胚根長出，3～5號品種平均胚根長度已降至最短,分別為0.25 cm、0.19 cm和0.17 cm；T55個品種平均胚根長度均為0，已無胚根長出。經續繼續培養觀察發現，隨著培養時間的延長，高濃度鉛溶液處理的番茄種子胚根逐漸發黃，可能是重金屬導致種子細胞壁破裂致使其組織液流出。

表2不同處理番茄種子的平均胚根長度

3結論與討論

發芽勢、發芽率和胚根長度等是研究種子質量與活力的主要指標。發芽勢反映種子萌發的速度和均勻性；發芽率反映種子發芽的多少[8-11]；胚根長度反映種子發芽后的生長速度。研究結果表明，50 ng/mL鉛溶液處理對農博、金鵬、毛粉、L.hisutum和L.esculentun的發芽勢、發芽率、相對發芽率和胚根長度均具有一定的促進作用，其余濃度處理5個品種發芽勢、發芽率、相對發芽率和胚根長度均低于對照并隨著濃度的增大呈下降趨勢；不同品種對鉛毒害的耐受力不同，毛粉的耐鉛特性相對較強，農博的耐鉛性相對較弱。可能與種子本身質量有一定關系。經繼續培養觀察發現，隨著時間的延長，種子萌發受鉛溶液的抑制作用逐漸增大。總體看，低濃度鉛溶液脅迫下，鉛可促進種子的萌發；隨著鉛溶液濃度的增加，發芽勢和發芽率和相對發芽率均呈下降趨勢，胚根長度減少，發芽時間推遲，鉛溶液濃度越大，對種子造成的毒害就越大。低鉛溶液濃度脅迫下，鉛促進了種子的萌發；隨著鉛溶液濃度的增加，發芽勢、發芽率等都有所降低，胚根長度減少，發芽時間推遲，鉛溶液濃度越大，對種子造成的毒害就越大。