铬胁迫对秋葵种子萌发和幼苗生长的影响

铬胁迫对秋葵种子萌发和幼苗生长的影响
作者：冯子懿
来源：《中小企业管理与科技·中旬刊》2016年第05期
摘要：本实验研究不同浓度的铬溶液胁迫秋葵种子萌发并对其根长、茎长、鲜重以及后期生长状况的影响。

采用1.0、5.0、10.0、50.0、100.0mg/L的铬溶液对秋葵种子进行发芽试验，后期进行土培并定期施以相应浓度的溶液。

结果表明，经溶液处理过的秋葵种子的发芽率均低于CK，且随溶液浓度的升高呈下降趋势；而其根长、茎长和鲜重则表现为低浓度促进高浓度抑制现象，且铬对幼苗后期生长状况的影响大于萌发时期的影响。

关键词：秋葵；铬；种子；幼苗
中图分类号： Q945.78 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）14-53-2
0 引言
随着我国城市化进程的加快和人类社会的发展，土壤安全成为人们共同关注的焦点问题，土壤质量直接与其产出的农作物质量相关。

作为人口大国，土壤质量安全问题日趋得到重视。

在众多的污染源中，重金属污染首当其冲。

据悉，高溶解度的六价铬已被认为最危险的固体废物之一[1]。

有关铬的研究已相对广泛，主要有对黄瓜、番茄、大豆等作物种子萌发的影响[2]-[5]，而对秋葵种子的萌发试验和对幼苗影响的研究较少。

本文选用秋葵为实验材料，研究不同浓度的铬溶液胁迫秋葵种子萌发、根长、幼苗茎长以及鲜重的影响。

了解铬对秋葵生长的毒害作用，为防治铬污染以及发展绿色无污染食品提供指导。

1 材料和方法
1.1 材料
黄秋葵种子。

溶液由三氧化铬（CrO3）配制。

1.2 处理方法
选用籽粒饱满的秋葵种子，置40℃温水浸泡10min，75%的酒精消毒1min，蒸馏水冲洗数次，弃去浮于水面的种子。

每个烧杯中放约9g种子（约200粒），用不同浓度的铬溶液（1.0、5.0、10.0、50.0、100.0mg/L）浸泡处理18h，期间用玻璃棒搅拌。

同时，对照组用蒸馏水浸泡18h。

由陈学好[6]等人的黄秋葵种子快速萌发实验研究中可知，浸种12小时内种子吸水迅速，12-16小时内吸水速度开始下降，因此选用18小时作为吸水饱和时间。

再次弃去浮于水上的种子，每个浓度挑选150粒放置铺有滤纸的培养皿中，并分别注入相应浓度的处理液4mL，加盖防止蒸发。

每个处理重复三次，每个培养皿中放25粒，置28℃恒温培养箱中培养。

观察并记录萌发情况，由于黄秋葵种子属于快速发芽种子[6]，种子的萌发以胚根不短于
种子长度的一半为标准[3]，以任一处理下种皮破损出现茎叶为测定萌发率的截止时间。

由预实验可知第3天时对照组萌发率高达99%以上，且种皮破损出现茎叶，则记3天为测定萌发率的截止时间。

记录前3天的萌发数和根长并计算萌发率。

后期移入土中培养，每3天施一次溶液（500mL），在种皮破损露出绿叶时开始计时，每4天测一次茎长和鲜重，观测其茎长和鲜重的变化。

1.3 计算公式
萌发率=萌发种子数/种子总数100%
萌发指数=∑（Gt/Dt）（Gt指在t时间内的萌发数，Dt为相应的萌发天数）
活力指数=发芽指数×苗长度
2 结果与分析
2.1 不同浓度铬胁迫对秋葵种子萌发率、萌发指数和活力指数的影响
发芽率是种子活力的重要指标。

秋葵种子经不同浓度铬处理后分别测定前3天的萌发率，并以第3天为最后萌发天数。

结果显示，秋葵种子的萌发率随铬溶液浓度的升高而降低，对照组萌发率最高。

由图1可知，随天数增加，各浓度下的种子萌发率也增加。

第3天时，对照组的萌发率高达99.33%，铬浓度为100.0mg/L的种子萌发率仅为对照组的81.21%，但其80.67%的萌发率同时反映了秋葵种子属快速发芽种子。

这可能与其吸水快，代谢启动快以及呼吸、酶活性和生理变化等有关[6]。

种子活力是指种子的发芽潜在能力和其所具有的生命力，以及出苗期间活性强度及该种子特征的综合表现。

种子活力与种子萌发率对种子裂变的敏感性有很大的差异。

种子活力包括发芽（萌发）指数和活力指数。

从图2和图3可知，不同浓度铬离子溶液处理下秋葵种子的萌发指数虽呈轻微的下降趋势，但仍具有较高的萌发指数和活力指数，因此得出此批黄秋葵种子不仅具有较高的发芽率同时也具有较高的种子活力。

而毒性较大的铬离子作为变量对秋葵进行处理，对其萌发率和种子活力造成的抑制影响较对其他作物的影响较小，原因可能为：
①秋葵种皮较厚，前期的浸种使只有一部分铬离子进入种皮产生影响，部分铬离子并未进入种子内部，因此影响不明显。

