全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 24(4)：363—366 2004年 7月
施用 N、P、K肥后铜对小麦种子
萌发和幼苗生长影响的研究
郑 曦，吕文明，华 政
(徐州师范大学生物系，江苏徐州 221116)
摘 要：以不同质量浓度 Cu处理下小麦种子萌发和幼苗生长的状况为对照，研究增施 N、P、K肥后，小麦种
子萌发和幼苗生长所受到的影响。结果表明：施加N、P、K肥有利于叶绿素的合成。在低质量浓度Cu(20~
80 mg／L)条件下，施加 N、P、K肥有利于增强小麦淀粉酶的活性，促进小麦种子的萌发，高质量浓度Cu(150~
300 mg／L)条件下，施加 N、P、K肥降低小麦淀粉酶活性，抑制小麦种子的萌发。施肥后，小麦脯氨酸含量较
对照组均有所上升。
关键词；小麦；N、P、K肥；Cu
中图分类号：Q945 文献标识码；A 文章编号：1o0O一3142(2o04)O4一o363一O4
Effects of N，P，K fertilizer and CU 0n seed
germination and seedling growth 0f wheat
ZHENG Xi，LU W en—ming，HUA Zheng
(Biology Department，Xuzhou Normal University．Xuzhou 221 1 1 6．China)
Abstract：This paper dealt with effects of N，P，K and Cu on seed germination and seedling growth of wheat．
The results showed that N，P，K improve the synthesis of chlorophyl1．With low quality concentration of Cu
(20~80 mg／L)，applying N，P，K improve the activity of amylase and increase the seed germination of wheat．
With high quality concentration of Cu(15O～300 mg／L)，applying N，P，K reduce the activity of amylase and
check the seed germination of wheat．
Key words：wheat；N，P，K；Cu ．
小麦是长江以北地区的主要粮食作物之一。随
着品种的改良和耕种技术的提高，小麦亩产量整体
在上升。但是，环境污染也抑制着小麦的产量，其中
重金属污染是原因之一。小麦生长过程中，重金属
铜对小麦生长发育的影响，已有众多的报道(张士
功，1999；常红岩，2000；刘登义等，2002；朱云集等，
1997；袁玲等，2000；陈怀满等，2001)，但在小麦生长
过程中所施用的N、P、K肥是否会影响到重金属离
子对小麦种子萌发和幼苗生长所产生的作用，还未
见相关的报道，本文在此作了一些初步的研究，为通
过对小麦施肥来改 良被重金属污染的土壤，提供进
一 步研究的理论依据。
1 材料与方法
I．I实验材料与设计
(1)供试作物：烟农 19小麦种子，购自江苏省徐
州市种子公司。
收稿151期：2003—07-24 修订El期：2003一l1—2O
基金项目：校青年科研基金项 目
作者简介：郑曦(1971-)，女，江苏睢宁人，硕士，讲师，主要从事植物学及植物生态学研究。
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(2)材料处理：取子粒饱满，均匀的小麦种子，
0．1 升汞消毒 l0b15 min后流水冲洗1 h，放人硫
酸铜溶液中浸种，溶液含 Cu量(以纯 Cu计算)分别
为0、20、50、80、i50、300 mg／L。浸种 12 h，于23℃
条件下催芽 15 h。
(3)实验设计：实验以Hoagland营养液为稀释
液，一次性加入硫酸铵与磷酸二氢钾，使营养液中硫
酸铵与磷酸二氢钾的质量浓度分别 为 0．3 和
