重金属对植物种子萌发的影响

重金属对植物生长和发育的影响近年来，随着工业化和城市化的加速发展，重金属污染问题愈加突出，成为影响生态环境和人类健康的重要问题之一。

在这些污染物中，重金属因其高毒性、难降解、易积累等特点成为最主要的污染物之一。

重金属的高浓度污染会带来严重的生态环境问题，对植物生长和发育也产生了极大的影响。

重金属对植物的影响是多方面的。

它们不仅会影响植物的生长速度和形态，而且会对植物的基因、蛋白质、酶等产生影响，从而影响植物的代谢和生理过程。

下面我们将从植物生长、生理和分子水平来探讨重金属对植物的影响。

一、植物生长方面的影响重金属能够进入植物体内，并积累在根系、茎、叶中，影响植物的生长和发育。

过量的重金属会影响植物的生理代谢，导致光合作用、呼吸和营养物质的吸收和运输等生理过程受到抑制，进而影响植物的生长速度和形态。

铅、镉、汞等重金属能够累积在植物的不同组织中，严重影响植物在不同生长阶段的发育和生长速度。

比如，高浓度汞、铅、亚铁、钼等重金属的存在会使得种子萌发率降低，发芽延迟，脱落和变黄。

铅、镉、汞等也会阻碍植物细胞的分裂和增殖，引起细胞壁分解和纤维腐解，从而导致幼苗生长速度减缓，形态畸形，茎秆细长，叶片变薄，枯黄早落等生长异常。

甚至在极度污染的情况下，幼苗死亡率会迅速增加，导致植株数量减少。

二、植物生理方面的影响随着重金属进入植物，它们会影响植物的生理代谢和各种生理过程。

例如，重金属的存在对植物的光合作用、呼吸、气孔开放和营养物质的吸收等都会产生影响。

首先，重金属会影响植物的光合作用。

光合作用是植物合成有机物质和释放氧气的主要途径。

然而，重金属的存在会直接阻碍光合作用反应过程中的光反应和暗反应，导致植物无法正常进行光合作用，从而影响其生长和发育。

另一方面，重金属会影响植物的气孔开放和吸收营养物质的过程。

植物的气孔和根系是植物吸收二氧化碳和营养物质的主要途径。

当植物体内有大量的重金属时，植物会受到抑制，导致气孔关闭，降低了植物的二氧化碳吸收率和呼吸速率。

基于不同金属离子对黄豆发芽及活力影响的研究摘要：重金属对植株的活力及生理功能有一定的影响，而金属离子对种子的光合作用起着重要的作用。

为了避免金属元素对植株的发芽和生长造成的干扰，对其进行研究具有十分重要的意义。

本文将黄豆作为实验对象，采用三种金属离子（Zn2+、Mn2+、Ca2+）及相同锰离子的不同浓度来探究对黄豆发芽及活力的影响，以便获得最适于黄豆种子长期发芽的金属离子以及最适于黄豆发芽短期离体保存的最适Mn2+浓度。

结果表明，金属离子（Zn2+、Mn2+、Ca2+）对黄豆种子萌发及发芽活力的影响为低促高抑，125mg/L Mn2+最适合黄豆萌发及保存，适当浓度的金属离子对黄豆种子的萌发和生长是有益的。

关键词：黄豆；金属离子；控制变量；追踪记录；发芽率；株高；有益引言：黄豆是蝶形花科豆科的一种草本植物，在中国有很长的历史，在先秦时期，它就是一种重要的粮食。

黄豆植株直立，有分枝。

黄豆芽也称芽苗菜，是由黄豆培育出可以食用的“芽菜”。

黄豆富含高质量的蛋白质，大豆发芽后，改善其营养价值，容易被身体吸收，口感好、口味佳、有独特的保健功效，因而具有很大消费市场。

本文通过对大豆中金属离子含量的检测与对比试验，为我们日常生活中购买大豆提供参考。

锌、锰、钙三种金属离子对植株的作用及影响：①.锌是人类和动物所必须的一种重要的生命物质，是植物生长和发育所必需的微量营养素，能促进神经系统的发育，提高免疫系统的功能，作为Zn2+离子被植物吸收，能提高植物的抗性，增加籽粒含量。

②.锰也是植物生长发育中必需的微量元素，它对植物生长发育、防御反应、调控次生代谢有重要影响。

锰主要集中在根系的细胞壁上，通常在土壤中通过植物的根吸收进入，植物在遭受锰毒害时，首先选择逃避策略，经过长期的适应，也形成一种独特的耐受高锰环境的策略。

③.钙离子是植物生命活动中的第二信使，它对外界的各种刺激有很大的影响,可以用来改善酸性土壤的结构。

提高植物体内钙含量，进而提高植物的抗病能力，修复土壤，抑制病原微生物对植物的损害,对植株的生长有一定的促进作用。

安徽农学通报，Anhui Agri.Sci.Bull.2014，20（21）重金属铅胁迫对不同品种玉米种子萌发与幼苗生长的影响刘俊华（滨州学院山东省黄河三角洲野生植物资源开发利用工程技术研究中心，山东滨州256603）摘要：以普通玉米郑单958（ZHD958）、糯玉米中诺二号（ZHN2）为试验材料，比较分析了铅（Pb2＋）胁迫对不同品种玉米种子萌发及幼苗生长的影响。

结果表明：低浓度的Pb2+胁迫对2个玉米品种种子萌发或幼苗生长有一定的促进作用，而中高浓度铅溶液处理对2个品种幼苗有较强的抑制作用，抑制效应在2个玉米品种间有差别；随着Pb2＋浓度的提高，Pb2＋胁迫对玉米种子萌发的抑制作用增强，玉米种子的根长、芽长及根苗鲜重、干重明显降低；高浓度Pb2＋对玉米种子根生长的抑制作用大于对芽长的抑制。

