銅鋅脅迫對甜瓜種子萌發的影響

土壤重金屬包括 Cu，Zn，Fe 等必需元素重金屬和 Cd，Pb，Cr 等非必需元素重金屬。必需元素重金屬過量對生物體是有毒的，而非必需元素重金屬即使在低濃度下也顯現出毒性[1]。 Cu 和 Z_n 由于可以促進動物生長，縮短養殖出欄時間，常被添加在飼料中[2]，但過量的 Cu 和 Z_n 不能被動物吸收，而隨糞尿排出體外，有研究在畜禽糞便和養殖場排放污水中檢測到 c_u 和 Zn^[3] 。在農作物種植過程中，這些畜禽糞便作為有機肥施入農田，為土壤帶來營養物質的同時，重金屬 Cu 和 Z_n 不斷在土壤中積累富集，可能對作物造成潛在危害4。據Zhao等調查，河北安新縣農田 c_u 和 Z_n 含量分別為 41.57～92.34mg/kg 和134.39～266.4mg/kg 。新疆吐哈盆地廣泛種植甜瓜，該地區處于干旱區，為保證甜瓜正常發芽采用滴灌澆水為種子萌發提供水分，這也使得土壤中的重金屬溶解，更易被種子吸收。

為了解土壤重金屬 Cu 和 Z_n 對甜瓜萌發的影響，采用無菌培養血在試驗室進行了種子萌發模擬試驗，以期探明 Cu 和 Z_n 對甜瓜種子發芽率及根芽長的影響。

1材料與方法

1.1試驗材料供試甜瓜品種為黃夢翠，購于新疆鄯善縣種子站。試驗所用藥品次氯酸鈉、氯化銅、氯化鋅均購于國藥集團化學試劑有限公司。

1.2試驗方法試驗設置 Cu²⁺ 濃度分別為0、1、2.5、

5，7.5，10，20，50，mg/L，Zn²⁺ 濃度分別為0、1、5、10、20.50，80，100mg/L

選取大小均勻、顆粒飽滿的甜瓜種子作為試驗材料，用 6% 次氯酸鈉溶液浸泡種子消毒 10min ，然后用娃哈哈純凈水沖洗3遍。在直徑 9cm 的無菌培養皿中放置3層定性濾紙，將沖洗干凈的甜瓜種子均勻鋪在濾紙上，每個培養皿中放50粒。以不同濃度 Cu²⁺ 和 Z_n²⁺ 溶液浸沒甜瓜種子，并覆蓋1層定性濾紙保持濕潤，每個處理重復3次。放入 28±1°C 的恒溫培養箱中避光培養。每 8h 添加1次處理溶液，使濾紙保持濕潤。 48h 后記錄甜瓜種子露白情況，計算種子發芽率。

用無菌鑷子選取每個處理中露白后長勢較均勻的甜瓜種子10粒，移入另一個鋪有3層濾紙，直徑 15cm 的無菌培養皿中，使甜瓜種子根系朝著統一方向，避免彼此纏繞，影響生長。保持 ^8h 添加處理溶液，繼續培養72h 后，用刻度尺測定甜瓜根長和芽長。

1.3數據分析和處理甜瓜種子發芽率和根長、芽長數據均采用SPSS19.0軟件進行單因素方差分析，差異顯著性水平為 Plt;0.05 。

甜瓜根芽長抑制率 （對照根芽長-處理根芽長）/對照根芽長 .×100%

植物半數抑制濃度是用來評價污染物生態毒性的重要指標，其計算方法是：建立污染物濃度和根芽長的線性回歸，將根芽長抑制率為 50% 的污染物濃度作為半數抑制濃度回。

2結果與分析

2.1 Cu 和 Z_n 對甜瓜種子萌發的影響從表1可以看出， Cu²⁺ 濃度大于 20mg/L ，會顯著抑制甜瓜種子發芽率； Cu²⁺ 濃度在 1～7.5mg/L 時，甜瓜種子發芽率無明顯變化。從表2可以看出， Zn²⁺ 濃度大于 50mg/L 會顯著抑制種子發芽率； Zn²⁺ 濃度在 1～20mg/L 時，甜瓜種子發芽率無明顯變化?？傮w來看， Cu²⁺ 對甜瓜種子萌發的影響大于 Zn²⁺ ，這可能與甜瓜種子對重金屬的敏感度有關。

