农艺农技 ＮｏｎｇｙｉＮＯｎｇｊｌ 。Ｃｕ胁迫对小麦幼苗生长及金属元素含量的影响 殷金梅 （西北师范大学生命科学学院，甘肃兰州７３００７０） 摘要：利用营养液培养法，研究了不同浓度ｃｕ胁迫对小麦种子萌发、幼苗生长及元素含量的影响。结果表明：Ｃｕ胁迫对 小麦幼苗根的生长均为抑制作用，而高浓度Ｃｕ胁迫下株高和萌发率受到抑制作用；随Ｃｕ胁迫浓度的升高小麦根中Ｋ元素的 吸收增加，低浓度Ｃｕ胁迫下Ｃａ和Ｎａ元素的吸收没有变化，而高浓度Ｃｕ胁迫下Ｃａ和Ｎａ元素的吸收受到显著的抑制，Ｍｇ 元素含量在Ｃｕ胁迫下呈下降的变化趋势。说明：Ｃｕ胁迫对小麦根的毒性作用大于茎叶，且Ｃｕ胁迫对小麦根中Ｋ、Ｃａ、Ｎａ和 Ｍｇ元素的吸收具有一定的影响。 关键词：Ｃｕ；小麦；种子萌发；幼苗生长；元素含量 中图分类号：￥５１２文献标识码：Ｂ文章编号：１００３—６９９７（２０１７）０９—００７１—０３ 近年来，由于铜矿的开采、含铜农药的大量使用以及生 １２ ｈ／ｌ２ ｈ（光照／黑暗）的恒温培养箱中培养，生长６ ｄ时，取根 活污水的不合理排放，造成土壤中铜ｆＣｕ）浓度大幅度增加，现 用于指标检测。利用１／４ Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液配制处理液，处理组 已成为土壤主要重金属污染物之一，并引起国内外研究者的 中分另０加入０ ｍｏｌ・Ｌ－ 、５０ ｔｏｏｌ・Ｌ－ 、１５０ ｔｏｏｌ・Ｌｑ，３００ 极大关注＿ｌＪ。铜（ｃｕ）是植物生长发育必需的微量营养元素，更 ｍｏｌ・Ｌ－ 氯化铜（ＣｕＣ１ ）。 是多种酶类的组成成分，参与生理代谢过程。但ｃｕ具有累积 １．２方法 性，ｃｕ过量时可对植物体具有一定的毒害作用，阻碍植物的 １．２．１种子萌发及幼苗生长种子萌发的标志是培根突破 生长等闭。种子萌发作为植物生长周期的起点，更是感知外界 种皮。种子进行消毒，流水冲洗，选取大小一致的小麦种子 环境的最初阶段，而根系是植物直接受到重金属毒害的主要 １００粒，置于铺有滤纸的培养皿中，分别加入处理液，在２５± 器官。据研究表明，在铜胁迫条件下，植物根系会表现出相应 １．５ ｏＣ的培养箱中暗夜萌发，累计４ ｄＮ。幼苗生长６ｄ时，随机 的中毒症状，如根的生长和伸长受到抑制、根尖损伤、根冠变 抽取小麦幼苗３０株，用直尺测量主根及株高ｆ以ｅｍ为单位）。 短等【３】。田生科等 的研究显示，ｃｕ胁迫对海州香薷和紫花香 １．２．２元素含量小麦根中Ｋ、Ｃａ，Ｎａ和Ｍｇ含量的测定参 薷根系具有一定的影响，过量的ｃｕ造成时海州香薷根系的 照Ａｅｈａｒｙ等的方法 。取小麦根，用去离子水清洗干净后，在 长度、表面积、体积和侧根均明显受到抑制。高浓度ｃｕ胁迫 烘箱中烘干至恒重。干样在微波消化系统中消化１ ｈ，冷却后 下紫云英【引、番茄［６１和柑桔幼苗ｒ７】对矿质元素的吸收受到明显 的样品蒸干，用１％的定容，再用原子吸收分光光度计测 抑制。 定元素含量。 