关键词：铅污染；种子萌发；幼苗生长；玉米中图分类号X503.23文献标识码A文章编号1007-7731（2014）21-14-03Effects of Pb Stress on Seeds Germination and Seedlings Growth of Different Varieties of Maize Liu Junhua（Binzhou University Shandong Provincial Engineering and Technology Research Center for Wild Plant Re⁃sources Development and Application of Yellow River Delta，Binzhou256603，China）Abstract：Maize varieties ZHD958and ZHN2were used as experimental materials to study the effects of different Pb2+concentrations on the seeds germination and seedlings growth.The results showed that lead had obvious inhibitory effects on the germination of Maize seeds with the treatment of high concentration of Pb2+.When Pb2+concentration was lower than125mg/L，it could promote the germination rate of Maize seeds.With the increasing of Pb2+concentration，the inhibitory effects on the seeds germination was stron⁃ger，and the roots length，buds length，fresh weight of roots and buds，dry weight of seedlings decreased obvi⁃ously.The inhibitory effects on the growth of the roots was stronger than that of the buds.Key words：Lead contamination；Seed germination；Seedling growth；Maize近年来，随着采矿、冶金等工业的发展，导致较为严重的大气、土壤等污染问题的出现。

收稿日期:20220508基金项目:辽宁省自然科学基金资助项目(20170540650)㊂作者简介:韩俊艳(1968),女,内蒙古赤峰人,教授,博士㊂第35卷第2期2023年 4月沈阳大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f S h e n y a n g U n i v e r s i t y (N a t u r a l S c i e n c e )V o l .35,N o .2A pr .2023文章编号:2095-5456(2023)02-0108-08重金属镉胁迫对大豆种子萌发与幼苗生长的影响韩俊艳,王敬言,刘诗琦,冷玉莹,何 进,林楚航(沈阳大学城市有害生物治理与生态安全辽宁省重点实验室,辽宁沈阳 110044)摘 要:研究不同质量分数氯化镉胁迫对土培下大豆种子萌发与幼苗生长的影响㊂结果表明:大豆种子的发芽势㊁发芽率㊁发芽指数㊁活力指数㊁大豆幼苗的株高㊁叶长㊁叶宽㊁根长㊁干重㊁鲜重㊁耐性指数以及叶绿素质量分数均随氯化镉质量分数的增加呈下降趋势㊂氯化镉会抑制大豆幼苗的株高㊁叶长㊁叶宽㊁根长的生长,其中,株高和根长对氯化镉的胁迫更为敏感㊂100m g ㊃k g -1氯化镉处理的大豆幼苗的耐性指数与对照组差异极显著,第14㊁21㊁28d 大豆幼苗的耐性指数分别为42.6%㊁35.9%㊁34.4%㊂不同质量分数氯化镉处理后,大豆叶片中叶绿素质量分数降低,当氯化镉质量分数为100m g ㊃k g -1时,降低幅度最大㊂重金属镉进入土壤后,影响大豆种子的萌发以及幼苗正常的生长发育㊂关 键 词:镉;大豆;土培;种子萌发;幼苗生长中图分类号:Q 94 文献标志码:AE f f e c t s o fC a d m i u m S t r e s so nS e e dG e r m i n a t i o na n dS e e d l i n g G r o w t ho f S o yb e a n HA N J u n y a n ,WA N G J i n g y a n ,L I U S h i q i ,L E N G Y u y i n g ,H E J i n ,L I NC h u h a n g(L i a o n i n g K e y L a b o r a t o r y o f U r b a n I n t e g r a t e d P e s t M a n a g e m e n t a n d E c o l o g i c a l S e c u r i t y ,S h e n y a n g U n i v e r s i t y ,S h e n y a n g 110044,C h i n a )A b s t r a c t :T h ee f f e c t so fc a d m i u m c h l o r i d eo ns e e d g e r m i n a t i o na n ds e e d l i n g g r o w t h o f s o yb e a nu n d e r s o i lc u l t u r ew e r e s t ud ie d .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e g e r m i n a t i o n p o t e n t i a l ,g e r m i n a t i o n r a t e ,g e r m i n a t i o n i n d e x ,v i g o r i n d e x ,p l a n t h e i g h t ,l e af l e ng th ,l e a fwi d t h ,r o o t l e n g t h ,d r y w e i g h t ,f r e s hw e i g h t ,t o l e r a n c e i n d e xa n dc h l o r o p h y l l c o n t e n t o f s o y b e a ns e e d s d e c r e a s e dw i t h t h e i n c r e a s eo f c a d m i u mc o n t e n t .c a d m i u mc h l o r i d e i n h i b i t e dt h e g r o w t ho f p l a n t h e i g h t ,l e a f l e n g t h ,l e a fw i d t ha n d r o o t l e n g t ho f s o y b e a ns e e d l i n g s .P l a n t h e i g h t a n d r o o t l e n g t hw e r em o r e s e n s i t i v e t o c a d m i u mc h l o r i d e s t r e