马万征，赵凤，马万敏，姚发展，圣冬冬，汪凯，鲍起

(1.安徽科技学院 城建与环境学院，安徽 凤阳 233100;2.青岛市开发区农机监理管理站，山东 青岛 266555)

铬在自然界中广泛分布。作为人体所必需的微量金属元素之一，若在环境中过量接触，会引起急性或慢性中毒，甚至癌症的严重后果。在我国工业化迅速发展的今天，含铬工业废水、废渣大量的排出。以土壤、水体和生物为介质进行迁移转化，使环境受到严重污染，对生物体产生了严重的毒害作用［1-3］。

目前我国有许多铬对黄瓜幼苗生长发育影响的研究报告，但是不同浓度铬对黄瓜幼苗营养元素的吸收分配的研究鲜有报道。氮、磷、钾是植物三大必需营养元素，植物生长发育对于营养元素的吸收是决定植物健康生长的必要条件。另外，黄瓜作为人类日常食用的蔬菜，人们对于黄瓜的品质要求也日益增高。因此，研究不同浓度铬胁迫下黄瓜幼苗根、茎、叶对营养元素的吸收，可为黄瓜养分吸收和利用这类的研究提供新的理论支持。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

重铬酸钾(K2Cr2O7)、硫酸(H2SO4)、双氧水(H2O2)、氯化铵(NH4Cl)、磷酸二氢钾(KH2PO4)、氯化钾(KCl)、霍格兰营养液配方［4］均为分析纯。

150C 光照培养箱;DHG-910·3S 电热鼓风干燥箱;HYP-10 系列消化炉;AA3 型流动分析仪;722G可见分光光度计;6400A 火焰光度计。

1.2 实验方法

在光照培养箱中培养条件下，采用霍格兰营养液水培黄瓜。在无土栽培方面，霍格兰营养液是一直被沿用的经典配方，能够更好的保证植物生长发育，黄瓜幼苗生长发育所需的营养元素来自于营养液。使用时，取等量的A、B 两桶溶液以1∶50作为稀释比［5］。

以神鲁青瓜王子杂交一号黄瓜种子为试验材料，用不同的含铬溶液处理种子，待萌发后长出两片子叶后，将其转移到含不同铬浓度的营养液中培养，定期加入含铬营养液，其中铬溶液的浓度设为0，0.5，1，2，5，10 mg/L 6 个实验组，0 mg/L 为对照组(营养液浇灌)。幼苗培养至长出3 ～4 片叶时，停止培养。称取各组黄瓜幼苗的根、茎、叶鲜重，然后放入鼓风干燥箱中105 ℃杀青15 min，85 ℃烘干之恒重，取出用万分之一天平称取干重并记录数据。将烘干后的根、茎、叶，研磨成粉末，称取磨细烘干的植物样品0.1 000 ～0.200 0 g，置于100 mL 的消煮管中。采用H2SO4-H2O2消煮法，将获取的消煮液过滤，然后将过滤液存储于瓶中，贴好标签，供N、P、K 等元素的测定。

1.3 测定方法

全氮的测定采用流动分析仪、全磷的测定采用钼锑抗比色法、全钾的测定采用火焰光度法［6］。

2 结果与讨论

2.1 不同浓度铬处理下黄瓜幼苗生长发育

不同浓度铬处理下黄瓜幼苗根茎叶的干重见图1。

图1 不同浓度铬处理下黄瓜幼苗根茎叶的干重的数据记录Fig.1 Different concentrations chromium processing to cucumber seedling rhizomes leaf dry weight data records

由图1 可知，铬浓度对黄瓜幼苗中各器官干重有很大的影响。随着铬浓度的增大，黄瓜幼苗各器官的干重逐渐增加，在铬浓度为0.5 mg/L 时，黄瓜幼苗干重最大;当铬浓度＞0.5 mg/L 且逐渐增加时，黄瓜幼苗的干重逐渐减小。说明适宜浓度的铬对黄瓜幼苗生长具有促进作用，当铬浓度过大时，会抑制黄瓜幼苗的生长，同时抑制黄瓜对营养元素的吸收。

2.2 不同浓度的铬对黄瓜幼苗全氮的吸收分配

不同浓度的铬对黄瓜幼苗全氮的吸收分配见图2。

图2 不同浓度铬对黄瓜幼苗全氮的吸收分配Fig.2 Different concentrations chromium to cucumber seedling total N (%)absorption distribution

由图2 可知，铬浓度对黄瓜各组织N(%)影响不大，但略微有趋势变化，其中叶部全N(%)值最大，其次是茎，根略小。根部全N(%)受铬浓度增大呈下降趋势;茎部全N(%)随铬浓度增大而增大，叶部N(%)在铬浓度0 ～2 mg/L 呈下降趋势，在铬浓度2 ～10 mg/L 呈上升趋势。铬浓度为2 mg/L时，植株根茎叶对于全氮的吸收分配均较为接近。结合图1 可得铬浓度为2 mg/L 处理下黄瓜幼苗生长发育受到铬的抑制。铬浓度为0.5 mg/L 时植株生长发育的最佳，铬浓度过低会抑制黄瓜植株的生长，铬浓度过高会毒害植株。说明黄瓜幼苗对于全氮的吸收分配并不是每个部位吸收均匀时黄瓜幼苗生长最好。