0．1 ，以Hoagland营养液为对照。精选催芽后种
子移栽人石英砂盘中，每 日分别添加上述两种营养
液，在 25℃(士1℃)，叶表面光强不低于 40 btmo1．
m - ． s- ，每天光照15 h培养．实验设3个重复。
1．2测试指标与方法
(1)种子萌发率的测定 ：种子移栽 24 h后开始
记录发芽率，每天定时观察，直至 0 mg／L纯 Cu浸
种的种子的发芽率不再变化为止，记录此时的发芽
率。
(2)过氧化物酶的测定：于种子处理后的第四
天，采用分光光度法(张志良，1990)，在 470 nm波
长下测定吸光度，吸光度的变化值以△A们／rain·g
表示酶活性单位。
(3)淀粉酶活力测定：按王秀奇(1996)的方法，
于种子处理、出芽后 3 d，测定小麦淀粉酶的活性，以
光密度变化0．OO1为1个酶活性单位(U／min·mg-
FW)。
(4)脯氨酸活力测定 ：采用张志良(1990)分光光
度法，于小麦培养 5 d后测定。
(5)叶绿素含量测定：采用张志良(1990)分光光
度法，于小麦培养 1周后测定。
2 结果与分析
2．1施用N、P、K肥后。不同质量浓度的 Cu对小麦
发芽率的影响
图 1可见，随着 Cu质量浓度的增加，小麦种子
发芽率降低。对照组y=79．92—0．173x，r=一O．852 ；
处理组 y=86．83—0．217x，r=一0．912一 ，呈显著或
极显著相关。施用N、P、K肥后，在低质量浓度 Cu
(≤8O mg／L)条件下，小麦种子的发芽率有所提高，
尤其当Cu质量浓度为 50 mg／L时，施用 N、P、K肥
可明显提高小麦种子的发芽率；在较高质量浓度Cu
(150~300 rag／L)的条件下，小麦种子的发芽率有
所下降。这表明在低质量浓度Cu(≤80 mg／L)条
件下，N、P、K肥可降低 Cu对小麦种子萌发的抑
制，有效提高小麦种子发芽率。在高质量浓度(150
～ 3o0 mg／L)Cu条件下，N、P、K肥加强 Cu对小麦
种子萌发的抑制，降低小麦种子发芽率。
∞ l00
， 、
盘 80
旨 60
．、，’ ‘一
巢董40
’
20
0 0
0 20 50 80 l50 300
cu浓度Cu Concentrat iOn(mg／L)
图 1 小麦种子发芽率
Fig．1 Germination rate of wheat seeds
量
bo
、’一 0
蛔l
如 =
篷 3
图 2 脯氨酸的含量
Fig．2 Contents of Pro in wheat seedlings
2．2施用 N、P、K肥后。不同质量浓度的 Cu对小麦
脯氨酸含量的影响
游离 pro含量的增加，可作为植物抗盐害的一
个指标(汤章城 ，1984)。实验结果(图 2)显示，对照
组与处理组中脯氨酸的含量随着Cu处理浓度的升
高，呈上升的趋势，相关系数 r分别为 0．996一 和
0．994 。呈极显著或显著相关。对比对照组和处理
组的情况来看，在无 Cu条件下，施加 N、P、K肥对
植物体内脯氨酸含量的影响不大，略有下降；在有
Cu条件下，施加 N、P、K肥后，各处理组脯氨酸的
含量均略高于相应对照组。这表明随着 Cu浓度的
增加，小麦所受到的盐毒害也随之增加，施加 N、P、
K肥基本上不能改善盐毒害的影响。
2．3施用 N、P、K肥后。不同质量浓度的 Cu对小麦
过氧化物酶活性的影响
POD是一种氧化还原酶，它可催化有毒物质氧
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4期 郑 曦等：施用 N、P、K肥后铜对小麦种子萌发和幼苗生长影响的研究 365
化分解，植物 POD活性的增加是污染物进入植物体
内后通过一系列生理生化反应产生了对植物有害的
过氧化物，随着过氧化物的增加，过氧化物酶利用过
氧化氢来催化这些过氧化物的氧化分解，POD活性
的变化基本上反应出污染物浓度的变化。
一
·一 bo
0 C
∞ ·m=l
0 ＼
0 0
卜．
苫
蜒 一
0
0
O 2O 5O 8O 150 300
Cu浓度Cu corlcentrat iOn(mg／L)
图 3 POD的活性
Fig．3 POD activity of wheat