s s .T h e t o l e r a n c e i n d e xo f s o y b e a n s e e d l i n g s t r e a t e dw i t h100m g ㊃k g -1c a d m i u mc h l o r i d ew a s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o mt h a t o f t h e c o n t r o l g r o u p .T h e t o l e r a n c e i n d e xo f s o y b e a ns e e d l i n g s t r e a t e dw i t h100m g ㊃k g -1c a d m i u m c h l o r i d e o n t h e 14t h ,21s t a n d 28t h d a y w a s 42.6%,35.9%a n d 34.4%r e s p e c t i v e l y .T h ec h l o r o p h y l lc o n t e n to fs o y b e a nl e a v e sd e c r e a s e d w i t ht h et r e a t m e n to f d i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o no f c a d m i u mc h l o r i d e ,a n d t h e g r e a t e s td e c r e a s ew a s f o u n dw h e nt h e c o n c e n t r a t i o no f c a d m i u mc h l o r i d ew a s100m g ㊃k g -1.Af t e rc a d m i u m e n t e r e dt h es o i l ,i t a f f e c t e dt h eg e r m i n a t i o n o fs o y b e a n s e e d sa n dth e n o r m a l g r o w t h a n d d e v e l o p m e n to f s o y b e a n s e e d li n g s .K e y wo r d s :c a d m i u m ;s o y b e a n s ;s o i l c u l t u r e ;s e e d g e r m i n a t i o n ;s e e d l i n gg r o w t h Copyright ©博看网. All Rights Reserved.随着人口数量急剧增加㊁社会的进步㊁经济快速发展以及工业化进程加速等,土壤污染对环境破坏和人体健康的危害日益严重㊂土壤污染包括有机物污染㊁无机物污染和放射性污染等几大类[1],其中无机物污染中最严重的是重金属污染,以镉污染尤其突出[2]㊂土壤中镉污染的主要来源包括汽车尾气排放㊁采矿㊁冶炼㊁电镀㊁长期施用磷肥㊁污水灌溉㊁垃圾填埋等人为因素和地质风化㊁水土流失㊁火山活动等自然因素[3],人为源主要为工业㊁农业㊁生活等,自然源主要为地质风化[4]㊂镉以各种途径进入土壤中,破坏了土壤的生态系统平衡[5]㊂土壤遭受镉污染后难降解,致使土壤肥力降低,抑制作物正常生长,在镉质量分数较低的情况下,也会出现植物生长缓慢㊁产量下降等问题[6]㊂土壤中的镉转移到食品中,会对人体造成一定的危害,主要表现为骨质疏松㊁肾脏损害㊁肾功能障碍㊁机体癌变㊁生殖发育功能损害以及神经系统病变等诸多问题[7]㊂大豆是我国重要的油料作物㊁粮食作物和饲料作物,富含植物蛋白㊁不饱和脂肪酸和膳食纤维[8]㊂目前,对大豆响应镉胁迫的研究较少,研究土壤中镉胁迫下的大豆植株萌发㊁生长情况以及叶绿素,对于大豆的安全性评估和生产具有指导作用㊂鉴于此,本文以大豆为对象,研究土壤不同氯化镉质量分数胁迫下大豆的种子萌发特性㊁植株生长情况,以期为镉污染农田的大豆安全生产以及提高大豆抗镉性提供科学依据㊂1 材料和方法1.1 试验材料供试土壤购于沈阳凡宇园艺科技有限公司,土壤p H 值为6.5~6.8,氮㊁磷㊁钾总质量分数ȡ12g ㊃k g -1,含水量ɤ40%,有机质质量分数ȡ40%,硅质量分数ȡ0.3g ㊃k g -1,主要含有草炭㊁蛭石和其他辅助成分及抑制土传病害的高效抑菌剂㊂供试大豆种子购于沈阳地区农贸市场㊂选择大小均匀一致㊁颗粒饱满㊁表面光滑无损伤的大豆种子,冲洗3~5次后,置于100m L 的烧杯中浸泡6~8h ㊂将浸泡好的大豆于20ħ光照恒温培养室中培养,光照时间为早上6ʒ00到晚上10ʒ00,并进行不同质量分数镉胁迫处理,C d 2+的供源C d C l 2㊃2.5H 2O 为分析纯试剂㊂1.2 试验方法1.2.1 大豆种子萌发指标测定设置3个氯化镉质量分数梯度:60㊁80和100m g ㊃k g -1㊂以不加氯化镉为对照(空白对照组),每个质量分数处理20个大豆种子,3个重复㊂每天记载发芽种子数,连续记录7d ㊂于第4d 计算发芽势,第7d 计算发芽率㊁发芽势㊁发芽指数㊁活力指数,并用刻度尺测量幼苗株高㊂计算公式[9]如下:发芽率=供试种子的发芽数供试种子数ˑ100%;发芽势=实验规定日期内正常发芽的种子数供试种子数ˑ100%;发芽指数=试验天数内的发芽数试验天数;活力指数=发芽指数ˑ株高㊂1.2.2 大豆幼苗生长指标测定待大豆种子生长14㊁21㊁28d 后,选取生长状态基本一致的大豆幼苗,用卷尺(精确到0.1c m )和游标卡尺(精确到0.01c m )分别测量叶长㊁叶宽㊁株高㊁根长㊂并计算耐性指数㊂计算公式[10]为耐性指数=各处理组根系平均长度预期根系平均长度㊂1.2.3 大豆幼苗地上部分叶㊁茎以及根系生物量测定待14㊁21㊁28d 时,将大豆植株洗净擦干,分成根㊁茎㊁叶3部分,称量各部分鲜重后放入105ħ烘箱901第2期 韩俊艳等:重金属镉胁迫对大豆种子萌发与幼苗生长的影响Copyright ©博看网. All Rights Reserved.杀青30m i n,再将烘箱调至70ħ烘干至质量不变,取出后准确称量植株的各部分干重[11]㊂1.2.4大豆幼苗叶绿素质量分数的测定待14㊁21和28d时,选取生长状态基本一致的大豆幼苗叶片,采用乙醇提取法[12]测量叶绿素a㊁叶绿素b㊁类胡萝卜素质量分数㊂1.3数据统计与分析用E x c e l对试验结果进行计算,采用S P S SS t a t i s t i c s24.0软件对数据进行单因素方差分析,采用最小显著性差异法(L S D)㊁邓尼特t3法(D u n n e t)进行差异性分析(p<0.05)㊂使用G r a p h P a dP r i s m 9.0.0软件进行作图㊂2结果与分析2.1氯化镉胁迫对大豆种子萌发的影响2.1.1氯化镉胁迫对大豆种子发芽势和发芽率的影响表1为不同质量分数氯化镉胁迫对大豆种子萌发的影响,由表1可见,氯化镉胁迫对大豆种子的发芽势和发芽率均有影响㊂随着氯化镉胁迫质量分数的增加,发芽势和发芽率呈逐渐下降趋势㊂氯化镉处理质量分数为60m g㊃k g-1时,发芽势为53.33%,发芽率为86.67%,与空白对照组比较,分别下降了22.0%㊁11.9%,差异显著(p<0.05)㊂氯化镉处理质量分数为80㊁100m g㊃k g-1时,发芽势分别为43.33%㊁28.33%,与空白对照组比较,分别下降了36.6%㊁58.5%;发芽率分别为78.33%㊁60.0%,与空白对照组比较,分别下降了20.3%㊁39.0%,差异极显著(p<0.01)㊂2.1.2氯化镉胁迫对大豆种子发芽指数和活力指数的影响从表1中可以看到,随着氯化镉质量分数的增加,大豆发芽指数和活力指数逐渐减小,与空白对照组比较,3个质量分数氯化镉处理组的发芽指数分别下降了11.7%㊁20.3%㊁39.1%,活力指数分别下降了15.4%㊁33.7%㊁60.3%㊂说明随着氯化镉质量分数的增大,大豆种子的萌发时间延长㊂表1不同质量分数氯化镉胁迫对大豆种子萌发的影响T