②由于铬离子的存在影响了种子的吸水能力使萌发率及活力均有所下降。

2.2 不同浓度铬胁迫对秋葵幼苗根长、茎长、鲜重的影响
由图4可知，用不同浓度的处理液处理秋葵种子，幼根的生长会随处理液浓度的升高呈现不同程度的抑制情况。

总体表现为：幼根长度随浓度升高而下降。

从第二天和第三天对照组及
较低浓度处理组（1.0mg/L，5.0mg/L）看，其几乎处于相同的根长水平，幼根长度明显变化主要表现在高浓度处理液下（50.0mg/L，100.0mg/L），说明在种皮破损前，对照组和低浓度处理组的根长已经处于平稳状态，较高浓度的铬离子不仅会抑制根长的生长，还会延迟根的发育。

由图5、图6可知，用不同浓度处理液处理的秋葵幼苗的茎长、鲜重大致呈现先上升后下降的趋势。

在低浓度1.0mg/L、5.0mg/L的处理下有利于幼苗茎长的生长，其中，浓度为
1.0mg/L的铬离子溶液处理下茎长促进效果最好，在浓度大于等于10.0mg/L的处理下对茎长的影响表现为抑制，且最高浓度抑制程度最大。

对鲜重的影响：低浓度1.0mg/L处理下其生长效果与对照组类似甚至优于对照组，而大于等于5.0mg/L的高浓度下则鲜重明显下降，这说明重金属的存在对根部吸收水分造成一定影响，重金属浓度的升高会显著影响根部吸水功能。

前期测定，其茎长和鲜重的影响效果参差不齐，随天数增加，铬离子对茎长及鲜重的影响趋势趋于稳定，并在第17天时促进和抑制效果都最为明显。

2.3 不同浓度铬胁迫对秋葵幼苗萎蔫程度和死亡率的影响
在秋葵生长中期对秋葵幼苗的生长状态进行观测（第17天）。

从表1可看出，对照组和最低浓度组（1.0mg/L）生长情况均表现为100%良好，未出现萎蔫植株。

随铬浓度增加，良好率下降，萎蔫率升高，在最高铬离子溶液（100.0mg/L）处理下，生长良好的植株仅占现存植株的14.04%，而其萎蔫程度已高达85.96%。

在铬浓度50.0mg/L下，出现上升情况，这可能是实验误差引起。

由死亡率可明显看出，死亡率随铬浓度的升高而升高。

对照组分死亡率为32.47%，低浓度处理液死亡率略微降低（29.11%）；最高浓度处理液下死亡率已高达
78.95%。

证明铬溶液在植株生长中期就已经表现出明显的抑制作用，对植株的生长具有致命性。

3 结论与讨论
本次实验结果表明，尽管秋葵属于快速萌发类作物，但通过不同浓度铬溶液胁迫秋葵植株来看，其萌发率、萌发指数以及种子活性都随铬离子浓度的升高而受到抑制，但抑制效果并没有其他作物明显，原因可能是较厚的种皮一定程度上阻碍了重金属离子的侵入，对植株的萌发起到保护作用。

而在秋葵幼苗移入土后一段时间内，其作用效果并不明显。

随培养时间的延长，重金属铬离子通过阻碍秋葵根部吸水以及铬离子在根部的囤积使其对根长、茎长、鲜重以及叶片的脱落和植株的死亡造成逐渐加深的影响。

对茎长和鲜重的影响，均有低浓度促进，高浓度抑制的趋势，这可能与植株中铬影响一系列酶活性有关，少量的重金属反而激发了植株体内一些保护酶类，使得该类酶表达的速度和活力也相应提高，而过量的重金属会使一系列酶发生变性和钝化[3]，从而影响植株的生长状况。

通过对秋葵幼苗相关指标的研究，可看出铬对植株后期生长具有更大的影响，而在种子萌发阶段的影响较小，这也说明铬离子对植株造成影响与其进入植株体内的部位有密切的关系。

秋葵是一种营养价值极高的作物，不仅对皮肤具有保健和美白的功效，在药用价值上还具有治疗糖尿病的效果，随着人类对健康品质生活的追求和对重金属污染蔬果的关注，秋葵作为经济作物发展前景将更加广阔。

参考文献
[1] 何俊昱.土壤六价铬的污染特性、生物可给性及风险评估[D].浙江大学环境工程，2015.6.
[2] 徐心诚.铬胁迫对黄瓜种子萌发和幼苗生长的影响[J]. 安徽农学学报，2008，14（7）：91-92.
[3] 德碧.铬胁迫对黄瓜种子萌发的影响[J].重庆文理学院学报（自然科学版），2009，28（3）.
[4] 陈德碧.铬胁迫对番茄种子萌发的影响[J].重庆文理学院学报（自然科学版），2009，28（3）：71-73.
[5] 李建新，涂艳丽，王飞.铬胁迫对大豆种子萌发和幼苗生长的影响[J].安徽农业科学，2007，35（35）.
[6] 陈学好，刘振华，陈艳萍.黄秋葵种子快速萌发实验研究[J].种子，1999（4）：63-64.。