本文采用水培法，研究不同浓度ｃｕ胁迫对小麦种子萌 ２试验结果 发、幼苗生长以及元素吸收的影响，揭示小麦对重金属Ｃｕ的 ２．１ Ｃｕ胁迫对小麦种子萌发及幼苗生长的影响 耐性以及Ｃｕ胁迫下小麦的生理生化反应的变化，为进一步 表１ Ｃｕ胁迫下小麦种子萌发及幼苗生长的变化 胁迫浓度 根长（ｃｍ） 株高（ｃｍ） 萌发率（％） 揭示铜对植物生长的毒害机理提供基础理论。 Ｏ １１ ｍｏｌ・Ｌ一 Ｃｕ ５．８７±０．０３ ｄ ９．３７±０．０５ ｂ ９２．７６±２．７２ ｂ １材料与方法 ５０ ｕ ｍｏｌ・Ｌ一‘Ｃｕ ４．１６±Ｏ．２３ ｃ ９．０４±０．０９ ｂ ８９．４７±１．０６ ｂ １．１材料 ｌ５０ ｕ ｍｏｌ・Ｌ Ｃｕ ２．２３±Ｏ．０６ ｂ ８．８３±０．３０ ｂ ８７．２２±１．０８ ｂ 陇春３０号小麦种子由甘肃省农业科学院提供。小麦种 ３００ ｕ ｍｏｌ・Ｌ Ｃｕ １．７５±０．１８ ａ ７．８６±０．０１ ａ ７７．０６±０．６４ 子进行消毒，流水冲洗，暗中萌发２４ ｈ。选取已萌发的种子， 注：各列中不同的小写字母表示在Ｏ．０５水平有显著差异。 排列于培养Ⅲ中，３００ ｍｏｌ・ｍ 光照强度、２５±１．５℃和 从表１可以看出，Ｃｕ胁迫下小麦根长呈现递减的变化趋 收稿日期：２０１７—０３—２３ 作者简介：殷金梅（１９８９一），女，甘肃庆阳人，在读研究生，主要从事植物生理生态研究。 ｆ ２０１７筚第０９期（憋帮５１８期） ７１ 农艺农技 Ｖ ＮｏｎｇｙｉＮｏｎｇｊ 表２ Ｃｕ胁迫下小麦根中Ｋ、Ｃａ、Ｎａ和Ｍｇ含量的变化 注：各列中不同的小写字母表示在０．Ｏ５水平有显著差异。 势。与对照相比铰，５０ ＸＩ ｏｔｏｌ・Ｌ－Ｉ １ ５０ ｍｏｌ・Ｌ－ 和３００ ｍｏｌ・Ｌ－ Ｃｕ 胁迫使小麦根长分别缩短约２９％、６２％和７０％。而小麦株高 在５０ ｔｏｏｌ・Ｌ 和１５０ ｍｏ］・Ｌ Ｃｕ胁迫下，较对照无明显变 化，３００ ｔｏｏｌ・Ｌ－ Ｃｕ胁迫使小麦株高较对照有显著的降低， 约为１６％。与对照相比，５０ ｍｏｌ・Ｌ 和１５０ ｍｏｌ・Ｌ－ＩＣｕ胁 迫对小麦种子萌发无明显影响，但３００ ｍｏｌ・Ｌ－ｔＣｕ胁迫明显 抑制小麦种子的萌发，约为对照的１７％。 ２．２ ＣＵ胁迫对小麦根中Ｋ、Ｃａ、Ｎａ和Ｍ９元素积累的影响 与对照相比，低浓度ｃｕ胁迫对小麦根中Ｋ元素的吸收 无明显的影响，而１５０ ｍｏｌ・Ｌ－－和３００ ｍｏｌ・Ｌ－ Ｃｕ胁迫下 小麦根对Ｋ元素的吸收明显加强，约为对照的１９％和２８％。 在５０ ｔｏｏｌ・Ｌ－ Ｃｕ胁迫下小麦根中Ｃａ元素含量较对照无明 显变化，而１５０ ｍｏｌ・Ｌ－ Ｃｕ和３００ ｍｏｌ・Ｌ Ｃｕ胁迫下小麦 根中ｃａ元素含量较对照明显降低，约为４４％和５５％。低浓度 ｃｕ（５Ｏ ｍｏｌ・Ｌ－ 和１５０ ｍｏｌ・Ｌ－ ）胁迫使小麦根对Ｎａ元素 的积累较对照无明显变化，但３００ ｔｏｏｌ・Ｌ－ Ｃｕ胁迫下根中 Ｎａ元素含量较对照显著降低，约为ｌ９％。