a b l e1E f f e c t s o f c a d m i u mc h l o r i d es t r e s sw i t hd i f f e r e n tm a s s f r a c t i o n s o n s o y b e a n s e e d g e r m i n a t i o n氯化镉质量分数m g㊃k g-1发芽势%发芽率%发芽指数个㊃d-1株高mm活力指数mm㊃d-1068.33ʃ0.0398.33ʃ0.032.81ʃ0.0884.95238.71ʃ7.016053.33ʃ0.03 86.67ʃ0.03 2.48ʃ0.08 81.47202.05ʃ6.738043.33ʃ0.03 78.33ʃ0.03 2.24ʃ0.08 70.61158.16ʃ5.8310028.33ʃ0.03 60.00ʃ0.05 1.71ʃ0.14 55.4394.79ʃ7.90 注: 表示与空白对照组差异显著(p<0.05); 表示与空白对照组差异极显著(p<0.01),(下同)㊂2.2氯化镉胁迫对大豆幼苗生长的影响2.2.1氯化镉胁迫对大豆幼苗叶长㊁叶宽㊁株高㊁根长的影响图1为不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗生长的影响,由图1可知,经质量分数为60㊁80㊁100m g㊃k g-1氯化镉处理的大豆幼苗的生长均受到影响㊂随着氯化镉处理质量分数增大,大豆幼苗叶片变黄㊁失水㊁萎缩的现象逐渐明显㊂叶长和叶宽呈现下降的趋势,100m g㊃k g-1氯化镉处理组在不同时期植株叶长和叶宽下降最显著(p<0.01),在第14d时,100m g㊃k g-1氯化镉处理组叶长和叶宽分别为22.04mm㊁21.21mm,与空白对照组比较下降了44.0%和44.5%,见图1(a)㊁图1(b)㊂随着氯化镉质量分数增大,植株的各项生长指标均下降㊂株高呈现逐渐降低的趋势,与空白对照组比较,均显著下降(p<0.01)㊂在60m g㊃k g-1氯化镉处理下,3个时期株高分别下降了15.1%㊁23.0%㊁24.4%㊂80m g㊃k g-1氯化镉处理下,3个时期株高分别下降了32.1%㊁48.6%㊁47.5%㊂100m g㊃k g-1氯化镉处理下,3个时期株高分别下降了42.6%㊁58.1%㊁54.8%,见图1(c)㊂表明氯化镉质量分数越高,对大豆幼苗株高的抑制程度越大㊂不同质量分数氯化镉处理对大豆幼苗根的正常生长发育产生了严重影响㊂从大豆幼苗根的形态可以发现,随着氯化镉质量分数的增加,大豆幼苗的根出现了褐变㊁弯曲甚至腐烂的现象,根长明显减小,侧根数量明显减少㊂第28d时,与空白对照组比较,60㊁80㊁100m g㊃k g-1氯化镉处理组植株根长分别011沈阳大学学报(自然科学版)第35卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.下降了43.3%㊁56.8%㊁65.6%,与对照组比较差异极显著(p <0.01),见图1(d )㊂(a )氯化镉胁迫对叶长的影响(b)氯化镉胁迫对叶宽的影响(c )氯化镉胁迫对株高的影响(d)氯化镉胁迫对根长的影响图1 不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗生长的影响F i g .1 E f f e c t o f c a d m i u mc h l o r i d es t r e s sw i t hd i f f e r e n tm a s s f r a c t i o n s o n s o y b e a n s e e d l i n g s g r o w t h 2.2.2 氯化镉胁迫对大豆幼苗耐性指数的影响图2 不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗耐性指数的影响F i g .2 E f f e c t o f c a d m i u mc h l o r i d es t r e s sw i t hd i f f e r e n tm a s s f r a c t i o n s o n s o y b e a n s e e d l i n gs t o l e r a n c e i n d e x 耐性指数主要是考察植物根系抵抗能力强弱的一个指标㊂图2为不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗耐性指数的影响,由图2可知,随着氯化镉处理质量分数的增加,由于大豆幼苗的根长生长缓慢,耐性指数逐步下降,同时随着氯化镉处理大豆幼苗天数的增加,耐性指数也逐步下降㊂100m g ㊃k g -1氯化镉处理组大豆幼苗在第14㊁21㊁28d 时,耐性指数与对照组比较差异极显著(p <0.01)㊂2.2.3 氯化镉胁迫对大豆幼苗鲜重的影响图3为不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗鲜重的影响,由图3可知,随着氯化镉质量分数增加,大豆幼苗的根㊁茎㊁叶鲜重呈现逐步下降的趋势㊂不同时期氯化镉胁迫大豆幼苗的根㊁茎㊁叶各部分鲜重与对照组比较差异显著㊂第28d 时,空白对照组大豆幼苗根的鲜重为270.2,60㊁80㊁100m g ㊃k g -1氯化镉处理组植株根部鲜重分别较空白对照组下降了28.5%㊁43.3%㊁50.7%,有极显著差异(p <0.01)㊂2.2.4 氯化镉胁迫对大豆幼苗干重的影响图4为不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗干重的影响,由图4可知,随着氯化镉质量分数的增大,大豆幼苗的根㊁茎㊁叶干重呈现下降趋势,100m g ㊃k g -1氯化镉处理组大豆幼苗各部位干重值最低,14㊁21㊁28d 时,根部干重较对照组分别降低了37.7%㊁61.1%㊁61.9%,茎部干重分别降低了60.6%㊁50.5%㊁38.7%,叶干重分别降低了67.6%㊁62.9%㊁66.4%,差异显著㊂111第2期 韩俊艳等:重金属镉胁迫对大豆种子萌发与幼苗生长的影响Copyright ©博看网. All Rights Reserved.(a )氯化镉胁迫对根鲜重的影响(b)氯化镉胁迫对茎鲜重的影响(c)氯化镉胁迫对叶鲜重的影响图3 不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗鲜重的影响F i g .3 E f f e c t o f c a d m i u mc h l o r i d es t r e s sw i t hd i f f e r e n tm a s s f r a c t i o n s o n f r e s hw e i g h t o f s o y b e a n s e e d l i n gs (a )氯化镉胁迫对根干重的影响(b)氯化镉胁迫对茎干重的影响(c)不氯化镉胁迫对叶干重的影响图4 不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗干重的影响F i g .4 E f f e c t o f c a d m i u mc h l o r i d es t r e s sw i t hd i f f e r e n tm a s s f r a c t i o n s o nd r y w e i g h t o f s o y b e a n s e e d l i n g s 2.2.5 氯化镉胁迫对大豆幼苗叶绿素的影响叶绿素是植物光合作用的重要指标[13]㊂图5为不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗叶绿素的影响,由图5可知,14d 时,氯化镉处理组大豆幼苗的叶绿素a ㊁叶绿素b ㊁类胡萝卜素质量分数均低于对照211沈阳大学学报(自然科学版) 第35卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.