酸雨對油菜種子發芽的影響

鄭偉才

摘 要 選用pH值為4.0、3.5、3.0、2.5、2.0與5.0進行模擬酸雨條件，探究油菜種子發芽情況。結果表明，在pH值2.0～2.5時，油菜發芽情況為0，而在pH值為3.0時，與CK相比，具有顯著的差異性；當pH值≧3.0時，油菜種子的活力指數、發芽指標、發芽勢、及發芽率與pH值呈正相關系。

關鍵詞 酸雨；油菜種子；影響

中圖分類號：X517.03 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.18.045

近年來，由于空氣質量的污染，造成酸雨經常出現，進而對植物的萌發以及生長造成了重要的影響，致使我國的農作物產業造成了重大的經濟損失；酸雨通過淋溶作用以及沉降等因素與土壤中的重金屬相結合，更使油菜的生存條件變得更加惡劣；但在工作中并未重視在酸雨條件下對油菜種子發芽的影響。

1 材料與方法

1.1 模擬酸雨條件

模擬酸雨的具體配制是：首先需要配制pH為1.0的酸雨母液，在配置的過程中要確保硝酸根和硫酸根的體積比為1∶4.7，然后用制備好的蒸餾水將母液配制成pH為5.0、4.0、3.5、3.0、2.5、2.0的模擬酸雨，最后需要用pHS-29A的酸度計進行測試，確保無誤差。

1.2 選用材料

選用蘇油1號作為油菜品種，利用0.1%的汞進行殺菌8 min，并進行去離子水沖洗，僅只選取60例油菜種子作為研究對象，并將種子隨機排列在墊有3層濾紙，直徑為13 cm的培養器具中，并在pH值為4.0、3.5、3.0、2.5、2.0與5.0的酸雨模擬條件下進行培養；并與酸液離子成分中含有的中性溶液pH6.5（CK）進行對比，將種子放在26 ℃左右的恒溫培養箱內。每天對種子的溶液進行更換，讓其持續培養1周，并觀察種子的萌發情況。

1.3 檢查方法

根據種子檢測原理和技術進行對種子的活力評估；通過種子浸泡后的重量與浸泡前的重要進行相比得出種子的吸水值；根據GI=∑（Gt/Dt），來計算種子的發芽指數，其中發芽數用表示，發芽天數用在經種子萌發2 d后，利用電導測定儀進行檢查種子呼吸速率根據VI=S×∑（Gt/Dt），油菜生長勢用S表示，其單位用每株平均鮮重量進行表示；檢測每株幼苗的根長度和芽長度，根據一直指數（%）=（CK長度-處理長度）/CK長度（100%），根長以及芽長值均采用其平均值；（發芽前種子重量一發芽種子各部分干質量總和）/發芽前種子重量×100，來計算種子的貯藏物質消耗率。

2 結果與分析

2.1 酸雨對油菜種子發芽率的情況分析

發芽率能夠充分地反映出種子質量的高低；當pH值為2.0～2.5時，油菜的發芽率顯示為0，隨著pH值的增高，發芽率分別為71.00b、83.65a、86.33a、87.15a，由此可得油菜的發芽率隨著pH值的提高而增加，兩者呈正相關；從降幅的角度觀察，pH3.0酸雨條件下，與CK值相比，油菜下降了13.32%，兩組具有顯著性的差異[1]。

2.2 對油菜種子發芽勢的情況分析

發芽勢能夠用來表示種子的活力情況，在pH值為2.0～2.5的條件下，油菜的發芽時經分析為0，當pH值為3.0、3.5、4.0、5.0時，其發芽勢分別為65.23c、73.12a、78.01b、79.05b，明顯呈增長的趨勢，即油菜芽的發芽勢與pH值的升高呈正相關；而與與CK值相比，pH為3.0時，降幅為11.09%，pH為3.0～5.0，兩組差異性不明顯。

2.3 對油菜種子的發芽指數以及活力指數變化情況進行分析

發芽與活力指標能夠將種子的活力程度反映出來，在pH值為2.0～2.5的條件下，活力指標以及發芽指數均為0，在pH值為3.0～5.0時，油菜隨著pH值的增高，其發芽指數和活力指標表現出明顯的正相關系，pH值為3.0時，較CK值，活力指標以及發芽指標的降幅為1.78%、5.89%顯著高于在其他pH值的降幅，因此在pH值為3.0條件下，油菜抗酸雨能力更強。

2.4 對種子的異狀發芽率的情況進行分析

異狀發芽直接反映出種子在困境中生長的情況，經研究發現，在pH值在任意的條件下，異狀發芽率為0，可見酸雨對異狀發芽率的影響，油菜的異狀發芽率抗酸雨能力為0。

2.5 酸雨對油菜種子萌發生理的影響

2.5.1 對種子吸水值變化的分析

經分析發現，pH值分別為2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0時，其吸水值分別為81.43a、82.16d、84.15c、86.19c、90.64b、91.75ab，隨著pH值的逐漸增高，油菜種子的吸水值也隨之增加；在酸雨的影響下，油菜種子的水分反應速度逐漸升高。

2.5.2 對油菜種子的呼吸速率變化情況進行分析

呼吸速率是反映種子萌發過程中的能量新陳代謝狀態或者組織損傷程度的重要反映，當pH值分別為2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0時，其呼吸速率為0.03（24.00）c、0.06（43.25）d、0.12（81.24）c、0.16（93.24）a、0.18（100.00）a、0.19（113.52）b，與pH值的變化呈正相關聯，酸雨對油菜能量代謝具有一定的影響。

2.5.3 對油菜種子貯藏消耗率以及運轉效率的情況分析

經研究，隨著pH值的逐漸增高，油菜種子的貯藏消耗率卻呈下降趨勢；貯藏消耗率與pH值呈負相關系，油菜種子呼吸增強時，導致貯藏的物質消耗量有所增加，而由于條件的影響，外在輸送減少，這表示著油菜種子的生理代謝出現了紊亂或者大量的物質都用以對胚細胞損傷的修復。

2.5.4 對油菜種子的抑制指數進行分析

抑制指數能夠將酸雨對種子萌發的抑制程度反映出來，隨著pH值在2.0～5.0上升時，芽長抑制指數以及根長抑制指數出現降低的現象。由于可見，pH值與油菜種子的抑制指數呈負相關。

3 討論

在本次分析中，油菜的貯藏物質消耗效率、吸水率及吸水值隨著pH值增高而升高而降低，與pH值呈負相關[2]。其原因可能是植物細胞再酸雨的條件下，將酸雨中的H+致使油菜的細胞質中的pH值出現下降的情況，進而改變了底物電離及酶[3]的帶電性質，進而使酶的完全性造成損害造成油菜的貯藏物質運轉的效率逐漸降低。在酸雨的影響下，油菜中的CAT和POD的活性出現減低的狀態，進而導致H2O2的能力下降，其體內的水含量積累出現下降趨勢。綜上所述，酸雨的pH值≥3.0時，能夠促進油菜種子的活力指數、發芽指標、發芽勢、發芽率生長；但是對油菜的貯藏物質運轉效率、吸水率及吸水值，貯藏消耗率，油菜的芽、根生長抑制指標等造成了一定的影響。

參考文獻

[1]馮穎竹，陳惠陽，余土元，等.中國酸雨及其對農業生產影響的研究進展[J].中國農學通報，2012，9（11）：306-311.

[2]曹春信.酸雨對油菜的脅迫機理及外源抗壞血酸的緩解效應研究[D].南京：南京農業大學，2010.

[3]《種子》2014年總目次[J].種子，2014，7（12）：1-8.

（責任編輯：趙中正）