铅对番茄种子萌发及胚根生长的影响

王文光， 范学科， 李 劼， 刘 伟

(杨凌职业技术学院， 陕西 杨凌 712100)

重金属铅被作为工业原料已在工业生产上广泛应用，大部分以废气、废水和废渣等形式排放到环境中，造成土壤大面积污染。土壤中的铅污染源来自天然和人为两种情况。我国城市生活环境土壤铅含量平均为65.0 mg/kg(1.7 mg/kg～207.2 mg/kg)，84.8%的城市土壤平均铅含量高于当地土壤环境背景值，表明我国城市土壤环境普遍存在铅的累积现象[1]；尤其是蔬菜种植区域受到铅污染更为严重[2-4]。土壤中的铅可被植物富集，通过食物链进入人体，会给人类身体健康带来一定潜在的威胁。目前为此，关于蔬菜重金属污染的研究主要集中在调查或模拟试验等方面，研究的重点是蔬菜不同种类不同部位富集规律的变化及重金属污染对蔬菜的毒害机理[5-7]，鲜见关于铅对番茄种子萌发影响的研究报道。为此，以番茄种子为试验材料，研究不同浓度铅处理下番茄种子的发芽势、发芽率、相对发芽率和胚根长度等变化，探讨铅对番茄种子萌发的毒性效应，以期为其生产应用提供参考依据。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1番茄种子农博、金鹏、毛粉、LycopersiconhisutumHumb and Bonpi和Lycopersiconesculentun.var.cerasiformeAlef(5个品种依次编为1号品种、2号品种、3号品种、4号品种和5号品种)，购于杨凌蔬菜种子批发市场，均为当地生产上的主栽品种。

1.1.2试剂硝酸铅(AR)，北京坛墨质检科技有限公司。

1.2方法

1.2.1试验设计采用完全随机区组设计，按照要求将硝酸铅配置成铅含量为0(CK，即等量蒸馏水)、50 ng/mL(T1)、100 ng/mL(T2)、200 ng/mL(T3)、300 ng/mL(T4)和400 ng/mL(T5)的水溶液，共计6个处理，3次重复。

1.2.2种子萌发试验在种子发芽盒中平铺12 cm×12 cm的滤纸2张，准确地将5 mL不同浓度硝酸铅溶液移入种子发芽盒中。先用高锰酸钾溶液对完整、饱满和大小均匀的各个番茄品种种子消毒后，将100粒种子均匀地摆放于种子发芽盒内，然后将种子发芽盒置于种子培养箱中以25℃和75%相对湿度的恒温恒湿条件下培育。培养过程中根据纸干燥程度及时添加相应浓度铅溶液和蒸馏水以保持滤纸湿润。按照种子发芽试验的相关要求，从第3天开始测定其相关生理特性。每个品种按照相同的操作方式同时进行种子萌发试验。

1.2.3项目测定培养温度25℃和75%相对湿度的培养条件下，从发芽的第3天开始计数发芽种子的数量及特征。随机选择20粒发芽种子用尺子测量其胚根长及胚轴长，并计算种子发芽势、种子发芽率和种子相对发芽率等。

种子发芽势=(指定天数内发芽种子数/供试种子数)×100%

种子发芽率=(指定日期内所有发芽种子数/供试种子数)×100%

种子相对发芽率=(重金属处理种子发芽率/对照种子发芽率)×100%

1.3数据处理

采用Excel 2010对数据进行统计与分析。

2结果与分析

2.1不同浓度铅溶液对番茄种子发芽势与发芽率的影响

从图1看出，不同浓度铅溶液处理，1～5号品种种子的发芽势及发芽率的变化趋势基本一致。发芽势：各品种除T1呈小幅上升外，其余浓度处理均呈下降趋势，不同品种各处理总体表现为T1>CK>T2>T3>T4>T5。其中，CK各品种的变幅为91.67%～95.33%，T1各品种为93%～97.33%，T2各品种为85.33%～89.33%， T3各品种均下降明显，T4各品种为20.67%～45.67%，T5各品种仅15%～25%。表明，随着铅溶液浓度的增大，所有品种种子受其毒害作用逐渐加重。发芽率：各品种除T1呈小幅升高外，其余浓度处理均呈下降趋势，不同品种各处理总体表现为T1>CK>T2>T3>T4>T5。其中，CK各品种的变幅为87%～90.67%，T1各品种为89.67%～93.33%，T2农博、金鹏和L.hisutum种子的发芽率均<85%，T3各品种种子的发芽势为51.67%～70%，T5各品种呈急剧下降的趋势。可见，低浓度铅溶液对番茄种子的萌发具有一定促进作用，高浓度铅溶液则对其产生抑制作用。

图1不同处理5个番茄品种种子的发芽势与发芽率

2.2不同浓度铅溶液对番茄种子相对发芽率的影响

从表1可知，低浓度铅溶液处理，1～5号品种种子的相对发芽率较CK略有升高，总体上与发芽势及发芽率的变化趋势基本一致；随着铅溶液浓度逐渐增加，相对发芽率呈急剧下降趋势。除T1外，在5个品种中，3号品种种子各浓度处理其相对发芽率均较其余品种高，1号品种种子各浓度处理其相对发芽率较低。表明，3号品种的耐铅特性相对较强，而1号品种的耐铅性相对较弱。

表1不同处理5个番茄品种种子的相对发芽率

2.3不同浓度铅溶液对番茄种子胚根长度的影响

从表2可知，1～5号品种种子的平均胚根长度T1最长，分别为1.23 cm、1.22 cm、1.15 cm、1.20 cm和1.35 cm；CK其次，分别为0.99 cm、1.15 cm、1.07 cm、1.10 cm和1.25 cm；不同品种各处理总体表现为T1>CK>T2>T3>T4>T5。T41～2号品种平均胚根长度均为0，即已无胚根长出，3～5号品种平均胚根长度已降至最短,分别为0.25 cm、0.19 cm和0.17 cm；T55个品种平均胚根长度均为0，已无胚根长出。经续继续培养观察发现，随着培养时间的延长，高浓度铅溶液处理的番茄种子胚根逐渐发黄，可能是重金属导致种子细胞壁破裂致使其组织液流出。

表2不同处理番茄种子的平均胚根长度

3结论与讨论

发芽势、发芽率和胚根长度等是研究种子质量与活力的主要指标。发芽势反映种子萌发的速度和均匀性；发芽率反映种子发芽的多少[8-11]；胚根长度反映种子发芽后的生长速度。研究结果表明，50 ng/mL铅溶液处理对农博、金鹏、毛粉、L.hisutum和L.esculentun的发芽势、发芽率、相对发芽率和胚根长度均具有一定的促进作用，其余浓度处理5个品种发芽势、发芽率、相对发芽率和胚根长度均低于对照并随着浓度的增大呈下降趋势；不同品种对铅毒害的耐受力不同，毛粉的耐铅特性相对较强，农博的耐铅性相对较弱。可能与种子本身质量有一定关系。经继续培养观察发现，随着时间的延长，种子萌发受铅溶液的抑制作用逐渐增大。总体看，低浓度铅溶液胁迫下，铅可促进种子的萌发；随着铅溶液浓度的增加，发芽势和发芽率和相对发芽率均呈下降趋势，胚根长度减少，发芽时间推迟，铅溶液浓度越大，对种子造成的毒害就越大。低铅溶液浓度胁迫下，铅促进了种子的萌发；随着铅溶液浓度的增加，发芽势、发芽率等都有所降低，胚根长度减少，发芽时间推迟，铅溶液浓度越大，对种子造成的毒害就越大。