銅對胡蘿卜種子萌發(fā)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(fā)及幼苗生長的影響，將胡蘿卜種子置于不同濃度的CuSO4環(huán)境中，測定胡蘿卜種子發(fā)芽率，以及幼苗的根長、株高、鮮重與干重。結(jié)果表明，低濃度的銅可以促進(jìn)胡蘿卜種子萌發(fā)，促進(jìn)幼苗根與地上部分生長，提高幼苗鮮重與干重;當(dāng)CuSO4濃度達(dá)到150 mg/L，根的生長被抑制;當(dāng)CuSO4濃度達(dá)到200 mg/L，胡蘿卜種子的萌發(fā)被抑制;當(dāng)CuSO4濃度達(dá)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(jìn)胡蘿卜生長發(fā)育，高濃度的銅會抑制胡蘿卜的生長發(fā)育。

關(guān)鍵詞：CuSO4;胡蘿卜;種子萌發(fā);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(xiàn)標(biāo)志碼：B

銅是植物生長發(fā)育的必需元素。植物銅缺乏會影響蛋白質(zhì)合成，抑制光合作用，最終嚴(yán)重影響作物產(chǎn)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(biāo)會對植物產(chǎn)生脅迫，影響植物生長發(fā)育[2]。隨著工業(yè)發(fā)展，我國土壤銅污染日益嚴(yán)重[3]。胡蘿卜是我國廣泛栽種的一種經(jīng)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(fā)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(nóng)種業(yè)科技有限公司。

1.2? ?營養(yǎng)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(shè)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(fā)芽率，將種子置于放有濾紙的托盤內(nèi)，每個托盤100粒種子，托盤內(nèi)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(nèi)加入用營養(yǎng)液配制的不同濃度CuSO4溶液。將托盤與花盆放入25 ℃光照培養(yǎng)箱內(nèi)，7 d后測定托盤內(nèi)種子發(fā)芽率?；ㄅ鑳?nèi)種子發(fā)芽10 d后，測定植株的根長、株高、鮮重與干重。

1.4? ?數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 17.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，試驗數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。采用t檢驗進(jìn)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(jié)果

2.1? ?銅濃度對胡蘿卜種子發(fā)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(jìn)種子萌發(fā);隨著銅濃度升高，發(fā)芽率呈現(xiàn)下降趨勢。當(dāng)CuSO4濃度達(dá)到200 mg/L以上時，發(fā)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(fā)。

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(xiàn)先上升后下降的趨勢。當(dāng)CuSO4溶液濃度達(dá)到50 mg/L與100 mg/L時，幼苗的根長與株高分別達(dá)到最大值。與不添加CuSO4的組別相比，當(dāng)CuSO4溶液濃度達(dá)到150 mg/L時，幼苗根長顯著降低（P<0.05）;當(dāng)CuSO4溶液濃度達(dá)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(xiàn)先上升后下降的趨勢。當(dāng)CuSO4溶液濃度為100 mg/L時，幼苗的鮮重與干重達(dá)到最高，均顯著高于不添加CuSO4的組別（P<0.01）。當(dāng)CuSO4溶液濃度達(dá)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(jié)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(zhì)穩(wěn)定，廣泛應(yīng)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(fā)芽率是衡量外界因素對種子萌發(fā)最重要的指標(biāo)。低濃度的銅可以促進(jìn)胡蘿卜種子的萌發(fā)，這提示在土壤銅缺乏的地區(qū)，或許可以利用低濃度CuSO4浸種后再播種，促進(jìn)胡蘿卜種子萌發(fā)。高濃度的銅會抑制胡蘿卜種子的萌發(fā)，這提示在土壤銅濃度高的地區(qū)，播種胡蘿卜種子時可以適當(dāng)增加播種數(shù)目。

研究表明，低濃度的銅可以促進(jìn)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(qū)可以適量施加銅，以促進(jìn)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(dāng)CuSO4濃度達(dá)到150 mg/L時，便產(chǎn)生了抑制作用。

根的生長離不開根尖細(xì)胞的分裂與分生組織細(xì)胞的生長，過量的銅會使這些細(xì)胞的細(xì)胞膜受到破壞，銅離子進(jìn)入細(xì)胞進(jìn)而破壞原生質(zhì)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(jìn)而影響植物的物質(zhì)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(jìn)作用，高濃度的銅對胡蘿卜的生長具有抑制作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳立平，高峰.植物缺銅的防治[J].中國林副特產(chǎn)，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(yīng)的研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，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(xiàn)狀與修復(fù)研究進(jìn)展[J].地學(xué)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(diào)節(jié)系統(tǒng)的影響[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，27（7）：9-12.

[6]王鈺超.銅脅迫對茶樹光合作用及品質(zhì)指標(biāo)的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2021（14）：9-12.