模擬酸雨對水稻種子發芽及幼苗生長的影響

閆榮玲，廖 陽，郭平安

（湖南科技學院生命科學與化學工程系，湖南 永州 425100）

酸雨對農業生產危害嚴重，其可以損傷作物的葉片等器官或改變作物的生長環境從而直接或者間接地影響到作物最終的產量[1-4]。水稻在我國大面積種植，研究酸雨對水稻種子萌發以及幼苗生長的影響具有一定實踐指導意義。試驗設置不同pH 值（分別為 3.0，4.0，5.0）的浸種液或培養液以模擬不同程度的酸雨脅迫，對比正常條件與模擬酸雨條件下，水稻種子的發芽率以及幼苗生長的各項指標，以了解酸雨對水稻種子萌發及幼苗生長的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

水稻品種為金優555，購自永州市零陵區種子站。

1.2 模擬酸雨配置

前人研究表明[4]，湖南省內酸雨的陰離子主要是SO42-，通過蒸餾水對摩爾濃度比3∶1濃硫酸和濃硝酸溶液的混合液進行稀釋獲得pH值分別為3.0，4.0，5.0的模擬酸雨液，以pH值約為6.5的自來水作對照（CK），用于種子萌發實驗；在對幼苗進行處理時，所用模擬酸雨則是用兩種酸的混合液調節霍蘭氏營養液，得到pH值分別為3.0，4.0，5.0的營養液。

1.3 模擬酸雨對水稻種子萌發的影響

選取籽粒飽滿的水稻種子在蒸餾水中充分吸脹后隨機平均分成4組，均勻撒播于墊有濾紙的培養皿中并編號，分別對應不同pH值的模擬酸雨處理組和對照組，每組3個重復。所有處理置于25℃恒溫培養箱中催芽，第7天進行發芽率統計。在整個試驗過程中注意跟蹤觀察并始終保持濾紙濕潤。

1.4 模擬酸雨對水稻幼苗生長的影響

統計完發芽率后，對照組的種子轉移到添加了霍蘭氏營養液的培養皿中，置25℃恒溫培養箱繼續培養，直到幼苗長到2 cm左右。選取長勢相近的水稻幼苗60株平均分成4組（每組3個重復）轉移到玻璃培養瓶中，并開始模擬酸雨處理，即其中3個組幼苗的培養液變換為pH值分別為3.0，4.0，5.0的營養液，剩余的1組繼續用正常霍蘭氏營養液繼續培養作為對照。當對照組中幼苗高度達到10 cm左右時，對各組進行葉長、苗高、植株鮮重、不定根數等生長指標的測量或計數。

2 結果與分析

2.1 模擬酸雨對種子萌發率的影響

從圖1中可以看出，對照組的種子萌發率達到98.6%，而模擬酸雨脅迫處理后種子的萌發率受到不同程度的影響。pH值越低，種子萌發率越低。pH值3.0條件下，萌發率下降到80.2%，比對照組下降18.4個百分點，與對照組存在極顯著差異（p<0.01）。pH值4.0條件下，種子萌發率與照組存在顯著差異（p>0.05）。而pH 5.0條件下，種子萌發率與對照無顯著差異。

圖1 不同條件下種子萌發率的比較

2.2 模擬酸雨對幼苗生長的影響

不同條件下幼苗生長指標數據匯總于表1。同時，對數據進行轉換后（計算出不同條件下的數據與對照組數據的比值），得到了不同酸雨脅迫處理對幼苗各個生長指標的影響趨勢圖，如圖2所示。統計學分析表明，水稻幼苗對所有不同pH值的模擬酸雨脅迫均表現極為敏感，所有生長指標相對對照組均受到明顯抑制（p<0.01），且在pH值為5.0條件下，抑制效應已經十分顯著。而且隨著模擬酸雨pH值的減小，其對幼苗生長的抑制效應有加重的趨勢（圖 2）。

表1 不同處理條件下幼苗各生長指標數據匯總

圖2 各測量參數在不同處理下的變化趨勢

3 討論

近年來，酸雨的污染以及它對農作物生長的影響越來越受到人們的關注[5]。人們通過模擬酸雨脅迫對不同農作物進行處理，以了解其對農作物的生長發育以及各種不同生理生化指標的影響[6]，同時積極探索應對策略[7-8]。

試驗結果發現，酸雨脅迫對水稻種子的萌發以及幼苗生長均有明顯抑制效應，且隨著模擬酸雨的pH值的減低，這種抑制效應越顯著。需要指出的是，在pH值5.0模擬酸雨條件下，種子的萌發率相對正常條件雖然有下降趨勢，但并未出現顯著統計學差異。而在pH值4.0處理下，萌發率下降的幅度較小。這提示酸雨的酸度偏離正常條件在一定范圍內時，可能對水稻種子的萌發影響不大，而超過一定值則影響急劇增加。而對于處于幼苗階段的水稻，在模擬酸雨pH值較高時（pH值5.0）就對幼苗的生長發育表現出明顯的抑制效應。這些結果說明，酸雨在水稻出苗后的影響更大。

研究模擬酸雨不直接與植株的葉片接觸，不存在模擬酸雨對葉片的淋溶作用和其他直接傷害[9-10]。因此推測，模擬酸雨對植株生長的負面影響可能是由于其直接抑制了根系的分化、生長以及根對營養物質特別是礦質離子的吸收，從而間接影響到整個植株其他器官生理功能如光合作用等，最終體現到整個植株的各個表觀生長指標上。

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