田 雨

（江苏旅游职业学院，江苏扬州 25000）

我国土壤重金属污染、化学肥料的不合理施用破坏了土壤结构，使土壤肥力下降，农作物的品质降低[1]。生菜（Lactuca sativa）是种莴苣属植物，一年或二年生[2]。生菜由于其具有较高的营养价值而被大众广泛食用[3]。可生食，脆嫩爽口，略甜，其中的甘露醇等成分不仅可以利尿、加速血液循环还对肝胆代谢有好处[4]。

Zn2＋是植物生长的必需元素，不仅能防止膜损伤和渗漏，还对膜结构的稳定和膜完整性的维持有帮助[5-6]。Mn2＋是植物生长的必需元素，对作物的一些生理生化活动，如光合作用、活化酶的活性等有其他元素所不可替代的作用[7-8]。因此，应根据作物需锰量的多少和土壤中有效锰的含量来确定是否需要锰肥以及需要的量，适量施用弥补，来提高作物的光合作用能力[9]。目前，Zn2＋、Mn2＋污染对农作物生长的影响已屡见不鲜，如小麦[10]、大豆[11]、玉米[12]、等方面均有研究，但对生菜生长影响的研究很少。因此本实验以生菜为研究材料，利用水培试验，选择Zn2＋和Mn2＋配施处理，通过测定不同情况了解生菜种子的发芽率、发芽势的影响，为植物生理、农业生态系统的改善提供一定实验依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 供试种子

本实验材料为玻璃生菜品种

1.1 试验过程

1.1.1 种子处理

供试生菜种子品种为玻璃生菜，将生菜种子用6%的H2O2消毒后，用蒸馏水洗净，选出40粒饱满的种子浸种24小时后进行试验。试验分为种子萌发试验，幼苗生长试验，采用水培法进行。

1.1.2 种子萌发试验

试剂为MnSO4粉末和ZnSO4粉末，实验分为七组，包括一个对照组和两个单施实验组和五个配施试验组，每组两个重复。用蒸馏水配置成五个Mn2+浓度梯度为100、250、500、750、1000mg/L的和四个Zn2+浓度梯度100、200、300、400mg/L溶液，分别对生菜种子按时浇灌并进行培养处理，以蒸馏水作为对照。将浸种后的种子移至培养皿内，每个培养皿50粒。在20℃的环境下进行培养，以种子芽长为种子长度的三分之一为萌芽标准，记录每天的萌芽数。

1.1.3 指标测量

1.1.3.1 种子萌发指标的测定

发芽势（%）=第5天生菜种子萌发数/试验种子数*100%

发芽率（%）=第7天生菜种子萌发数/试验种子数*100%

发芽指数（GI）= Σ（Gt/Dt）（Gt为在第t天的发芽数，Dt为相应的发芽天数）

1.1.3.2 种子根长、芽长的测定

从每个培养皿中取两株大小、形态相似的幼苗，并不伤其根部，然后测量其根长和芽长取平均值。单位用cm表示。

再变化，冷却后用电子天平测量并记录，取其平均值，单位g表示。

2 结果与分析

2.1 形态指标

2.1.1 Zn2＋、Mn2＋单施处理及Zn2＋-Mn2＋配施处理对生菜种子发芽的影响

衡量种子质量好坏的主要指标是发芽率和发芽势，种子的发芽指数能反映出其品质和综合活力[13]。由表1可以看出，在单施Mn2+的0～500mg/L处理和单施Zn2+的0～200mg/L处理下，各发芽指标均呈上升趋势，说明单施低浓度Mn2+处理、单施低浓度Zn2+处理对生菜种子的萌发有促进作用，在单施Mn2+的750～1000 mg/L处理和单施Zn2+的300～400mg/L处理下，各发芽指标均呈下降趋势，说明随着浓度的升高种子的萌发受到抑制。其中单施Mn2+处理时，在500mg/L溶液浓度上均达到各发芽指标的峰值。当Mn2+浓度达到500mg/L，Zn2+离子浓度达到200mg/L时，生菜种子的各项发芽指标达到峰值。由此说明Zn2+、Mn2+共同配施，与Zn2+、Mn2+单独配施存在差异，整体来看Zn2+、Mn2+共同配施的效果最好，其次为单施Zn2+处理和单施Mn2+处理，在一定浓度范围内Zn2+、Mn2+共同配施，是可以促进种子的萌发，超过其浓度阈值是可以抑制种子萌发。这可能和单施处理中低浓度Zn2+、Mn2+对生菜萌发有促进作用，当超过一定浓度阈值时，对生菜萌发有抑制作用有关。