与对照相 比，所有ｃｕ胁迫下Ｍｇ元素含量均呈下降的变化趋 势。５０ ｍｏｌ・Ｌ～Ｃｕ、１５０ ｍｏｌ・Ｌ－ Ｃｕ和３００ ｍｏｌ・Ｌ－ＩＣｕ胁 迫使Ｍｇ元素含量显著降低，约为１９％、２２％和３６％（见表２）。 ３分析与讨论 ‘ 种子是植物的主要繁殖器官，其发芽率高说明种子生活 环境良好，反之亦然。李军红等 的研究表明，ｃｕ胁迫对油菜 种子的萌发存在明显的抑制作用，其萌发率随胁迫浓度的增 高而降低；Ｃｕ对麦草、高羊茅、早熟采、剪股颖、狗牙根、金 鸡菊、白三叶和非洲风仙共８种植物的种子萌发均以抑 制作用为主… ；随着ｃｕ胁迫质量浓度的增大，荻种子的 萌发也受到抑制【ｌ２ ；不同浓度的铜处理对蚕豆种子萌发 均有较明显的影响ｎ３１。 本试验中，低浓度ｃｕ胁迫对小麦种子的萌发无明显的 影响，而高浓度ｃｕ明显抑制了小麦种子的萌发。高浓度Ｃｕ ７２ ２０１７年第０９期ｆ蕙第５１８ Ｓｎ） 影响种子萌发的机理，可能是因为高浓度ｃｕ胁迫促使种子 电解质外渗率和相对渗出率增加，与种子萌发相关酶的活性 降低有关 ４１。 植物在受到重金属胁迫时，根部总是最先接触到重金属 且从土壤中吸收重金属，也是最易受重金属毒性影响的部 位 马敏等的研究表明，ｃｕ对８种园林植物的幼苗生长均 以抑制作用为主【ｌＪｌ；高浓度（＞２００ ｍｇ・ｋｇ ）抑制小白菜根的 生长，且随着ｃｕ浓度的升高其抑制作用不断增强 ；各种浓 度的铜胁迫对蚕豆幼苗根的生长均起到抑制的作用，随胁迫 浓度的升高，抑制作用逐渐加强；低浓度的铜胁迫对蚕豆 幼苗的生长具有一定的促进作用，但浓度过高则会抑制其 生长Ｉｌ７】。本试验结果显示，Ｃｕ胁迫下小麦根的生长均受到 抑制，而茎叶在高浓度Ｃｕ胁迫下受到明显的抑制。这与司江 英等的研究结果类似㈣。 重金属胁迫能诱导植物对矿质元素的积累和运输的变 化，导致营养元素失衡，代谢紊乱。植物在遭受到重金属胁迫 时，其毒害症状与植物体内金属的积累息息相关。有研究表 明，过高浓度ｃｕ胁迫下紫云英对Ｋ的吸收受到明显抑制 ， 并降低番茄对ｃａ的吸收 ；柑桔幼苗对ｃａ和Ｍｇ等元素的积 累随ｃｕ胁迫浓度的增加而降低 。本试验中，低浓度ｃｕ胁 迫对Ｋ、ｃａ和Ｎａ元素的积累无明显的影响，而Ｍｇ元素 含量较对照有所下降，高浓度ｃｕ胁迫使小麦根中Ｋ元 素含量较对照显著增加，但ｃａ、Ｎａ和Ｍｇ元素含量显著 降低。表明大量的金属元素积累在根部，这可能是阻碍小 麦根生长的原因之一。 ４结论 高浓度ｃｕ的存在，致使小麦种子的萌发受到一定的抑 制，在幼苗的生长过程中，Ｃｕ毒害小麦根系和茎叶，抑制了根 尖细胞的有丝，使小麦根和茎的生长受阻，并且影响小 麦根系对矿质元素Ｋ、ｃａ、Ｎａ和Ｍｇ的吸收。 农艺农技 Ｎ０ｎｇｙｉＮ０ｎｇｊｌ Ｖ 参考文献 【１］Ｆａｋａｙｏｄｅ Ｓ，Ｏｍａｎｗａ Ｐ．Ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｃｏｎｔａｍｉｎａｄｏｎ ｏｆ ｓｏｆｌ，ａｎｄ ｂｉｏａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ Ｇｕｉｎｅａ ｇｒａｓｓ（Ｐａｎｉｃｕｍ ｍａｘｉｍｕｍ）ａｒｏｕｎｄ Ｉｋｅｊａ Ｉｎｄｕｓｔｉｒａｌ Ｅｓａｔｔ Ｌａｇｏｓ，ＮｉｇｅｆｉａＯ】．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｇｅｏｌｏｇｙ，２００２，（１）． ［２２】 林义章，徐磊．铜污染对高等植物的生理毒害作用研究 中国生态农业学报，２００７，（１）． ［３】刘鹏，应小芳，徐根娣．大豆对铝毒抗逆性的研究Ⅲ．农业环境科学学报，２００４，（４）． 【４］田生科，李廷轩，彭红云，等．铜胁迫对海州香薷和紫花香薷根系形态及铜富集的影响明．水土保持学报，２００５，（３）． 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Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｖｏｌｕｍｅ：６２—０４，Ｓｅｃｔｉｏｎ：Ｂ，ｐａｇｅ：１６６５．Ａｄｖｉｓｅｒ：Ｐ．Ｋ．Ｓａｘｅｎａ．２００１． 【１６】，魏威，王松山，等．铜、铬单一及复合污染对小白菜种子萌发及根长的生态毒性【『】．西北农林科技大学学报（自然科学版），２０１０，（１２）． ［１７】 苟本富－铜胁迫对蚕豆种子萌发及幼苗生长的影响卟西南师范大学学报（自然科学版），２０１０，（５）． （编辑张顺全） （上接第７０页） 表２叶面喷施不同植物保护荆产量比较 ２５６８．９ ｋｇ／ｈｍ２、２ ４８３．１ ｋｇ ｍ 、２ ２８３ ｋｇ／ｈｍ ，分别较对照 于对照栽培方式。 增产１６．５０％、１２．５２％、８．７６％。 ３结果分析夏讨论 经方差分析，重复间Ｆ＝０．１８４，不同的植物保护剂叶面喷 同等条件下，在冬油菜上叶面喷施不同的植物保护剂，天 施间Ｆ＝７６９．６５３，而重复问Ｆ ＝５．１４３，Ｆｏ．ｏ。＝１０．９２５，Ｆ＝Ｏ．１８４＜ 达２ １１６、防冻液、抗旱剂和对照产量分别为２ ６５９．８ ｋｇ／ｌ１ｍ 、 ‰＝５．１４３，因此重复间差异不显著；而不同的植物保护剂叶 ２５６８．９ｋｇ／ｈｍ２、２４８３．１ ｋｇ／ｈｍ￣、２２８３ｋ ｍ ，产量由大到小的 面喷施间Ｆｎ０５＝４．７５７，Ｆｎｌ，Ｉ＝９．７８０，Ｆ＝７６９．６５３＞Ｆ０．０ ＝９．７８０，不同 顺序为：天达２ １１６＞防冻液＞抗旱剂＞对照。以叶面喷施 的植物保护剂叶面喷施间差异达极显著水平，用新复极差法 天达２ １ １６产量最高，较对照增幅３７６．８ ｋｇ／｝ｌｍ ，增产１６．５０％。 ＬＳＲ进行多层比较得出：叶面喷施天达２１１６与其他３种植 （编辑张亮） 物保护剂叶面喷施之间差异均达极显著水平，且各种性状优 ２０１７率第０９联（越第５１８明） ７３
