金属汞胁迫和阿特拉津对波斯菊种子萌发生长的影响

樊若周 兰江巍 杨 华 赵腾飞

（安康学院现代农业与生物技术学院，陕西安康 725000）

阿特拉津是一种广谱低毒除草剂，属于三嗪类化合物，可用于防除阔叶杂草及部分禾本科杂草，其防除原理主要为抑制植物的光合作用[1]。基于此，以波斯菊为材料，研究有机污染物阿特拉津与重金属污染物汞对波斯菊种子萌发及生长的影响，为农药的植物降解研究提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料 籽粒饱满的波斯菊种子、农药阿特拉津（购自上海源叶生物，500 mL/瓶，浓度为1 000 μg/mL）、氯化汞、培养皿、滤纸。

1.2 试验过程与方法 （1）2020年4月22日，准备15个底层铺有滤纸的培养皿，分为3组，每组5个，分别为阿特拉津组、汞污染物组和蒸馏水（对照）组。

（2）2020年4月22日，挑选450粒籽粒饱满的波斯菊种子，用蒸馏水冲洗3～5次，将冲洗过的波斯菊种子放入培养皿中，每个培养皿放30粒。

（3）2020年4月22日到4月28日，汞污染物组每天在5个培养皿中分别用0.50、1.00、5.00、10.00、50.00 μg/mL的汞进行滴浇；阿特拉津组分别用5.0、10.0、100.0、300.0、500.0 mg/mL阿特拉津滴浇，蒸馏水（对照）组用蒸馏水进行滴浇，其中以蒸馏水为对照组，观察波斯菊种子发芽情况，并分别测量波斯菊种子根、茎长。

2 结果与分析

2.1 金属汞胁迫对波斯菊种子的影响 用金属汞处理的波斯菊种子，4月26日开始发芽，说明金属汞胁迫对植物的生长及生理影响较大。同时金属汞处理的波斯菊种子生长较慢，5月5日才开始取得分析数据。

经试验，波斯菊种子只在0.05 μg/mL金属汞处理中发芽，但发芽率低于蒸馏水处理，在其他浓度金属汞处理中均未发芽。从5月7日开始，0.05 μg/mL金属汞处理的波斯菊也开始萎蔫。由此可知，金属汞会限制波斯菊的生长，对波斯菊种子发芽有一定的抑制作用。金属汞能在植物体内富集，对植物产生危害，植物金属汞中毒时，叶片中的叶绿素含量会减少，波斯菊的光合作用、呼吸作用等生理作用均会减弱，金属汞浓度高时，会造成波斯菊枯萎。因此，波斯菊仅可以在含有非常微量金属汞污染物的土壤中生存，高浓度的金属汞污染物会导致波斯菊枯萎，不适合种植波斯菊。

2.2 阿特拉津处理对波斯菊的影响

2.2.1 阿特拉津处理对波斯菊种子根长的影响 4月24日，大多数波斯菊种子已发芽。由表1可知，用5.0 mg/mL阿特拉津处理的波斯菊种子在4月27日根长达最大值后开始下降，10.0、100.0、300.0、500.0 mg/mL处理的波斯菊种子4月26日根长达到最大值后开始下降，用蒸馏水处理的波斯菊种子根长一直增大，没有出现萎蔫。随着阿特拉津浓度增大，波斯菊种子根部萎蔫提前。用5.0、10.0、100.0、300.0、500.0 mg/mL阿特拉津处理的波斯菊种子根长最大值随阿特拉津的浓度增大而减小，阿特拉津浓度越高对种子的伤害越大。

除草剂阿特拉津对植物的影响会随着土壤类型和浓度变化而变化，且阿特拉津会产生富集效应，很容易从土壤转移至植物体内并积累，波斯菊长期在含有阿特拉津的水培环境下，会出现萎蔫现象。

表1 阿特拉津处理下波斯菊种子根长

2.2.2 阿特拉津处理对波斯菊种子叶长的影响 由表2可知，阿特拉津处理的波斯菊叶长与蒸馏水处理的趋势基本一致，差距不大，说明阿特拉津对波斯菊的叶长影响不大。

表2 阿特拉津处理下波斯菊叶长

2.2.3 阿特拉津处理对波斯菊种子茎长的影响 如表3所示，除5.0 mg/mL处理波斯菊茎在第4天快速生长外，其他浓度的处理和蒸馏水处理的差异不大，趋势基本一致。波斯菊可忍受一定浓度的阿特拉津除草剂，低浓度阿特拉津甚至还能促进植物茎生长。

表3 阿特拉津处理下波斯菊叶长

2.2.4 阿特拉津处理对波斯菊种子发芽率的影响 由图1可知，低浓度范围内，随着阿特拉津浓度的增加，波斯菊种子的发芽率呈上升趋势，到100 mg/mL处理时，发芽率达最大，超过100 mg/mL之后，波斯菊种子发芽率随浓度增大而减小，说明100 mg/mL浓度是波斯菊受胁迫发芽的最大值。

图1 不同浓度阿特拉津处理下波斯菊的发芽率示意图

3 结论与讨论

我国是一个农业大国，土壤条件直接关系到社会的可持续发展。但是当前，化肥、农药等在农业生产中广泛应用，其污染造成的生态和环境问题也越来越严重。阿特拉津是一种全球性有毒化学品，世界上很多国家和地区土壤及大气中都检测出了其残留物。阿特拉津能在土壤中长时间不分解，且具有植物富集性，会对粮食和食品安全构成很大的威胁[2]。金属汞也是一种有害物质，在植物体内积累到一定程度，就可能对植物产生毒害作用[3]。经过试验证明，低浓度的阿特拉津能促进波斯菊生长，高浓度则会抑制波斯菊的生长；而在金属汞胁迫下，大于0.05 mg/mL时，波斯菊种子不发芽，低于0.05 mg/mL时，虽然会发芽，但经过一段时间，仍会枯萎。因此，波斯菊可作为金属汞污染环境的一种指示植物，在除草剂阿特拉津污染的环境中，可以利用波斯菊的抗性进行美化环境和去除污染物。