2.1.2 Zn2＋、Mn2＋单施处理及Zn2＋-Mn2＋配施处理对生菜幼苗根长和茎长的影响

根系的主要作用是吸收营养成分并合成所需物质，根的生长情况会影响植株地上部分的营养状况[14]。植株的根长主要反映了其地下的生长状况，若根部受到毒害就会影响根部细胞的膜结构，继而影响物质的吸收，最终将会改变植株地上部分的生长。幼苗生长可以作为检测土壤等环境污染的指标之一[15]。不同浓度Zn2＋-Mn2＋配施处理对生菜幼苗生长的影响结果见图1-图5。

表1 不同处理浓度对生菜种子萌发的影响Table 1 The effects of different treatments on seed germination of Lactuca sativa

图1 Zn2＋、Mn2＋单施处理及Zn2＋-Mn2＋配施处理对生菜幼苗根长的影响Fig 1 Effects of applications of only Mn、Zn or using Mn and Zn of root length of Lactuca sativa seedings

由图2可以看出，当低浓度单施Zn2+处理（0～200mg/L）、低浓度单施Mn2+处理（0～500mg/L）时，生菜幼苗的茎长均有增长，而随着浓度的增高，在单施Mn2+的750～1000 mg/L处理和单施Zn2+的300～400mg/L处理下，生菜幼苗的茎长均有减小，且浓度越高茎长越短。其中单施Mn2+处理时，在500mg/L溶液浓度上生菜幼苗茎长达到最大值，单施Zn2+处理时，在200mg/L溶液浓度上生菜幼苗茎长达到的最大值。当Zn2+、Mn2+共同配施时，当Mn2+浓度达到500mg/L，Zn2+离子浓度达到200mg/L时，生菜种子幼苗的茎长达到最大值。这说明低浓度的Zn2+、Mn2+促进生菜幼苗的生长，高浓度的Zn2+、Mn2+抑制生菜幼苗的生长，而且对幼根生长的抑制作用大于对幼茎的抑制作用。可能的原因是：萌发时，生菜种子的后根先破出种皮,使根的Zn2+、Mn2+累积以及受胁迫时间均比茎长,所以表现为对根的抑制作用大于芽[16]。

图2 Zn2＋、Mn2＋单施处理及Zn2＋-Mn2＋配施处理对生菜幼苗茎长的影响Fig 2 Effects of applications of only Mn、Zn or using Mn and Zn of stems length of Lactuca sativa seedings

3 讨论与小结

发芽率、发芽势、发芽指数等都是反映种子活力的指标[17]，本实验研究了Zn2＋、Mn2＋两种不同浓度重金属离子复合物对生菜种子萌发和生长的影响，通过分析发芽势、发芽率、发芽指数等指标的变化趋势，发现Zn2+、Mn2+两种重金属离子和其它重金属如汞铬等一样[18，19]，一般认为在重金属影响下，植物种子的萌发存在一个较低浓度下的刺激效应和较高浓度下的抑制效应。经MnSO4浸种的玉米的发芽率和发芽势有了提高，适宜浓度的Zn2＋处理也可以提高玉米的发芽率，本实验得出的结论和前人的研究一致。而试验中Zn2＋-Mn2＋配施浸种在一定浓度范围内的效果显著，比单施更能促进生菜种子发芽。可能的原因是：Zn、Mn是植物生长的必需微量元素，低浓度的Zn、Mn都能促进种子发芽，当Zn2＋-Mn2＋配施以后，更适宜种子发芽。但是土壤中Zn、Mn超过一定限度时，作物会受到严重损害。