张保仁，崔 英，孟明占

（潍坊学院，山东 潍坊 261061）

镉硒互作对萝卜种子发芽和幼苗生长的影响＊

张保仁，崔 英，孟明占

（潍坊学院，山东 潍坊 261061）

为减轻土壤镉污染对萝卜生产的危害，本研究采用室内培养皿水培方法，观测了不同浓度镉（Cd）、硒（Se）和镉硒互作对萝卜种子发芽与幼苗生长的影响。结果表明，Cd和不同价态的Se在低浓度时均能促进萝卜种子萌发，提高发芽势和发芽率，促进苗与幼根的生长，Cd和Se分别在5mg·L－1和0.5mg ·L－1时促进作用达到最大，高浓度时对萝卜的发芽和幼苗生长有抑制作用；不同价态Se相比，Se4＋的促进作用大于Se6＋，而Se6＋的抑制作用大于Se4＋，萝卜的根和苗相比，根对高浓度离子的敏感性比苗更强。不同浓度镉硒互作的效应不同，在低浓度（1mg·L－1）镉条件下，任何浓度的硒对镉都有拮抗作用，即硒降低了低浓度镉对萝卜种子发芽和幼苗生长的促进作用，但高浓度硒和高价硒（Se6＋）比低浓度硒和低价硒（Se4＋）表现明显；中浓度（10mg·L－1）镉和高浓度（50mg·L－1）镉浓度下，低浓度（0.5mg·L－1）Se4＋表现出拮抗作用，即硒减轻了镉对萝卜种子发芽和幼苗生长的抑制，而其他组合处理都表现出协同抑制的效应，即加重了镉对萝卜种子发芽和幼苗生长的抑制；不同价态硒相比，Se4＋表现出更强的缓解镉毒害的能力，并且这种现象在中、高镉浓度下表现的更为明显。

镉硒互作；种子发芽；幼苗；萝卜

近年来，随着工业生产的发展和农药、化肥的不合理使用，土壤重金属污染的现象时有发生。据有关专家统计，我国目前受镉等重金属污染的耕地面积近2000万公顷，约占总耕地面积的1／5。其中镉污染耕地1.33万公顷，涉及11个省25个地区。蔬菜是对镉的吸收富集能力较强的作物之一，而且大型的蔬菜生产基地都建设在城市郊区，因此受镉污染的影响比较大。土壤中高浓度镉会影响植物生长和细胞分裂［1］、降低植物的光合作用［2－4］、促进膜脂过氧化作用［5－7］，从而对作物产生毒害，最终降低作物产量［8－10］。硒是一种稀有准金属元素，目前，已初步证明低浓度硒具有促进植物生长发育的作用［11－12］。但对硒镉互作条件下植物生长的研究报导较少。本文拟在镉污染条件下对萝卜种子进行水培发芽试验，并进行富硒强化，旨在研究镉硒互作条件下萝卜种子发芽和幼苗的生长状况，以期为土壤镉污染条件下萝卜栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验设计

供试萝卜为潍坊市农业科学院繁育生产的萝卜“青大长”品种。

Cd单独处理时取Cd2＋浓度为0、0.1、0.5、1、2、5、10、20、30、50、100、200、300、500mg·L－1的14个处理；Se单独处理时取Se4＋、Se6＋浓度为0、0.5、1、2、5、10、30、50、60、100、150、200、250、300mg·L－1的各13个处理。

在Cd和Se单独处理的基础上，Cd和Se互作处理时，Cd2＋浓度取1、10、50mg·L－1，Se4＋、Se6＋浓度取0.5、30mg·L－1进行处理，并以空白做对照。

Cd为分析纯的CdCl2·21／2H2O，Se为分析纯的Na2SeO4·10H2O和Na2SeO3·5H2O，分别以去离子水配制成离子浓度为1000mg·L－1的储备溶液，再逐级稀释。

2 试验步骤与测定项目

2.1 种子选取及消毒

选取籽粒饱满，大小均匀的萝卜种子若干，于烧杯中，用5%的双氧水消毒。消毒5min后，用去离子水冲洗，然后置于滤纸上晾干。

2.2 育苗及管理、记录

晾干后的种子放于铺有两层滤纸的培养皿中，每皿放40粒。然后移取等量各浓度的镉、硒溶液入各培养皿中（以浸湿滤纸为宜），用去离子水做空白（对照）。每个处理重复3次。每天往培养皿中添加适量溶液以保持滤纸湿润，并记录每天发芽数。