组,并随着氯化镉质量分数的升高,大豆幼苗叶绿素质量分数逐渐降低,3组不同质量分数氯化镉胁迫下的叶绿素a ㊁类胡萝卜素与对照组相比差异显著㊂21和28d 时,3组不同质量分数氯化镉处理下叶绿素a ㊁叶绿素b ㊁类胡萝卜素质量分数均极显著低于对照组(p <0.01)㊂与对照组比较,100m g ㊃k g -1处理组下降最严重,叶绿素a ㊁叶绿素b ㊁类胡萝卜素分别下降了34.7%㊁41.3%㊁41.2%和35.5%㊁45.3%㊁39.0%㊂(a )氯化镉胁迫14d 对叶绿素的影响(b )氯化镉胁迫21d 对叶绿素的影响(c )氯化镉胁迫28d 对叶绿素的影响图5 不同质量分数氯化镉胁迫对大豆幼苗叶绿素的影响F i g .5 E f f e c t o f c a d m i u mc h l o r i d es t r e s sw i t hd i f f e r e n tm a s s f r a c t i o n s o n c h l o r o p h y l l o f s o y b e a n s e e d l i n g s 3 讨 论种子的萌发指标是评价种子萌发能力㊁出苗整齐度以及种子活力的重要参数,直接与幼苗的生长和生物量相关[14]㊂萌发期是植物生长发育过程中受外界非生物因素影响最敏感的时期之一,幼苗期对镉胁迫产生的毒害反应尤为显著[15]㊂彭昌琴等[16]㊁陈丽丽等[17]研究发现,随着镉质量分数的增加,对植物根长的抑制程度加大㊂本研究中,氯化镉对根长的抑制程度较为严重,这可能与植物的根系更容易富集重金属导致,植物将重金属固定在根系中,也是一种自我保护机制,最大可能的减少重金属向茎㊁叶中运输,减少重金属对植物的损害[18]㊂杨明等[19]研究发现,镉胁迫对水稻种子的萌发以及幼苗生长具有抑制作用,镉浓度越高,抑制作用越强㊂岑画梦等[15]研究表明狗牙根与假俭草种子的发芽势㊁发芽率㊁发芽指数㊁活力指数㊁根长等均随镉质量浓度的升高而降低㊂本实验研究表明,60㊁80㊁100m g ㊃k g -1氯化镉处理组与空白对照组比较,大豆的种子萌发和幼苗生长均受到不同程度的影响,氯化镉质量分数越高越明显㊂推测高质量分数的镉可能对胚㊁芽等产生毒害,从而抑制种子萌发以及后期生长发育㊂叶绿素是植物光合作用的重要物质基础,其质量分数的多少直接反映叶片光合能力的强弱,环境胁迫可导致叶绿素的破坏与降解㊂刘燕等[20]研究表明镉胁迫下油菜叶绿素总量呈下降趋势㊂朱志勇等[21]研究表明,氯化镉通过破坏叶绿体中类囊体结构而降低小麦旗叶叶绿素质量分数,从而抑制光合作用㊂本研究中随着氯化镉胁迫质量分数的增加,大豆叶片中叶绿素质量分数显著下降,因此推测氯化镉的胁迫使幼叶叶绿体发育不良,阻碍了叶绿素的合成,从而进一步影响了光合作用,对大豆生理生化代谢产生了巨大的毒害作用㊂这也与吴正卓等[22]得出高质量分数的镉胁迫能明显降低叶片叶绿素质量分数结论相一致㊂后期研究可以继续探寻重金属镉胁迫大豆的作用机理,为提高大豆抗镉性提供可311第2期 韩俊艳等:重金属镉胁迫对大豆种子萌发与幼苗生长的影响Copyright ©博看网. All Rights Reserved.411沈阳大学学报(自然科学版)第35卷靠参考依据㊂4结论重金属镉胁迫对大豆种子的萌发与幼苗生长均有影响㊂随着氯化镉胁迫质量分数的增大,大豆种子的发芽率㊁发芽指数㊁发芽势㊁活力指数降低,大豆幼苗的株高㊁叶长㊁叶宽㊁根长㊁干重㊁鲜重㊁耐性指数以及叶绿素质量分数均呈下降趋势㊂随着氯化镉胁迫质量分数的增加以及胁迫时间的延长,大豆种子的萌发以及幼苗生长受到的抑制作用逐渐增强㊂参考文献:[1]刘国泰,张睿.农用土壤中污染物类型及特性研究[J].广东化工,2021,48(5):138.L I U G T,Z H A N G R.T y p e sa n dc h a r a c t e r i s t i c so f p o l l u t a n t s i na g r i c u l t u r a ls o i l s[J].G u a n g d o n g C h e m i c a l I n d u s t r y,2021, 48(5):138.[2]薛祖源.国内土壤污染现状㊁特点和一些修复浅见[J].现代化工,2014,34(10):16.X U EZ Y.P r e s e n ts i t u a t i o n,c h a r a c t e r i s t i c so fs o i l p o l l u t i o ni n C h i n aa n ds o m es u g g e s t i o n sf o rs o i l r e m e d i a t i o n[J].M o d e r nC h e m i c a l I n d u s t r y,2014,34(10):16.[3]P A NLB,MAJ,WA N G XL,e t a l.H e a v y m e t a l s i ns o i l s f r o ma t y p i c a l c o u n t y i nS h a n x i P r o v i n c e,C h i n a:l e v e l s,s o u r c e sa n ds p a t i a l d i s t r i b u t i o n[J].C h e m o s p h e r e,2016,148:248254.[4]K H A N AM R,K UMA R A,N A Y A K A K,e t a l.M e t a l(l o i d)s(A s,H g,S e,P ba n dC d)i n p a d d y s o i l:b i o a v a i l a b i l i t y a n d p o t e n t i a lr i s k t oh u m a nh e a l t h[J].S c i e n c e o f t h eT o t a l E n v i r o n m e n t,2020,699:134330.[5]王泓博,苟文贤,吴玉清,等.重金属污染土壤修复研究进展:原理与技术[J].生态学杂志,2021,40(8):22772288.WA N G H B,G O U W X,WU Y Q,e t a l.P r o g r e s s i nr e m e d i a t i o n t e c h n o l o g i e s o fh e a v y m e t a l s c o n t a m i n a t e ds o i l:p r i n c i p l e s a n d t e c h n o l o g i e s[J].C h i n e s e J o u r n a l o fE c o l o g y,2021,40(8):22772288.[6]孙婕妤,刘艳秋,李佰林,等.植物对镉的耐性机制以及对镉污染土壤修复的研究进展[J].