姜 成，申曉慧，李春豐，劉方明，吳恒梅，趙永勛

(1.佳木斯大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007;2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 佳木斯分院，黑龍江 佳木斯 154007)

土壤重金屬污染是指由于人類活動(dòng)將重金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量，并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象［1］。重金屬污染土壤的修復(fù)方法很多，其中生物修復(fù)技術(shù)因其與傳統(tǒng)處理技術(shù)相比具有明顯優(yōu)勢(shì)而成為最有發(fā)展?jié)摿褪袌?chǎng)前景的修復(fù)技術(shù)［2］。目前，植物修復(fù)技術(shù)研究以蔬菜種子為試驗(yàn)材料的居多，但這種做法并不可取［3］，因其會(huì)造成生物體的二次污染。近年來，國(guó)內(nèi)外有大量關(guān)于重金屬污染對(duì)植物毒害的報(bào)道，但局限于某一種重金屬對(duì)植物的影響，而2種或2種以上的重金屬對(duì)同一作物影響的研究報(bào)道尚少［4］。為此，作者以草本花卉為試驗(yàn)材料，這既可以避免上述弊端，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值［5］，又可以研究不同濃度鉛 (Pb)-鎘 (Cd)復(fù)合脅迫對(duì)植物生理生化特性的影響，旨在為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重金屬毒害效應(yīng)的早期預(yù)報(bào)、重金屬毒害的防止和重金屬污染土壤的生物修復(fù)提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試花卉為鳳仙花、矮翠菊、孔雀草3種草本花卉。供試試劑有Pb (NO3)2、CdCl2等。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)7個(gè)處理水平，Pb，Cd 含量分別為0和0 mg·L-1對(duì)照 (CK)，125 和10 mg·L-1，250和20 mg·L-1，500 和30 mg·L-1，750 和40 mg·L-1，1 000 和50 mg·L-1，1 250 和60 mg·L-1。采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，重復(fù)3 次。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

種子發(fā)芽率的測(cè)定。種子萌發(fā)后，記錄每天的種子萌發(fā)數(shù) (按胚根與種子等長(zhǎng)認(rèn)為種子已經(jīng)發(fā)芽)，計(jì)算種子發(fā)芽率。發(fā)芽率/%=7 d 內(nèi)供試種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100［6］。

生物量、株高、根冠比的測(cè)定。培養(yǎng)4 周后，隨機(jī)選取10 株幼苗，將整株幼苗用去離子水反復(fù)沖洗干凈。株高用直尺直接測(cè)量，鮮重用電子秤稱重，根冠比以鮮量做比較，干重烘干后用電子秤稱重。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)芽率

從表1 可以看出，在低濃度Pb-Cd 溶液處理下，3種草本花卉的發(fā)芽率隨處理濃度的升高而升高，當(dāng)處理濃度為500 和30 mg·L-1時(shí)，發(fā)芽率達(dá)到最大值，當(dāng)處理濃度為750 和40 mg·L-1時(shí)，3種花卉的發(fā)芽率有所下降，但幅度較小，未與對(duì)照形成顯著差異;在處理濃度為1 000 和50 mg·L-1時(shí)，孔雀草和矮翠菊種子的發(fā)芽率都低于50%，與對(duì)照有顯著差異，鳳仙花種子的發(fā)芽率仍高達(dá)68.26%，未與對(duì)照形成顯著差異，說明鳳仙花對(duì)Pb-Cd 脅迫抗性要高于孔雀草和矮翠菊。

表1 不同濃度Pb-Cd 脅迫3種草本花卉種子的發(fā)芽率

2.2 幼苗生長(zhǎng)

從圖1 可以看出，3種草本花卉的株高隨處理濃度的升高表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢(shì)，在Pb-Cd處理濃度低于750 和40 mg·L-1時(shí)，孔雀草和鳳仙花的株高逐漸增高，當(dāng)處理濃度為1 000 和50 mg·L-1時(shí)降低，而矮翠菊的株高在處理濃度低于250 和20 mg·L-1時(shí)表現(xiàn)為小幅度的增高，隨著濃度的升高又逐漸下降?？梢?，從株高的變化來看，孔雀草和鳳仙花對(duì)Pb-Cd 脅迫抗性要高于矮翠菊。