试验的第7日，从各培养皿中取出幼苗以去离子水清洗，测量各培养皿中幼苗根长、苗长，并计算其平均值。

2.3 测定项目

发芽势：按照《农作物种子检验规程－发芽试验》（GB／T3543.4—1995），在处理后3d测定，按前3d发芽种子数占总数的百分数计算。

发芽率：按照《农作物种子检验规程－发芽试验》（GB／T3543.4—1995），在处理后7d测定，按发芽种子数占总数的百分数计算。

发芽指数：发芽指数＝∑Gt／Dt（Gt为t时间内的发芽数，Dt为相应的发芽天数）。

根长度：以胚轴与根之间的过渡点开始往下部分的长度。

苗长度：以胚轴与根之间的过渡点开始往上部分的长度。

活力指数：活力指数＝发芽指数×苗长度。

抑制指数：对照组根长与各处理组根长之差除以对照组根长即为抑制指数。

3 结果与分析

3.1 镉对萝卜种子发芽和幼苗生长的影响

对萝卜发芽进行不同浓度加镉处理，分别在第3天测发芽势，第7天测发芽率和发芽指数。试验结果（表1）表明，镉浓度较低时对萝卜发芽势和发芽率影响不明显，但高浓度（＞100mg·L－1）时有明显的抑制作用，并随着镉浓度的增高抑制作用也越强烈。从发芽指数的变化趋势看，随着镉浓度的增高，发芽指数先促进后抑制的趋势，在5mg·L－1时达到最高59.5。

表1 不同浓度Cd2＋对萝卜种子发芽的影响

表2 不同浓度Cd2＋对萝卜幼苗生长的影响

在第7天对根长、苗长、活力指数和抑制指数的测定结果（表2）表明，各处理中随着镉浓度的增大，各项指标都有先促进后抑制的趋势，根长、苗长和活力指数都是在5mg·L－1时达到最大，说明此浓度时促进作用最明显；从根和苗对镉的反应看，根对镉的反应比苗更敏感。

3.2 硒对萝卜种子发芽和幼苗生长的影响

对萝卜发芽进行不同浓度加硒处理，分别在第3天测发芽势，第7天测发芽率和发芽指数。结果（表3、表4）表明，低浓度硒对萝卜发芽和幼苗生长有促进作用，表现为发芽势、发芽率提高，发芽指数增大，根长、苗长变大，活力指数增大，抑制指数为正值；高浓度硒则对萝卜种子发芽和幼苗生长具有不同程度的抑制作用，并随着硒浓度的增高，抑制作用也越强烈。

表3 不同浓度Se4＋对萝卜种子发芽和幼苗生长的影响

就Se4＋而言，以0.5mg·L－1时的促进作用最大，当Se4＋浓度≥10mg·L－1时，即表现出一定的抑制作用（表3），而对Se6＋来说，当Se6＋浓度达到1mg·L－1时，即表现出抑制作用（表4）。

表4 不同浓度Se6＋对萝卜发芽和幼苗生长的影响

3.3 镉硒互作对萝卜种子发芽和幼苗生长的影响

结合上面试验结果对萝卜发芽进行不同浓度镉硒互作处理，试验结果（表5）表明，在低镉（1mg·L－1）条件下，任何浓度的硒对镉都有拮抗作用，即硒降低了低浓度镉对萝卜种子发芽和幼苗生长的促进作用，表现为发芽势和发芽指数变小，发芽率降低，根长、苗长变短，抑制指数为正值，但高浓度硒和高价硒（Se6＋）比低浓度硒和低价硒（Se4＋）表现明显；中镉（10mg·L－1）和高镉（50mg·L－1）浓度下，低Se4＋（0.5mg·L－1）表现出拮抗作用，即硒减轻了镉对萝卜发芽和幼苗生长的抑制，而其他组合处理都表现出协同抑制效应；不同价态硒相比，Se4＋表现出较强的缓解镉毒害能力，且在中、高镉浓度表现更明显。

