黄洋 靳辉 张娇

摘    要：为了探寻重金属铜对胡萝卜种子萌发及幼苗生长的影响，将胡萝卜种子置于不同浓度的CuSO4环境中，测定胡萝卜种子发芽率，以及幼苗的根长、株高、鲜重与干重。结果表明，低浓度的铜可以促进胡萝卜种子萌发，促进幼苗根与地上部分生长，提高幼苗鲜重与干重;当CuSO4浓度达到150 mg/L，根的生长被抑制;当CuSO4浓度达到200 mg/L，胡萝卜种子的萌发被抑制;当CuSO4浓度达到250 mg/L，幼苗的株高、干重与鲜重都显著低于不含铜的组别。低浓度的铜可促进胡萝卜生长发育，高浓度的铜会抑制胡萝卜的生长发育。

关键词：CuSO4;胡萝卜;种子萌发;幼苗生长

文章编号：1005-2690（2021）21-0015-02       中国图书分类号：S631.2       文献标志码：B

铜是植物生长发育的必需元素。植物铜缺乏会影响蛋白质合成，抑制光合作用，最终严重影响作物产量[1]。铜也是一种广泛存在的土壤重金属污染物，土壤中铜含量超标会对植物产生胁迫，影响植物生长发育[2]。随着工业发展，我国土壤铜污染日益严重[3]。胡萝卜是我国广泛栽种的一种经济作物。胡萝卜生长最适土壤铜浓度是多少以及铜浓度多高会抑制胡萝卜生长等鲜有报道。因此，本试验将探究不同铜浓度对胡萝卜种子萌发与幼苗生长的影响，以期为胡萝卜栽种时土壤选择提供参考。

1   材料与方法

1.1   供试种子

华誉208胡萝卜种子，购于京研益农种业科技有限公司。

1.2   营养液配制

称取2.4 g CaCl2、1.02 g KNO3、0.984 g MgSO4、0.279 g KH2PO4依次溶于适量蒸馏水中，并定容至1 L。

1.3   试验方法

选取均匀一致的胡萝卜种子，用KMnO4消毒后，清水洗净。试验将CuSO4浓度设定为0 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L、250 mg/L、300 mg/L，共7个梯度。为测定种子发芽率，将种子置于放有滤纸的托盘内，每个托盘100粒种子，托盘内加入适量蒸馏水配制的不同浓度CuSO4溶液。为测定胡萝卜幼苗生长情况，将种子种入盛有蛭石的花盆中，每个花盆20粒种子。向蛭石内加入用营养液配制的不同浓度CuSO4溶液。将托盘与花盆放入25 ℃光照培养箱内，7 d后测定托盘内种子发芽率。花盆内种子发芽10 d后，测定植株的根长、株高、鲜重与干重。

1.4   数据分析

采用SPSS 17.0软件对试验数据进行统计分析，试验数据以“平均值±标准误”表示。采用t检验进行两两比较，*表示P<0.05，差异显著;**与##表示P<0.01，差异极显著。

2   结果

2.1   铜浓度对胡萝卜种子发芽率的影响

由图1可知，相比不添加CuSO4的组别，低浓度的铜可以促进种子萌发;随着铜浓度升高，发芽率呈现下降趋势。当CuSO4浓度达到200 mg/L以上时，发芽率低于不添加CuSO4的组别，表明高浓度的铜会抑制种子萌发。

2.2   铜浓度对胡萝卜幼苗根长与株高的影响

不同铜浓度对胡萝卜幼苗根长与株高的影响如图2所示。随着CuSO4浓度升高，幼苗的根长与株高呈现先上升后下降的趋势。当CuSO4溶液浓度达到50 mg/L与100 mg/L时，幼苗的根长与株高分别达到最大值。与不添加CuSO4的组别相比，当CuSO4溶液浓度达到150 mg/L时，幼苗根长显著降低（P<0.05）;当CuSO4溶液浓度达到250 mg/L以上时，幼苗株高显著降低（P<0.01）。

2.3   铜浓度对胡萝卜幼苗鲜重与干重的影响

不同铜浓度对胡萝卜幼苗鲜重与干重的影响如图3所示。随着CuSO4溶液浓度升高，幼苗的鲜重与干重呈现先上升后下降的趋势。当CuSO4溶液浓度为100 mg/L时，幼苗的鲜重与干重达到最高，均顯著高于不添加CuSO4的组别（P<0.01）。当CuSO4溶液浓度达到250 mg/L以上时，相比不添加CuSO4的组别，幼苗鲜重与干重显著降低（P<0.05）。

3   结论与讨论

铜是植物生长所必需的元素，同时是土壤主要的重金属污染物之一。CuSO4性质稳定，广泛应用于铜对植物胁迫作用的研究中，本试验选用CuSO4研究铜对胡萝卜生长的影响。

种子的发芽率是衡量外界因素对种子萌发最重要的指标。低浓度的铜可以促进胡萝卜种子的萌发，这提示在土壤铜缺乏的地区，或许可以利用低浓度CuSO4浸种后再播种，促进胡萝卜种子萌发。高浓度的铜会抑制胡萝卜种子的萌发，这提示在土壤铜浓度高的地区，播种胡萝卜种子时可以适当增加播种数目。

研究表明，低浓度的铜可以促进胡萝卜的根与地上部分生长，也可以提高幼苗的鲜重与干重。这表明，在土壤铜缺乏的地区可以适量施加铜，以促进胡萝卜的生长。高浓度的铜会抑制根与地上部分的生长，也降低了幼苗的鲜重与干重。高浓度的铜对根的生长的抑制作用尤为明显，当CuSO4浓度达到150 mg/L时，便产生了抑制作用。

根的生长离不开根尖细胞的分裂与分生组织细胞的生长，过量的铜会使这些细胞的细胞膜受到破坏，铜离子进入细胞进而破坏原生质体[4]。针对丝瓜[5]与茶树[6]的研究表明，过量的铜会使光合色素含量降低，从而降低植物光合作用，进而影响植物的物质积累。过量的铜会抑制胡萝卜地上部分生长，降低幼苗干重与鲜重，或许就是因为这个原因。

综上所述，低浓度的铜对胡萝卜的生长具有促进作用，高浓度的铜对胡萝卜的生长具有抑制作用。

参考文献：

[1]陈立平，高峰.植物缺铜的防治[J].中国林副特产，2001（2）：36-37.

[2]赵慧博，李丽丽，梁塔娜，等.重金属铜、镉胁迫下植物响应的研究进展[J].安徽农业科学，2019，47（21）：14-16.

[3]王萌，李彬彬，李晓越，等.我国土壤中铜的污染现状与修复研究进展[J].地学前缘，2018，25（5）：305-313.

[4]Iduna Arduini， Douglas L. Godbold， Antonino Onnis. Cadmium and copper change root growth and morphology of Pinus pinea and Pinus pinaster seedlings[J].Physiologia Plantarum，1994，92（4）：675-680.

[5]蒋英，郭红伟.铜胁迫对丝瓜幼苗色素含量、光合特性及渗透调节系统的影响[J].天津农业科学，2021，27（7）：9-12.

[6]王钰超.铜胁迫对茶树光合作用及品质指标的影响[J].现代农业科技，2021（14）：9-12.