2.2 Cu和 Z_n 對甜瓜種子根芽長度的影響從表3可以看出，當 Cu²⁺ 濃度為 1mg/L 時，甜瓜種子根長與對照無顯著差異，隨 Cu²⁺ 濃度增大，對根生長的抑制作用逐漸增大。從表4可以看出，當 Z_n²⁺ 濃度小于 5mg/L 時，可顯著促進根的生長，根長抑制率為負值；當 Z_n²⁺ 濃度大于 20mg/L 時，則會顯著抑制根的生長，并且隨濃度增大，根長抑制率逐漸增大。對比之下， Cu²⁺. 對根的抑制作用明顯強于 Zn²⁺ Zn²⁺ 在濃度較低時能夠促進根的生長。這與抗生素對小麥根長的影響相似。在大田中，土壤中的重金屬大部分被土壤吸附，游離態 Cu²⁺ 和 Z_n²⁺ 濃度較低，對甜瓜種子影響較小，但還是應該注意種子較為敏感的Cu²⁺ 的毒害。

從表5可以看出，隨著 Cu²⁺ 濃度逐漸增大，甜瓜芽的生長抑制率逐漸增大。從表6可以看出， Zn²⁺ 濃度小于 5mg/L ，會顯著促進甜瓜芽的生長，芽長抑制率為負值； Z_n²⁺ 濃度大于 10mg/L ，會顯著抑制甜瓜芽的生長，并且隨著濃度增大，甜瓜芽長抑制率逐漸增大。 Cu²⁺ 對甜瓜芽的生長抑制作用明顯強于 Z_n²⁺ 新 Zn²⁺ 在濃度較低時促進甜瓜芽的生長。這與余彬彬等8研究的 Cu²⁺ 和 Z_n²⁺ 對小麥幼苗芽長的影響結果相似。

2.3Cu和 Z_n 對甜瓜半數抑制濃度從表7可以看出， Cu²⁺ 對甜瓜根和芽的半數抑制濃度均小于 Z_n²⁺ 的，表明甜瓜對 Z_n 的敏感程度低于 c_u 。兩種重金屬離子對根的半數抑制濃度小于芽的半數抑制濃度，表明根對重金屬的敏感程度強于芽，這可能與根直接與金屬離子接觸有關。

3總結

在甜瓜種子萌發過程中，重金屬 Cu 和 Z_n 低濃度時對甜瓜種子發芽率無顯著影響，但高濃度會抑制種子發芽； Cu 抑制了根芽生長； Z_n 在低濃度時促進根芽生長，在高濃度時抑制根芽生長?？傮w而言，甜瓜種子對 c_u 的敏感程度強于 Z_n ，根對 Cu 和Zn較芽更敏感。通過試驗發現，較高濃度的重金屬 Cu 和 Z_n 顯著抑制甜瓜種子萌發，但在大田中，由于土壤的吸附作用，游離態 Cu²⁺ 和 Zn²⁺ 濃度并不高，故而生產安全性相對較高，但還是應該特別關注一下種子較為敏感的 Cu²⁺ 的毒害。

參考文獻

[1]DalcorsoG，FasaniE，ManaraA，etal.HeavyMetalPollutions： State of the Art and Innovation in Phytoremediation[J].International JournalofMolecular Sciences，2019，20（14）：3 412.

[2]郝二英，張楠楠，檀曉萌，等.微量元素在家禽生產中的應用研究[J].飼料廣角，2014（19）：44-46.

[3]茹淑華，徐萬強，孫世友，等.河北省集約化養殖廢水中氮磷和重金屬含量分布特征[J].河北農業科學，2021，25（3）：91-96.

[4]黃新燦，章明奎.長期施用豬糞源有機肥對蔬菜-土壤系統重金屬積累的影響[J].農學學報，2016，6（4）：30-35.

[5] Zhao G，MaY，Liu Y，etal.Source analysis and ecological risk assessment of heavy metals in farmland soilsaround heavy metal industry in Anxin County [J].Scientific Reports， 2022，12（1）：10 562.

[6]周啟星，王美娥.土壤生態毒理學研究進展與展望[J].生態毒理學報，2006（1）：1-11.

[7]張天瑩，余彬彬，林文軒，等.磺胺二甲基嘧啶與環丙沙 星對小麥種子萌發和幼苗生長的影響[J].農業資源與環境學 報，2021，38（2）：176-184.

[8]余彬彬，楊克明，王進軍，等.潛在有毒元素和抗生素復合污染形成與治理研究的教學實踐[J].實驗技術與管理，2024，41（4）：200-208.