表5 镉硒互作对萝卜种子发芽和幼苗生长的影响

4 结论与讨论

Se是植物生长所必需的微量元素，但同Cd一样在萝卜体内累积过量都会引起毒害作用。不同浓度的同一物质对萝卜发芽和生长呈现低促高抑效应。高价Se的生理毒性大于低价Se。Se可以缓解或降低Cd对植物的毒害，Se的价态不同，缓解Cd毒害的程度也不同，Se4＋对Cd的缓解作用大于Se6＋。

表1中，镉浓度较低时对萝卜发芽势和发芽率影响不明显，但高浓度（＞100mg·L－1）时有明显的抑制作用，并随着镉浓度的增高，抑制作用增强。表2中，各处理中随着镉浓度的增大，各项指标都有先促进后抑制的趋势，且趋势相当明显。洪仁远、蒲长辉用5mg·L－1Cd2＋处理小麦幼苗，也能明显看出Cd2＋对根生长的促进作用［13］，同时，在本实验中可以看出镉对根的抑制作用较苗强烈，这一现象可能是因为水培试验中萝卜幼苗的根直接浸在营养液中，而萝卜对Cd2＋的吸收又是先从根开始等原因引起的。

表3和表4中，硒浓度较低时对萝卜发芽势和发芽率有促进作用但不明显，但高浓度（＞100mg· L－1）时有明显的抑制作用，并随着硒浓度的增高，抑制作用也越强烈。从表5可以看出其先促后抑的现象与Cd同。同样Se对根的影响明显大于苗，且Se6＋的毒性稍大于Se4＋。

从镉硒互作效应看，硒能抑制低浓度Cd对萝卜种子发芽和幼苗生长的促进作用，表现出一定的拮抗作用，中镉（10mg·L－1）和高镉（50mg·L－1）浓度下，低浓度硒表现出一定的缓解效应，高浓度硒能加重镉的毒害作用。廖琳、胡晓荣、李晖等指出，Se以自身的抗氧化作用以及通过与Cd形成特殊复合物的形式能有效的缓解Cd的毒性［14］。

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（责任编辑：肖恩忠）

Effects of Selenium on Seedling Growth Under Cadmium Stress in Radish

ZHANG Bao－ren，CUI Ying，MENG Ming－zhan
（Weifang University，Weifang 261061，China）

With the method of indoor hydroponic culture，the effects of cadmium（Cd），selenium（Se）and interactions of cadmium and selenium on radish seed germination and seedling growth were studied to reduce the harm of cadmium in soil to radish.The results were as follows，Cd and different valences of Se at low concentrations could promote the germination of radish seeds，increase germination potential and germination rate，promote the growth of seedlings and young roots，and the promotions of Cd and Se reached maximum at the concentration of 5 mg·L－1and 0.5 mg·L－1respectively.The germination and seedling growth of radish were inhibited at higher concentrations.Compared with different valences，the promotion role of Se4＋was greater than that of Se6＋，and the inhibition effect of Se6＋was larger than that of inhibition Se4＋.Cadmium and selenium with different concentrations had different interaction effect.At low concentrations（1mg·L－1）of Cd，all concentration of selenium had antagonistic effect on cadmium，which reduces the promotion role of Cd in radish seed germination and seedling growth，but the antagonistic effect was more obvious at high concentrations of selenium and Se6＋than that at the low concentration of selenium and Se4＋respectively；At middle concentration（10 mg·L－1）and high concentration（50mg ·L－1）of Cd，the low concentration（0.5mg·L－1）of Se4＋had an antagonistic effect on Cd，which reduced inhibition effect of Cd on radish seed germination and seedling growth，but the other combinations had a synergistic inhibition effect which enhanced growth inhibition in radish seed germination and seedling growth.Compared with different valences，Se4＋showed more ability to alleviate Cd toxicity，which was more obvious at the middle and high concentration of Cd.

interaction of selenium and cadmium，seed germination，seedling，radish

2011－08－16

张保仁（1969－），男，山东济宁人，潍坊学院生物工程学院副教授，农学博士。研究方向：农作物和蔬菜生理生态研究。

Q945 文献标识码：A 文章编号：1671－4288（2011）06－0068－05