鋅對小麥種子萌發及幼苗生長的影響

2025-06-10 00:00:00齊錦凡張軍閆聰遜王思慧任佳欣何文澤

安徽農學通報 2025年9期

中圖分類號 S512.1 文獻標識碼A 文章編號 1007-7731（2025）09-0024-07

DOI號 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.09.006

AbstractTo investigate the effects zinc Z n on seed germination growth wheat，two cultivars，Shangmai 5226 Xiaoyan 15，were selected as experimental materials.6 Zn concentration gradients （ZnSO 0，50，100，200， 400， 8 0 0 m g / L ）were set，with 0 m g / L as the control （CK）. The germination indicators，growth indicators physiological indicators each group were measured.The resultsshowed that in terms germination parameters，as Znconcentration increased，thegermination potential germinationrateboth wheatcultivars first increased then decreased; at 10 mg/L Zn，Shangmai 5226 Xiaoyan 15 exhibited higher germinationrates germination potentials.Regardinggrowth indicators，with increasing Znconcentration，shoot length，shootfresh weight， shoot dry weightboth cultivars initiallyincreasedthendecreased，whereasrotlength，rootfreshweight，rootdry weightgraduallydeclined.Forphysiological indices，asZnconcentrationincreased，chlorophyllcontent，soluble protein content，soluble sugar content，superoxide dismutase （SOD）activity， catalase （CAT）activity in both wheat cultivars showed a trend increasing first then decreasing.In contrast，peroxidase （POD）activity malondialdehyde（MDA）content progressivelyincreased，whilefree prolinecontentfirstdecreasedtheninceased. In conclusion， Zn concentrations 5 0 -1 0 0 m g / L were conducive to the seed germination seeding growth Shangmai 5226 Xiaoyan 15; Zn concentration exceeding hadacertain inhibitory effect onwheat seed germination.

Keywords zinc; wheat; germination parameters; growth indicators; physiological indices

小麥作為重要的糧食作物之一，其栽培水平與產量直接影響區域糧食生產格局與總產穩定性[1-2]。因此，深入研究小麥生產關鍵影響因素對優化區域糧食生產體系具有重要的現實意義。部分重金屬如鋅、錳、銅、鉬等是植物生長必需的微量元素，但當其濃度過高時，可能對植物具有毒性作用[3-6]。陜西商洛城郊公路兩側的部分土壤中鋅含量較高；區域土壤重金屬元素的多因子綜合污染指數為0.98，表明該地區土壤重金屬含量暫處于較清潔狀態，同時也表明其土壤重金屬已處于臨界水平[7-8]。鋅對小麥生長及籽粒品質的影響較大，如張詩琦等研究了小麥富鋅育種現狀，指出富鋅小麥有助于補充人體的微量元素鋅。宋東升等[0研究指出，適時噴施含鋅的微量元素水溶肥，可提高小麥籽粒的蛋白質和鋅含量。

當植物體內的某一重金屬含量超過一定閾值時，會對植物生長發育產生毒害作用，嚴重時可能導致植株死亡[]。當鋅或銅濃度過高時，植物體內活性氧產生與清除的動態平衡被打破，會引起細胞膜發生膜質過氧化[2]。植物體受脅迫產生活性氧后，會啟動自身的清除機制來減輕或消除活性氧累積對其造成的損傷；抗氧化酶通過協同作用清除脅迫誘導產生的活性氧，保護植物免受氧化損傷[13]。張家洋等14通過水培試驗驗證了小麥和稗草在單一脅迫下，其葉綠素、可溶性糖、可溶性蛋白含量隨離子濃度升高呈先上升后下降的趨勢，丙二醛（MDA）含量呈持續遞增趨勢[15]。鋅對小麥幼苗葉片游離脯氨酸的產生有一定誘導作用；鋅脅迫可導致植物體水分缺失，植物通過產生一定量的脯氨酸來調節其細胞水分平衡，降低細胞受損程度，同時較高的游離脯氨酸含量對植物所處環境有一定的指示作用[6]。陳麗麗等、張春榮等[7研究表明，在一定的濃度范圍內鋅對供試種子的萌發表現出明顯的低促高抑作用，但各項指標表現不完全一致。

種子萌發是植物生長發育的重要階段，本試驗以小麥品種商麥5226、小偃15為材料，研究不同濃度的鋅處理下，其種子的萌發特性及幼苗的生長特性，為小麥種子萌發中鋅的合理利用及抗鋅脅迫研究提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

選用商洛地區種植的小麥品種商麥5226、小

偃15，由商洛市秦嶺植物良種繁育中心提供。選擇硫酸鋅）（化學純）為鋅處理試劑。

1.2試驗設計

試驗中設置了0（CK）、50、100、200、400、個濃度梯度，各處理重復3次。1.2.1 溶液配置準確稱取固體，用蒸餾水定容至，配置得到 5 0 m g / L 的溶液。同理分別配置濃度100、200、400、的溶液。1.2.2試驗材料培養選取大小一致、顆粒飽滿的種子，用 1 0 % 的次氯酸鈉溶液浸泡 1 5 m i n ，用蒸餾水沖洗后再用濾紙吸干水分備用；培養皿用 7 5 % 乙醇擦洗消毒，晾干后放入2張濾紙并分別在各培養Ⅲ中加入 5 m L 不同濃度的溶液（每組濃度重復3組）；在每個培養皿中放入已消毒的種子50粒，置于室溫內培養（每天添加 5 m L 鋅溶液）。

