模擬酸雨對(duì)裸大麥種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

李佳興

摘 要 在室溫下用不同pH值（2.5、3.5、4.5、5.6）的模擬酸雨溶液對(duì)裸大麥（阿青4#）種子進(jìn)行脅迫處理，用水培法研究酸雨對(duì)種子萌發(fā)的影響。對(duì)各試驗(yàn)組的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、種子活力指數(shù)、根長(zhǎng)抑制指數(shù)、芽長(zhǎng)抑制指數(shù)及平均幼苗的芽干重進(jìn)行測(cè)定。試驗(yàn)結(jié)果表明：與對(duì)照相比，不同pH值都對(duì)萌發(fā)率、發(fā)芽勢(shì)、活力指數(shù)、平均苗干重、根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)的影響不一樣;pH 4.5的酸雨對(duì)萌發(fā)率、發(fā)芽勢(shì)、活力指數(shù)的影響較小，還有一定的促進(jìn)作用，pH 2.5的酸雨抑制作用均十分突出。

關(guān)鍵詞 裸大麥;萌發(fā)率;發(fā)芽勢(shì);活力指數(shù);平均苗干重;抑制指數(shù);模擬酸雨

中圖分類號(hào)：X503 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.24.072

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

模擬酸雨的配制：選取蒸餾水作為配制模擬酸雨的溶劑，用電子天平稱取適量K2SO4（0.660 mg·L-1）、Na2SO4（0.988 mg·L-1）、CaCl2（2.613 mg·L-1）、NH4NO3（0.772 mg·L-1）及（NH4）2SO4（1.442 mg·L-1）來(lái)調(diào)節(jié)蒸餾水的離子濃度得到原溶液，再用分析純硫酸和硝酸按5∶1摩爾比配制成酸雨母液[1]，最后將配制成的pH=1.0的酸雨母液添加到原溶液中，用pH酸度計(jì)校準(zhǔn)，調(diào)節(jié)成pH值為2.5、3.5、4.5、5.6的模擬酸雨，試驗(yàn)中用原溶液作為對(duì)照組（CK）。

種子來(lái)源：云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院購(gòu)買。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

種子發(fā)芽試驗(yàn)：挑選飽滿均勻的裸大麥（阿青4#）種子，先用0.3%的高錳酸鉀溶液進(jìn)行5 min（第一次）和10 min（第二次）的消毒處理，然后用自來(lái)水和蒸餾水各沖洗5遍，再用蒸餾水浸泡10 min，將種子整齊排列在鋪有棉花和濾紙的培養(yǎng)皿（棉花放在濾紙下面）中，每皿放置30粒。用酸度計(jì)測(cè)定培養(yǎng)液的pH值并用5種酸度（2.5、3.5、4.5、5.6、CK）溶液浸種。為保持培養(yǎng)皿中酸液pH值的穩(wěn)定性，每天添加1次溶液（每次9 mL）。種子置于室溫下萌發(fā)。各處理和對(duì)照均設(shè)3次重復(fù)，1 d后開始統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。

1.3 測(cè)定方法

根據(jù)記錄的發(fā)芽數(shù)、根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)，計(jì)算發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、活力指數(shù)、根長(zhǎng)抑制指數(shù)、芽長(zhǎng)抑制指數(shù)和芽平均干重等指標(biāo)[2]。

種子發(fā)芽率，是指在種子發(fā)芽試驗(yàn)終期（發(fā)芽數(shù)連續(xù)兩天不變?yōu)橹?，本試?yàn)為7 d），正常發(fā)芽的種子數(shù)占供試種子的百分率。

種子發(fā)芽勢(shì)，是指種子發(fā)芽初期（規(guī)定日期內(nèi)，本試驗(yàn)為前3 d），正常發(fā)芽的種子數(shù)占供試種子的百分率。

活力指數(shù)和根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)抑制指數(shù)和平均芽干重根據(jù)公式1、公式2和公式3計(jì)算。

式1中，Gt為在不同時(shí)間的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)，s為一定時(shí)期內(nèi)幼苗長(zhǎng)度（cm），以發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束時(shí)（本試驗(yàn)為7 d）平均芽長(zhǎng)表示。式2中，以每株苗的平均根長(zhǎng)或平均芽長(zhǎng)計(jì)算[3]。式3中，發(fā)芽實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，用電子天平測(cè)每一個(gè)酸度下平均芽的干重和鮮重，在烘干時(shí)，烘干至其重量不再變化。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel2007軟件進(jìn)行計(jì)算和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 酸雨脅迫對(duì)種子萌發(fā)率的影響

從表1可以看出，消毒10 min的萌發(fā)率比消毒5 min的高得多，為了更好地體現(xiàn)pH值單一因素的影響，同時(shí)由于消毒時(shí)間為5 min時(shí)的發(fā)芽過(guò)程中過(guò)多的種子發(fā)霉，萌發(fā)率極低，因此后續(xù)實(shí)驗(yàn)采用消毒10 min的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如表2所示。發(fā)芽率是反映種子品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)，正常情況下，發(fā)芽率高表明有活力的種子多，播種后田間出苗率高[4-5]。對(duì)不同pH值酸雨脅迫下裸大麥種子的發(fā)芽率進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表3所示，pH值的主效應(yīng)達(dá)到極顯著水平。

由表1和表3可以看出，與對(duì)照相比，在不同pH的酸雨脅迫下，裸大麥種子的發(fā)芽率均受到了不同程度的影響。其中，pH 2.5、3.5、5.6與對(duì)照相比差異顯著，表現(xiàn)為下降，但是pH 4.5的發(fā)芽率略高于對(duì)照組，有促進(jìn)作用。