圖1 Pb-Cd 脅迫對(duì)3種草本花卉株高的影響

從圖2 看出，隨著處理濃度的升高，孔雀草和矮翠菊的根冠比呈現(xiàn)下降的趨勢(shì);而鳳仙花則表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，當(dāng)濃度達(dá)到750 和40 mg·L-1時(shí)根冠比最大，此后下降，下降程度較明顯，說明在低濃度下鳳仙花根的損傷比孔雀草和矮翠菊輕，即鳳仙花對(duì)Pb-Cd 脅迫抗性要高于孔雀草和矮翠菊。

圖2 Pb-Cd 脅迫對(duì)3種草本花卉根冠比的影響

從圖3 和圖4 可以看出，3種草本花卉的鮮重和干重隨著Pb-Cd 處理濃度的增加而降低，相鄰濃度之間變化不太明顯。但在較高處理濃度下，鮮重和干重下降幅度較大。鳳仙花的鮮重下降幅度大于孔雀草和矮翠菊，而干重的下降幅度卻小于孔雀草和矮翠菊，可見，在Pb-Cd 脅迫下，鳳仙花與孔雀草和矮翠菊相比，吸收了更多的水分，積累了更多的干物質(zhì)。

圖3 Pb-Cd 脅迫對(duì)3種草本花卉鮮重的影響

圖4 Pb-Cd 脅迫對(duì)3種草本花卉干重的影響

3 小結(jié)

在低濃度Pb-Cd 溶液處理下，鳳仙花、孔雀草、矮翠菊等3種草本花卉的發(fā)芽率隨處理濃度的升高而呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，但在較高濃度1 000和50 mg·L-1時(shí)，鳳仙花種子的發(fā)芽率仍高達(dá)68.26%，未與對(duì)照形成顯著差異;孔雀草和鳳仙花的株高在Pb-Cd 處理濃度為1 000 和50 mg·L-1時(shí)開始降低;孔雀草和矮翠菊的根冠比隨著濃度的升高呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，而鳳仙花則表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，說明低濃度下對(duì)鳳仙花根的損傷比孔雀草和矮翠菊輕。表明鳳仙花對(duì)Pb-Cd 脅迫抗性要高于孔雀草和矮翠菊。

鳳仙花鮮重的下降幅度大于孔雀草和矮翠菊，干重的下降幅度小于孔雀草和矮翠菊。可見，在Pb-Cd 脅迫下，鳳仙花與孔雀草和矮翠菊相比，吸收了更多的水分，積累了更多的干物質(zhì)。

［1］陳懷滿，土壤植物系統(tǒng)中的重金屬污染［M］.北京:科學(xué)出版社，1996:1344.

［2］徐紅寧，許嘉琳.土壤環(huán)境中金屬復(fù)合污染對(duì)小麥種子的影響［J］.中國(guó)環(huán)境科學(xué)，13 (5):367-371.

［3］吳燕玉，王新，梁仁祿.重金屬復(fù)合污染對(duì)土壤植物系統(tǒng)的生態(tài)效應(yīng)對(duì)作物、微生物、苜蓿、樹木的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，1997:7 (30):56-62.

［4］崔德杰，張玉龍.土壤重金屬污染現(xiàn)狀與修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展［J］.土壤通報(bào)，2004 (3):23-24.

［5］Abdel-Saolur M F.Cadmium-Zinc interactions in plants and extractable Cadmium and Zinc fractions in soil ［J］.Soil Science，1998，145 (6):424-431.

［6］宋勤飛，樊衛(wèi)國(guó).不同濃度鉛處理對(duì)番茄種子萌發(fā)的影響［J］.種子.2006，25 (4):60-61.