模擬酸雨對裸大麥種子萌發和幼苗生長的影響

李佳興

摘 要 在室溫下用不同pH值（2.5、3.5、4.5、5.6）的模擬酸雨溶液對裸大麥（阿青4#）種子進行脅迫處理，用水培法研究酸雨對種子萌發的影響。對各試驗組的發芽率、發芽勢、種子活力指數、根長抑制指數、芽長抑制指數及平均幼苗的芽干重進行測定。試驗結果表明：與對照相比，不同pH值都對萌發率、發芽勢、活力指數、平均苗干重、根長和芽長的影響不一樣;pH 4.5的酸雨對萌發率、發芽勢、活力指數的影響較小，還有一定的促進作用，pH 2.5的酸雨抑制作用均十分突出。

關鍵詞 裸大麥;萌發率;發芽勢;活力指數;平均苗干重;抑制指數;模擬酸雨

中圖分類號：X503 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.24.072

1 材料與方法

1.1 試驗材料

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）來調節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酸度計校準，調節成pH值為2.5、3.5、4.5、5.6的模擬酸雨，試驗中用原溶液作為對照組（CK）。

種子來源：云南省農業科學研究院購買。

1.2 試驗設計

種子發芽試驗：挑選飽滿均勻的裸大麥（阿青4#）種子，先用0.3%的高錳酸鉀溶液進行5 min（第一次）和10 min（第二次）的消毒處理，然后用自來水和蒸餾水各沖洗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皿（棉花放在濾紙下面）中，每皿放置30粒。用酸度計測定培養液的pH值并用5種酸度（2.5、3.5、4.5、5.6、CK）溶液浸種。為保持培養皿中酸液pH值的穩定性，每天添加1次溶液（每次9 mL）。種子置于室溫下萌發。各處理和對照均設3次重復，1 d后開始統計發芽率。

1.3 測定方法

根據記錄的發芽數、根長、芽長，計算發芽率、發芽勢、活力指數、根長抑制指數、芽長抑制指數和芽平均干重等指標[2]。

種子發芽率，是指在種子發芽試驗終期（發芽數連續兩天不變為止，本試驗為7 d），正常發芽的種子數占供試種子的百分率。

種子發芽勢，是指種子發芽初期（規定日期內，本試驗為前3 d），正常發芽的種子數占供試種子的百分率。

活力指數和根長、芽長抑制指數和平均芽干重根據公式1、公式2和公式3計算。

式1中，Gt為在不同時間的發芽數，Dt為相應的發芽日數，s為一定時期內幼苗長度（cm），以發芽試驗結束時（本試驗為7 d）平均芽長表示。式2中，以每株苗的平均根長或平均芽長計算[3]。式3中，發芽實驗結束后，用電子天平測每一個酸度下平均芽的干重和鮮重，在烘干時，烘干至其重量不再變化。

1.4 數據處理

實驗數據用Microsoft Excel2007軟件進行計算和方差分析。

2 結果與分析

2.1 酸雨脅迫對種子萌發率的影響

從表1可以看出，消毒10 min的萌發率比消毒5 min的高得多，為了更好地體現pH值單一因素的影響，同時由于消毒時間為5 min時的發芽過程中過多的種子發霉，萌發率極低，因此后續實驗采用消毒10 min的數據進行分析，如表2所示。發芽率是反映種子品質優劣的重要指標，正常情況下，發芽率高表明有活力的種子多，播種后田間出苗率高[4-5]。對不同pH值酸雨脅迫下裸大麥種子的發芽率進行方差分析，結果如表3所示，pH值的主效應達到極顯著水平。

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

2.2 酸雨脅迫對大麥種子發芽勢的影響

發芽勢是反映種子活力大小的重要指標，發芽勢高表示種子活力強，發芽整齊，出苗一致，增產潛力大[4]。對表4中不同pH值酸雨脅迫下裸大麥種子的發芽勢進行方差分析，如表5所示。結果表明，pH值的主效應達到極顯著水平。

由表4和表5可以看出，在不同pH的酸雨脅迫下，裸大麥種子的發芽勢均受到不同程度的影響。其中，pH 3.5、5.6與對照相比差異顯著，表現為下降，但是pH 4.5的發芽勢略高于對照組。pH 2.5對發芽勢的影響不是很大，pH 4.5對其發芽勢有稍微的促進作用。

2.3 酸雨脅迫對活力指數的影響

活力指數是反應種子活力的綜合指標，活力指數越大，種子的活力越高。對表4中不同pH值酸雨脅迫下裸大麥種子的活力指數進行方差分析，結果表明，pH值的主效應達到極顯著水平，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均受到了不同程度的影響。其中，pH 2.5、3.5、5.6與對照相比差異顯著，表現為下降，pH 2.5活力指數最低，pH 4.5的活力指數與對照的差異沒有其他的酸度顯著。

2.4 酸雨脅迫對根長抑制指數的影響

根長抑制指數直接反映出酸雨對種子根生長的抑制情況。對不同pH值酸雨脅迫下裸大麥種子的根長抑制指數進行方差分析，如表7所示。結果表明，pH值的主效應達到極顯著水平。

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

2.5 酸雨脅迫對芽長抑制指數的影響

芽長抑制指數直接反映出酸雨對種子苗長生長的抑制情況。對不同pH值酸雨脅迫下裸大麥種子的芽長抑制指數進行方差分析，結果表明，pH值的主效應達到極顯著水平，見表8。

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

2.6 酸雨脅迫對芽平均干重的影響

芽平均干重反映了在不同條件下，植株芽生成的生物量，可以彌補苗長不同時的一些誤差，表9表明，pH值效應對平均芽重有著顯著的影響。

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

3 結論

裸大麥種子萌發受酸雨脅迫的影響顯著，主要表現在以下5個方面：1）不同pH值對萌發的影響不同;2）不同pH值對相同植物的不同部位影響各不相同;3）不同pH值種子萌發的影響不僅體現在數量上，還體現在品質上;4）酸雨脅迫對于發芽進程存在一定的影響;5）酸雨脅迫尤其弱酸環境對種子萌發的影響并不完全表現為抑制作用。

參考文獻：

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

[2] 顏啟傳.種子檢驗原理和技術[M].杭州：浙江大學出版社，2001.

[3] 任安芝，高玉葆.鉛、鎘、鉻單一和復合污染對青菜種子萌發的生物學效應[J].生態學雜志，2000，19（1）：19-22.

[4] 李彤，李靖霞，李曉芳，等.種子發芽率，活力對出苗率影響淺議[J].北方農業學報，1999（6）：44.

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

（責任編輯：趙中正）