江苏农业科学,2018,46(7):1219.S U NJ S,L I U Y Q,L IBL,e t a l.R e s e a r c h p r o g r e s so n m e c h a n i s m o f p l a n t t o l e r a n c e t oc a d m i u ma n dr e m e d i a t i o no f c a d m i u mc o n t a m i n a t ed s o i l[J].J i a n g s uA g r i c u l t u r a l S c ie n c e s,2018,46(7):1219.[7]綦峥,齐越,杨红,等.土壤重金属镉污染现状㊁危害及治理措施[J].食品安全质量检测学报,2020,11(7):22862294.Q I Z,Q IY,Y A N G H,e t a l.S t a t u s,h a r ma n d t r e a t m e n tm e a s u r e so f h e a v y m e t a l c a d m i u m p o l l u t i o n i ns o i l[J].J o u r n a l o fF o o d S a f e t y&Q u a l i t y,2020,11(7):22862294.[8]崔广娟,曹华元,陈康,等.镉胁迫对4种基因型大豆生长和体内元素分布的影响[J].华南农业大学学报,2020,41(5):4957.C U IGJ,C A O H Y,C H E N K,e ta l.E f f e c t so fc a d m i u m s t r e s so n p l a n t g r o w t ha n de l e m e n td i s t r i b u t i o no ff o u rs o y b e a ng e n o t y p e s[J].J o u r n a l o f S o u t hC h i n aA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y,2020,41(5):4957.[9]李爽,付鸿博.重金属镉胁迫对2种草坪草种子萌发的影响[J].世界热带农业信息,2020(9):2831.L I S,F U H B.E f f e c t so f c a d m i u ms t r e s so ns e e d g e r m i n a t i o no f t w o t u r f g r a s s e s[J].W o r l dT r o p i c a lA g r i c u l t u r e I n f o r m a t i o n, 2020(9):2831.[10]黄娟,周瑜,李泽碧,等.镉胁迫对甜高粱种子萌发及幼苗生长的影响[J].南方农业,2021,15(25):2730.HU A N GJ,Z H O U Y,L I ZB,e t a l.E f f e c t o f c a d m i u ms t r e s s o n s e e d s p r o u t i n g a n d s e e d l i n gg r o w t ho f s w e e t s o r g h u m[J].S o u t hC h i n aA g r i c u l t u r e,2021,15(25):2730.[11]肖雪,李宗艳,马长乐,等.镉胁迫对双腺藤幼苗生长及生理特性的影响[J].西部林业科学,2021,50(3):118123.X I A O X,L I ZY,MA C L,e ta l.E f f e c t so fC d2+s t r e s so nt h e g r o w t ha n d p h y s i o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c so f M a n d e v i l l a s a n d e r i s e e d l i n g s[J].J o u r n a l o fW e s tC h i n aF o r e s t r y S c i e n c e,2021,50(3):118123.[12]刘彩云.提取方法㊁试剂对不同高等植物叶片叶绿素提取效果的比较分析[J].潍坊学院学报,2014,14(2):7476.L I U CY.C o m p a r a t i v e a n a l y s i s o n t h em e t h o d sa n ds o l u t i o n so f c h l o r o p h y l l e x t r a c t i o no fd i f f e r e n th i g h e r p l a n t[J].J o u r n a l o f W e i f a n g U n i v e r s i t y,2014,14(2):7476.[13]庞亚琴,任彩婷,徐秋曼.解淀粉芽孢杆菌HM618对镉胁迫下小麦幼苗生长的影响[J].天津师范大学学报(自然科学版),2018,38(4):5559.P A N G Y Q,R E NCT,X U Q M.E f f e c t s o f B a c i l l u s a m y l o l i q u e f a c i e n s HM618o n t h e g r o w t ho fw h e a t s e e d l i n g s u n d e r c a d m i u m s t r e s s[J].J o u r n a l o fT i a n j i nN o r m a lU n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n),2018,38(4):5559.[14]王博,田杰,龙林,等.重金属胁迫对白三叶种子萌发的影响[J].种子,2019,38(2):2024.WA N GB,T I A NJ,L O N G L,e t a l.E f f e c t so fh e a v y m e t a l s t r e s so n g e r m i n a t i o no f T r i f o l i u mr e p e n s[J].S e e d,2019,38(2): 2024.[15]岑画梦,彭玲莉,杨雪,等.C d2+对狗牙根㊁假俭草种子萌发及幼苗生长的影响[J].草业学报,2015,24(5):100107.Q I N H M,P E N GLL,Y A N G X,e t a l.E f f e c t so fC d2+o nt h es e e d g e r m i n a t i o na n ds e e d l i n gg r o w t ho f C y n o d o nd a c t y l o n a n dE r e m o c h l o a o p h i u r o i d e s[J].A c t aP r a t a c u l t u r a eS i n i c a,2015,24(5):100107.Copyright©博看网. 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重金属Pb对几种常见植物种子发芽活力的影响研究作者：卢楠来源：《种子科技》2019年第10期摘要：为了研究不同浓度重金属Pb对冰草、败酱草、蒲公英、苜蓿4种常见野生植物种子萌发的影响，采用培养皿滤纸法，并参照《牧草种子检验规程》GB/T 2930.4—2001准备进行试验，在重金属Pb浓度分别为0 mg/L、2 000 mg/L和5 000 mg/L的条件下，对4种植物种子的发芽势、发芽率和胚芽、根系长进行检测。