2.2 酸雨脅迫對(duì)大麥種子發(fā)芽勢(shì)的影響

發(fā)芽勢(shì)是反映種子活力大小的重要指標(biāo)，發(fā)芽勢(shì)高表示種子活力強(qiáng)，發(fā)芽整齊，出苗一致，增產(chǎn)潛力大[4]。對(duì)表4中不同pH值酸雨脅迫下裸大麥種子的發(fā)芽勢(shì)進(jìn)行方差分析，如表5所示。結(jié)果表明，pH值的主效應(yīng)達(dá)到極顯著水平。

由表4和表5可以看出，在不同pH的酸雨脅迫下，裸大麥種子的發(fā)芽勢(shì)均受到不同程度的影響。其中，pH 3.5、5.6與對(duì)照相比差異顯著，表現(xiàn)為下降，但是pH 4.5的發(fā)芽勢(shì)略高于對(duì)照組。pH 2.5對(duì)發(fā)芽勢(shì)的影響不是很大，pH 4.5對(duì)其發(fā)芽勢(shì)有稍微的促進(jìn)作用。

2.3 酸雨脅迫對(duì)活力指數(shù)的影響

活力指數(shù)是反應(yīng)種子活力的綜合指標(biāo)，活力指數(shù)越大，種子的活力越高。對(duì)表4中不同pH值酸雨脅迫下裸大麥種子的活力指數(shù)進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，pH值的主效應(yīng)達(dá)到極顯著水平，見表6。

由表4和表6可以看出，在不同pH值的酸雨脅迫下裸大麥種子的活力指數(shù)均受到了不同程度的影響。其中，pH 2.5、3.5、5.6與對(duì)照相比差異顯著，表現(xiàn)為下降，pH 2.5活力指數(shù)最低，pH 4.5的活力指數(shù)與對(duì)照的差異沒(méi)有其他的酸度顯著。

2.4 酸雨脅迫對(duì)根長(zhǎng)抑制指數(shù)的影響

根長(zhǎng)抑制指數(shù)直接反映出酸雨對(duì)種子根生長(zhǎng)的抑制情況。對(duì)不同pH值酸雨脅迫下裸大麥種子的根長(zhǎng)抑制指數(shù)進(jìn)行方差分析，如表7所示。結(jié)果表明，pH值的主效應(yīng)達(dá)到極顯著水平。

由表4和表7可以看出，在不同pH值的酸雨脅迫下，裸大麥種子的根長(zhǎng)抑制指數(shù)均受到了不同程度的影響。其中，pH 2.5、3.5、5.6與對(duì)照相比差異顯著，都有抑制其根長(zhǎng)的作用，pH 2.5的抑制作用十分突出，幾乎完全抑制其根的生長(zhǎng)，pH 3.5、4.5、5.6的抑制作用差異不明顯。

2.5 酸雨脅迫對(duì)芽長(zhǎng)抑制指數(shù)的影響

芽長(zhǎng)抑制指數(shù)直接反映出酸雨對(duì)種子苗長(zhǎng)生長(zhǎng)的抑制情況。對(duì)不同pH值酸雨脅迫下裸大麥種子的芽長(zhǎng)抑制指數(shù)進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，pH值的主效應(yīng)達(dá)到極顯著水平，見表8。

由表4和表8可以看出，在不同pH值的酸雨脅迫下，裸大麥種子的芽長(zhǎng)抑制指數(shù)均受到了不同程度的影響。其中，pH 2.5、3.5、5.6與對(duì)照相比差異顯著，都有抑制其根長(zhǎng)的作用，pH 2.5的抑制作用十分突出，幾乎完全抑制其根的生長(zhǎng)，pH 3.5、4.5、5.6的抑制作用差異不明顯。

2.6 酸雨脅迫對(duì)芽平均干重的影響

芽平均干重反映了在不同條件下，植株芽生成的生物量，可以彌補(bǔ)苗長(zhǎng)不同時(shí)的一些誤差，表9表明，pH值效應(yīng)對(duì)平均芽重有著顯著的影響。

從表4和表9可以看出，同對(duì)照相比，不同酸度的pH值對(duì)芽重都有抑制作用，pH 2.5、4.5、5.6的影響要比pH 3.5的要大，也說(shuō)明酸雨在抑制芽長(zhǎng)的同時(shí)抑制其苗生物量的增加。

3 結(jié)論

裸大麥種子萌發(fā)受酸雨脅迫的影響顯著，主要表現(xiàn)在以下5個(gè)方面：1）不同pH值對(duì)萌發(fā)的影響不同;2）不同pH值對(duì)相同植物的不同部位影響各不相同;3）不同pH值種子萌發(fā)的影響不僅體現(xiàn)在數(shù)量上，還體現(xiàn)在品質(zhì)上;4）酸雨脅迫對(duì)于發(fā)芽進(jìn)程存在一定的影響;5）酸雨脅迫尤其弱酸環(huán)境對(duì)種子萌發(fā)的影響并不完全表現(xiàn)為抑制作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 邱棟梁，劉星輝，郭素枝.模擬酸雨對(duì)龍眼葉片氣體交換和葉綠素a熒光參數(shù)的影響[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2002，26（4）：441-446.

[2] 顏啟傳.種子檢驗(yàn)原理和技術(shù)[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2001.

[3] 任安芝，高玉葆.鉛、鎘、鉻單一和復(fù)合污染對(duì)青菜種子萌發(fā)的生物學(xué)效應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)雜志，2000，19（1）：19-22.

[4] 李彤，李靖霞，李曉芳，等.種子發(fā)芽率，活力對(duì)出苗率影響淺議[J].北方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1999（6）：44.

[5] 張如蓮，龍開意.不同溫度處理對(duì)臂形草種子發(fā)芽速率的影響[J].四川草原，2005（7）：27-28.

（責(zé)任編輯：趙中正）