2.3 不同浓度的铬对黄瓜幼苗全磷的吸收分配磷标准曲线见图3。

图3 磷标准曲线Fig.3 Phosphorus standard curve

由图3 可知，拟合曲线的拟合方程:y =0.631 7x－0.028 0，R2=0.995 9，根据标准曲线得出黄瓜幼苗中根茎叶的全磷含量，见图4。

图4 不同浓度铬对黄瓜幼苗全磷的吸收分配Fig.4 Different concentrations chromium to cucumber seedling total P(%)absorption distribution

由图4 可知，黄瓜植株生长发育周期中铬浓度对茎部P(%)影响最大，其次是根，叶部影响最微。从图可知，铬浓度0 ～1 mg/L 时，根、茎部全P(%)随铬浓度增大而呈下降趋势，铬浓度1 ～10 mg/L时，根、茎部全P(%)均随铬浓度增大而呈上升趋势，所以结合图1 黄瓜植株根、茎、叶干重图可知，在溶液铬浓度为1 mg/L 时，根、茎的全P(%)最小，但黄瓜长势是较好，所以铬浓度为1 mg/L 时比较最适宜黄瓜生长发育，而当铬浓度＞1 mg/L 时则抑制了黄瓜植株的生长发育，但全P(%)值逐渐增大。说明高浓度的铬可以促进植株对于全磷的吸收，全磷吸收过多则不利于黄瓜幼苗生长发育。

2.4 不同浓度铬对黄瓜幼苗全钾的吸收分配

钾标准曲线见图5。

图5 钾标准曲线Fig.5 Phosphorus standard curve

由图5 可知，拟合曲线的拟合方程:y =1.148 3x+3.340 1，R2=0.990 0，根据标准曲线得出黄瓜幼苗中根茎叶的全钾含量，见图6。

由图6 可知，黄瓜植株茎部全钾的值最大，其次是根，叶全钾的值最小。黄瓜幼苗生长发育周期中铬浓度影响K 吸收最敏感的部位是茎，其次是根，叶部影响最小。黄瓜幼苗在生长发育周期中对铬浓度敏感范围各有不同，当铬浓度为1 mg/L 时，黄瓜植株根部对K 吸收最大。当铬浓度为1 mg/L 时，茎所含K(%)最大。当铬浓度为5 mg/L 时，叶所含K(%)最大。实验证明适宜的铬浓度有利于黄瓜生长发育中植株的根、茎、叶对K 的吸收，但铬浓度过大会抑制植物生长发育周期中对K 的吸收作用，使植株缺少钾素，叶面发黄，生长迟缓。

图6 不同铬浓度对黄瓜幼苗全钾的吸收分配Fig.6 Different concentrations chromium to cucumber seedling total K(%)absorption distribution

3 讨论

(1)氮素是植物体内的大分子物质如蛋白质、核酸、叶绿素这类有机化合物形成的必需元素。氮素对于调节黄瓜幼苗生长起着重要的作用［7］。对比幼苗根、茎、叶对于N、P、K 营养元素的吸收黄瓜各组织N(%)含量幅度变化较小，说明铬的浓度对幼苗全氮的吸收影响不大。

(2)磷是植物生长的必需元素，是植物细胞中细胞核蛋白、卵磷脂等的形成中不可缺少的营养元素。某研究报告，缺少磷素会使细胞分离、根系的生长等造成抑制作用，降低黄瓜幼苗的质量［8］。实验研究表明，叶对全P(%)的吸收受铬浓度影响不明显，当铬浓度为1 mg/L 时，根、茎的全P(%)最小，但黄瓜长势是相对较好。随铬浓度的增加，黄瓜植株各部分对磷素的吸收量增加，但幼苗的生长受到铬的抑制作用亦增强。

(3)钾素是保证植物正常生长的一个关键因素，缺少钾素会导致黄瓜叶面发黄，叶杂色或缺绿，叶尖和叶缘有坏死斑点［9］。高浓度铬处理下的黄瓜幼苗叶面出现了上述症状，对黄瓜幼苗生长产生较为严重的毒害［10］。在低浓度铬处理下有利于黄瓜生长发育周期中幼苗的根、茎、叶对K 的吸收，促进黄瓜幼苗生长。

［1］ 陈丽蓉，陈小罗，严志辉，等. 土壤中重金属污染物铬的迁移转化及治理［J］.科技创新导报，2011，33:122-123.

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［3］ 戴宇，杨重法，郑袁明.土壤-植物系统中铬的环境行为及其毒性评价［J］. 环境科学，2009，30(11):3432-3440.

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