结果表明，经含有一定质量浓度Pb溶液的胁迫作用，4种植物种子发芽势和发芽率均有不同程度的下降，其中，蒲公英和苜蓿种子的耐受性较差，在重金属Pb溶液浓度为2 000 mg/L和5 000 mg/L时，种子胚芽和胚根长均低于有效测量值。

关键词：重金属Pb;植物;种子;发芽活力;影响Pb污染主要来源于金属冶炼、化工、汽车燃料和化肥杀虫剂等[1]，其中将含Pb的四乙基铅作为汽油防爆剂后，环境中98%的Pb均来源于汽油[2]。

随着工业化和城镇化的进一步发展，土壤中重金属Pb含量累积现状堪忧。

作为植物的非必需元素，一定浓度的Pb通过影响植物的呼吸和光合作用等生理代谢进而对植物的生长发育表现出不同程度的抑制作用[3]。

从常见植物中筛选重金属耐受性较好的具有累积作用的植物，并利用累积植物吸收吸附进行土壤重金属修复治理，仍是目前研究的热点，而植物种子的萌发对各种环境因子的变化极其敏感[4，5]，研究重金属对常见植物种子萌发的影响，对于重金属污染应用植物修复技术具有一定的指导作用。

豆科、菊科和禾本科植物多分布具有重金属中、低累积作用的植物[6，7]，根据对污染区常见植物群落分布的调查结果，草本植物中以禾本科、菊科和豆科物种居多，其中冰草、败酱草、蒲公英、苜蓿分布盖度较大，成为本次研究的主要植物。

本文旨在通过几种在污染区常见植物种子的发芽试验，探明不同植物对重金属Pb含量的耐受阈值。

1 材料与方法1.1 供试材料选用冰草、败酱草、蒲公英、苜蓿这4种植物作为发芽试验的研究对象，种子采集于重金属Pb污染区生长的“土著植物”;培养皿，直径90 mm;Pb（CHCOO）2·3H2O，分析纯，产自上海国药;人工气候室;电子天平，精度0.000 1 g，赛得利斯。

