銅對胡蘿卜種子萌發及幼苗生長的影響

黃洋 靳輝 張嬌

摘? ? 要：為了探尋重金屬銅對胡蘿卜種子萌發及幼苗生長的影響，將胡蘿卜種子置于不同濃度的CuSO4環境中，測定胡蘿卜種子發芽率，以及幼苗的根長、株高、鮮重與干重。結果表明，低濃度的銅可以促進胡蘿卜種子萌發，促進幼苗根與地上部分生長，提高幼苗鮮重與干重;當CuSO4濃度達到150 mg/L，根的生長被抑制;當CuSO4濃度達到200 mg/L，胡蘿卜種子的萌發被抑制;當CuSO4濃度達到250 mg/L，幼苗的株高、干重與鮮重都顯著低于不含銅的組別。低濃度的銅可促進胡蘿卜生長發育，高濃度的銅會抑制胡蘿卜的生長發育。

關鍵詞：CuSO4;胡蘿卜;種子萌發;幼苗生長

文章編號：1005-2690（2021）21-0015-02? ? ? ?中國圖書分類號：S631.2? ? ? ?文獻標志碼：B

銅是植物生長發育的必需元素。植物銅缺乏會影響蛋白質合成，抑制光合作用，最終嚴重影響作物產量[1]。銅也是一種廣泛存在的土壤重金屬污染物，土壤中銅含量超標會對植物產生脅迫，影響植物生長發育[2]。隨著工業發展，我國土壤銅污染日益嚴重[3]。胡蘿卜是我國廣泛栽種的一種經濟作物。胡蘿卜生長最適土壤銅濃度是多少以及銅濃度多高會抑制胡蘿卜生長等鮮有報道。因此，本試驗將探究不同銅濃度對胡蘿卜種子萌發與幼苗生長的影響，以期為胡蘿卜栽種時土壤選擇提供參考。

1? ?材料與方法

1.1? ?供試種子

華譽208胡蘿卜種子，購于京研益農種業科技有限公司。

1.2? ?營養液配制

稱取2.4 g CaCl2、1.02 g KNO3、0.984 g MgSO4、0.279 g KH2PO4依次溶于適量蒸餾水中，并定容至1 L。

1.3? ?試驗方法

選取均勻一致的胡蘿卜種子，用KMnO4消毒后，清水洗凈。試驗將CuSO4濃度設定為0 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L、250 mg/L、300 mg/L，共7個梯度。為測定種子發芽率，將種子置于放有濾紙的托盤內，每個托盤100粒種子，托盤內加入適量蒸餾水配制的不同濃度CuSO4溶液。為測定胡蘿卜幼苗生長情況，將種子種入盛有蛭石的花盆中，每個花盆20粒種子。向蛭石內加入用營養液配制的不同濃度CuSO4溶液。將托盤與花盆放入25 ℃光照培養箱內，7 d后測定托盤內種子發芽率。花盆內種子發芽10 d后，測定植株的根長、株高、鮮重與干重。

1.4? ?數據分析

采用SPSS 17.0軟件對試驗數據進行統計分析，試驗數據以“平均值±標準誤”表示。采用t檢驗進行兩兩比較，*表示P<0.05，差異顯著;**與##表示P<0.01，差異極顯著。

2? ?結果

2.1? ?銅濃度對胡蘿卜種子發芽率的影響

由圖1可知，相比不添加CuSO4的組別，低濃度的銅可以促進種子萌發;隨著銅濃度升高，發芽率呈現下降趨勢。當CuSO4濃度達到200 mg/L以上時，發芽率低于不添加CuSO4的組別，表明高濃度的銅會抑制種子萌發。

2.2? ?銅濃度對胡蘿卜幼苗根長與株高的影響

不同銅濃度對胡蘿卜幼苗根長與株高的影響如圖2所示。隨著CuSO4濃度升高，幼苗的根長與株高呈現先上升后下降的趨勢。當CuSO4溶液濃度達到50 mg/L與100 mg/L時，幼苗的根長與株高分別達到最大值。與不添加CuSO4的組別相比，當CuSO4溶液濃度達到150 mg/L時，幼苗根長顯著降低（P<0.05）;當CuSO4溶液濃度達到250 mg/L以上時，幼苗株高顯著降低（P<0.01）。

2.3? ?銅濃度對胡蘿卜幼苗鮮重與干重的影響

不同銅濃度對胡蘿卜幼苗鮮重與干重的影響如圖3所示。隨著CuSO4溶液濃度升高，幼苗的鮮重與干重呈現先上升后下降的趨勢。當CuSO4溶液濃度為100 mg/L時，幼苗的鮮重與干重達到最高，均顯著高于不添加CuSO4的組別（P<0.01）。當CuSO4溶液濃度達到250 mg/L以上時，相比不添加CuSO4的組別，幼苗鮮重與干重顯著降低（P<0.05）。

3? ?結論與討論

銅是植物生長所必需的元素，同時是土壤主要的重金屬污染物之一。CuSO4性質穩定，廣泛應用于銅對植物脅迫作用的研究中，本試驗選用CuSO4研究銅對胡蘿卜生長的影響。

種子的發芽率是衡量外界因素對種子萌發最重要的指標。低濃度的銅可以促進胡蘿卜種子的萌發，這提示在土壤銅缺乏的地區，或許可以利用低濃度CuSO4浸種后再播種，促進胡蘿卜種子萌發。高濃度的銅會抑制胡蘿卜種子的萌發，這提示在土壤銅濃度高的地區，播種胡蘿卜種子時可以適當增加播種數目。

研究表明，低濃度的銅可以促進胡蘿卜的根與地上部分生長，也可以提高幼苗的鮮重與干重。這表明，在土壤銅缺乏的地區可以適量施加銅，以促進胡蘿卜的生長。高濃度的銅會抑制根與地上部分的生長，也降低了幼苗的鮮重與干重。高濃度的銅對根的生長的抑制作用尤為明顯，當CuSO4濃度達到150 mg/L時，便產生了抑制作用。

根的生長離不開根尖細胞的分裂與分生組織細胞的生長，過量的銅會使這些細胞的細胞膜受到破壞，銅離子進入細胞進而破壞原生質體[4]。針對絲瓜[5]與茶樹[6]的研究表明，過量的銅會使光合色素含量降低，從而降低植物光合作用，進而影響植物的物質積累。過量的銅會抑制胡蘿卜地上部分生長，降低幼苗干重與鮮重，或許就是因為這個原因。

綜上所述，低濃度的銅對胡蘿卜的生長具有促進作用，高濃度的銅對胡蘿卜的生長具有抑制作用。

參考文獻：

[1]陳立平，高峰.植物缺銅的防治[J].中國林副特產，2001（2）：36-37.

[2]趙慧博，李麗麗，梁塔娜，等.重金屬銅、鎘脅迫下植物響應的研究進展[J].安徽農業科學，2019，47（21）：14-16.

[3]王萌，李彬彬，李曉越，等.我國土壤中銅的污染現狀與修復研究進展[J].地學前緣，2018，25（5）：305-313.

[4]Iduna Arduini， Douglas L. Godbold， Antonino Onnis. Cadmium and copper change root growth and morphology of Pinus pinea and Pinus pinaster seedlings[J].Physiologia Plantarum，1994，92（4）：675-680.

[5]蔣英，郭紅偉.銅脅迫對絲瓜幼苗色素含量、光合特性及滲透調節系統的影響[J].天津農業科學，2021，27（7）：9-12.

[6]王鈺超.銅脅迫對茶樹光合作用及品質指標的影響[J].現代農業科技，2021（14）：9-12.