O 2O 5O 80 1 50 300
Cu浓度Cu CO rlCentrat iOn(mg／L)
2．4施用 N、P、K肥后。不同质量浓度的 Cu对小麦
淀粉酶活性的影响
小麦种子富含淀粉，在小麦萌发时，淀粉酶起了
相当重要的作用，测定淀粉酶活性，可以在一定程度
上反映出小麦种子的生长情况。从图 4可以看出，
在一定 Cu质量浓度(≤50 mg／L)范围内，Cu可提
高小麦淀粉酶的活性；Cu质量浓度超过 50 mg／L，
则淀粉酶的活性下降。N、P、K肥有加强Cu处理
小麦幼苗淀粉酶活性的作用，但当 Cu质量浓度超
过80 mg／L时，N、P、K肥有加剧淀粉酶活性下降
的作用。
2．5施用 N、P、K肥后。不同质量浓度的 Cu对小麦
叶绿素含量的影响
由表 1可知，低质量浓度 Cu(20~80 mg／L)对 ^
小麦叶绿素的合成有促进作用，而高质量浓度 Cu
(150～300 mg／L)对小麦叶绿素的合成有抑制作
用。施加 N、P、K肥后，各处理组总叶绿素的含量
均高于对照。比较叶绿素 a和叶绿素b的质量含量
后发现，增加的主要是叶绿素 b的含量，而叶绿素 a
的含量无明显的变化，说明通过所施 N、P、K肥与
铜离子的相互作用，可有效促进小麦幼苗叶绿素 b
的合成，从而提高小麦幼苗总叶绿素的含量，加强小
麦幼苗的光合作用。为何 N、P、K肥与铜离子的相
互作用主要影响了叶绿素 b的合成途径，而对叶绿
素 a的合成基本上无影响，有待于进一步的研究探
讨。
图4淀粉酶的活1生， 3 结 论 Fig．4 Amylase activity of wheat 。一
从图 3可以看出，随 Cu质量浓度的增加，对照
组与处理组 POD的活性也随之增加，相关系数 r分
别为0．777和0．909 ，呈相关或显著相关。在无
Cu(0 mg／L)的条件下，施 N、P、K肥提高小麦的
POD活性；在有Cu存在的条件下，施 N、P、K肥使
得低质量浓度的 Cu(<150 mg／L)处理小麦幼苗的
POD活性较对照组有所降低，而使得高质量浓度
Cu(150~300 mg／L)处理小麦幼苗的 POD活性较
对照组有所提高。说明在较低质量浓度的铜离子条
件下，施用N、P、K肥可抑制植物体内过氧化物的
产生，而在高质量浓度铜离子的条件下，施用 N、P、
K肥不但不能抑制植物体内过氧化物的产生，相反，
由于铜离子与N、P、K肥的共同存在使得植物体内
产生更多的过氧化物，加深对小麦的毒害作用。
低质量浓度 Cu(20～80 mg／L)条件下，施加
N、P、K肥可增强小麦淀粉酶的活性，抑制小麦过氧
化物等有害物质的产生，促进小麦种子的萌发；而在
高质量浓度 Cu(150～300 mg／L)条件下，施加N、
P、K肥可降低小麦淀粉酶的活性，促使小麦产生更
多的过氧化物等有害物质，抑制小麦种子的萌发。
施加N、P、K肥可有效提高小麦叶片中叶绿素
b的含量，从而提高植物总叶绿素的含量，提高光合
作用的效率，有利于小麦幼苗的生长。
在低质量浓度 Cu(≤80 mg／L)的背景条件下，
施加 N、P、K肥可有效缓解 Cu对小麦种子萌发和
幼苗生长的不良影响，促进小麦种子的萌发和幼苗
生长。
在农田施肥时，应充分考虑土壤中重金属的种
f_¨w宦． 一宦＼ 1 一 一 0时
。nB1 目《 烬髓集
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类与含量，确定合理的施肥方式，使所施肥料可缓解
重金属离子对作物的危害，真正的促进作物的生长。
本实验研究了 N、P、K共同施用时，Cu对小麦
种子萌发和幼苗生长的影响，至于 N、P、K分别施
表 1 施用N、P、K肥后．不同质量浓度的Cu对小麦叶绿素含量的影响
Table 1 Effects of fertilizer on the contents of chlorophyl of wheat with Cu
用时如何影响Cu对小麦种子的萌发和幼苗的生
长，我们将在下一步进行更为详尽的研究。
本文得到了孙存华教授和张健副教授的热情指
导，在此表示衷心的感谢。
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