重金属污染对农作物生长的影响在现代工业化社会中，重金属污染已经成为一个严重的环境问题。

重金属污染指的是镉、铬、汞、铅等重金属元素在环境中的积累，对人类及生态系统产生危害。

这些重金属物质对农作物生长也有明显的影响。

本文将探讨重金属污染对农作物生长的种种影响，并提出可能的解决方案。

首先，重金属污染对土壤的污染会直接影响到农作物的生长。

这些重金属元素通过工业废弃物的排放、化肥的滥用以及土壤自然含量等途径进入土壤。

一旦超过了一定的浓度，重金属物质将对土壤的理化性质产生改变，破坏土壤结构，影响土壤的肥力和透气性。

土壤中的重金属元素会在植物根系吸收到，并通过植物的内物流而积累在植物的各个部位中。

这将导致农作物的生理代谢紊乱，降低植物的抗病能力和产量。

有研究表明，重金属污染对稻谷、小麦等主要粮食作物的生长有明显的抑制作用。

其次，重金属污染对植物的生理特性和养分吸收有着深远的影响。

重金属污染会导致土壤的酸碱度发生变化，进而影响土壤中的氮、磷、钾等养分的有效性。

植物根系吸收养分的能力会因为重金属元素的干扰而降低，长期以往，植物将缺乏必要的营养元素，影响其正常生长和发育。

此外，重金属污染还会干扰植物的光合作用、呼吸和传导等生理过程，导致叶绿素含量下降、气孔关闭，降低了植物光合效率，从而影响农作物的生长速度和产量。

近年来，人们开始意识到重金属污染对农作物的危害，提出了一些解决方案来减轻其影响。

第一，需要加强重金属污染的监测和治理。

通过建立完善的环境监测体系，及时掌握土壤和水体中重金属元素的含量，从源头上控制重金属的排放。

此外，还需要采取一些生物修复技术，如植物吸收和累积修复、微生物降解等手段来清除土壤中的重金属污染物质。

另外，农业生产中的科学管理也能在一定程度上减轻重金属污染对农作物生长的影响。

农民需根据土壤的性质进行适宜施肥，减少化肥的使用量，避免滥用化肥引起的土壤重金属元素浓度过高。

此外，合理轮作、改良土壤结构、配置合理的农作物种植顺序也能减轻农作物暴露在重金属污染中的风险。

重金属对植物种子发芽的影响研究植物是地球上最重要的生物之一，它们能够吸收阳光和水分，将二氧化碳转化为氧气，并为其他生物提供食物和生态系统服务。

然而，随着工业化的持续发展和人类活动的增加，地球上的环境污染问题也日益严重。

重金属污染是其中的一种，对植物种子发芽及其生长发育产生了严重的影响。

本文将探讨重金属对植物种子发芽的影响，并介绍一些减轻重金属污染的方法。

一、重金属污染的来源和危害重金属是指比铁、铜、铝等轻金属密度大、原子量较大的金属元素。

重金属污染主要来自于工业、农业、交通等人类活动产生的废水、废气和固体废弃物。

这些重金属很容易被植物吸收，进入到食物链的上层。

重金属对植物种子发芽影响很大，它们可以通过根、叶、果实等方式进入植物体内，从而影响植物生长发育，还可能对人类健康造成影响。

不同的重金属污染对植物种子的影响也各不相同。

例如，镉、铅、汞等元素对植物种子发芽和生长具有极大的影响。

二、重金属对植物种子发芽的影响1. 镉元素镉元素是一种常见的重金属，会对植物的种子萌发和夜视能力产生极大的负面影响。

镉在植物种子中可以抑制蛋白合成、阻碍生长以及破坏野生动物类群的食物来源。

这种元素对以种子为食的物种有着非常危险的影响。

2. 铅元素铅在环境中广泛存在，会捕获植物中重要的生长因子，从而抑制植物种子的发芽和生长。

另外，铅还会引起植物凋落，降低根和茎的生长速度，增加了植物的死亡率。

这对植物的生长和生态系统规律造成了很大的负面影响。

3. 汞元素汞元素也是一种常见的重金属，在植物种子中有很大的毒性。

汞会抑制植物的光合作用和生长，对植物纤维组织的形成有影响。

在动物体内，汞还可以蓄积并对动物的肝、肾和神经系统产生损害。

三、减轻重金属污染的方法重金属污染对植物种子的影响很大，因此需要采取措施来减轻污染程度。

1. 污水处理污水处理是一种重要的减轻重金属污染的方法，可以有效地降低工业和城市废水中的重金属浓度。

这些废水可通过化学沉淀、离子交换、吸附和生物处理等技术来净化。

重金属污染对植物生长的影响一直是国内外研究的热点。

向日葵（Helianthus annuus L.），属菊科一年生草本植物，可用于观赏、食用或榨油，是我国重要的油料作物。

近些年，一些学者在重金属胁迫向日葵的毒性反应、向日葵修复重金属污染等方面做了研究。

杨金燕等研究表明，钒胁迫明显抑制向日葵的发芽率和幼苗生长，向日葵对低浓度的钒具有一定的忍耐性，但随着钒浓度的增加，苗高明显下降和根系几乎不生长[1]。

郭艳丽等研究表明，镉胁迫向日葵时，随着镉浓度的升高，叶绿素含量逐渐下降，游离脯氨酸积累量呈上升趋势，向日葵可以吸收土壤中的镉[2]。

李雨奎研究表明，锑浓度低时向日葵叶片中光合作用色素含量增加，对植物生长发育起促进作用，而当浓度高时向日葵叶片中的光合作用色素含量降低，抑制植物生长[3]。

殷恒霞等研究发现，镉离子对向日葵生长的抑制作用最强，锌离子对向日葵生长的抑制作用最弱，铜离子对向日葵生长的抑制作用介于镉离子和锌离子之间[4]。

铝是植物生长发育过程中必需的微量元素之一。

但当土壤中铝含量超标时，也会对植物的生长发育产生一定的抑制作用，甚至危害植物的生命，表现出铝毒害作用，它直接或者间接危害人类食品安全与身体健康。

当前世界各地土壤中金属铝的污染越来越严重。

有关铝污染对向日葵种子萌发及生长的影响还鲜见研究报道。

本课题研究铝胁迫对向日葵种子发芽及幼苗生长的影响，以期为进一步寻找缓解其伤害的途径提供理论依据。

1材料与方法1.1试验材料向日葵种子的品种为T5069，购自武威天马高新农业科技有限责任公司。

1.2试验设计试验设6个处理，处理浓度以铝离子（Al 3+）计。

Al 3+溶液以氯化铝配制。

6个处理浓度分别是0、1、2、4、8、16mmol·L -1，以铝浓度0mmol·L -1的处理为对照。

1.3试验方法1.3.1种子萌发试验选出饱满、大小均匀的向日葵种子，分6组，每组100粒。

先用3‰高锰酸钾溶液消毒30min ，再用蒸收稿日期：2022-04-28基金项目：2020年度自治区级大学生创新创业训练计划项目“重金属铜、铝复合污染对向日葵生理生化特性的影响”（202010609123）；作物栽培课程群——百色学院本科专业课程群建设项目（2016KCQ05）。