1.3 萌發指標測定

1.3.1發芽勢種子發芽試驗以芽長達到種子1/2長度或根長達種子長度作為發芽標準。在種子發芽第3天測定其發芽勢，計算如式（1）。

發芽勢（ % ） = 第3天的發芽種子數 1 5 0 × 1 0 0 （1）

1.3.2發芽率發芽第7天測定種子發芽率，計

算如式（2）。發芽率（ % ） = 第7天的發芽種子數 1 5 0 × 1 0 0 （2）

1.4 生長指標測定

1.4.1根長、芽長發芽后第8天，在每個培養皿內隨機選取3株幼苗測定其芽長、根長。

1.4.2干重、鮮重發芽后第8天，隨機選取5株小麥幼苗，將幼苗全株取出，沖洗并用濾紙吸干水分，然后將根部與芽部分開，分別稱量其芽鮮重、根鮮重；提前打開烘箱、溫度升至時，將稱過鮮重的植物材料裝入紙袋中，放入烘箱內，殺青1 0 m i n ，然后烘至恒重。取出紙袋和材料，將其放人干燥器中冷卻至室溫，稱量其芽干重、根干重。

1.5 生理指標測定

1.5.1葉綠素含量采用葉綠素測定儀（SPAD- 進行測定，將葉片放入并合上測量探頭即可檢測。

1.5.2超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍四唑（NBT）光化還原法[18-20]，用分光光度計測定處各樣品的吸光度，以能夠抑制NBT光還原5 0 % 為一個酶活力單位。

1.5.3過氧化氫酶（CAT）活性采用過氧化氫分解法[18-20]，在 2 4 0 n m 處測定吸光度值，以 1 m i n 內值減少0.1所需要的酶量為1個酶活性單位。

1.5.4過氧化物酶（POD）活性采用愈創木酚法[18-20]，在 4 7 0 n m 處測定吸光度，以每分鐘內值變化為1個酶活性單位。

1.5.5丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸（TBA）法測定MDA含量。取 0 . 5 g 小麥葉片加入 5 m L 5 % 三氯乙酸（TAC），研磨后所得勻漿 3 0 0 0 r / m i n 離心1 0 m i n ，吸取上清液加入 2 m L0 . 6 % TBA混勻后，水浴 1 5 m i n ，冷卻后再次離心 1 0 m i n 。分別測定上清液在波長處的吸光度。以蒸餾水加 0 . 6 % TBA為對照。

1.5.6可溶性糖含量采用蒽酮法21測定可溶性糖含量。用 1 % 蔗糖標準液制作標準曲線。取小麥新鮮葉片加入 1 0 m L 蒸餾水，封口后沸水浴 3 0 m i n 冷卻后定容備用。取 0 . 5 m L 待測液加入 1 . 5 m L 蒸餾水和 6 . 5 m L 蒽酮試劑，混勻后在波長 6 3 0 n m 處測定吸光度。

1.5.7可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍法21測定可溶性蛋白的含量。取小麥葉片，加入 5 m Lp H7 . 8 的磷酸緩沖液冰浴研磨，低溫條件下離心 2 0 m i n ，取上清液，用考馬斯亮藍G-250做顯色劑，用分光光度計測定波長處的吸光度，用牛血清白蛋白標準液制作標準曲線。

1.5.8游離脯氨酸含量采用酸性芘三酮法21測定游離脯氨酸含量。

1.6數據處理

采用Excel軟件進行數據處理，用SPSS27.0軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1鋅對小麥種子萌發的影響

2.1.1發芽勢由圖1可知，在不同鋅濃度處理下小麥種子發芽勢差異較明顯。鋅濃度低于時，商麥5226、小偃15種子的發芽勢隨著鋅濃度的增加而緩慢增加，且均高于（ 5當鋅濃度為時，商麥5226和小偃15的發芽勢均達到最大值，分別為 8 8 . 6 7 % . 9 9 . 0 0 % ，較CK分別提高了2.00和4.33個百分點。當鋅濃度超過時，發芽勢隨著鋅濃度的增大逐漸降低，當濃度為時，2個品種的發芽勢降至最低，分別為 7 2 . 0 0 % 、 8 6 . 0 0 % ，較CK分別降低了14.67和

8.67個百分點。由此可得，小偃15在低濃度鋅處理下的發芽勢增幅較大，而商麥5226在高濃度下發芽勢降幅較小。

2.1.2發芽率由圖2可知，同品種小麥在不同鋅濃度處理下種子發芽率差異較明顯。在不同濃度鋅處理下，2個品種小麥的發芽率隨著鋅濃度的增大呈先增加后減小的趨勢，當鋅濃度在 1 0 0 m g / L 時，商麥5226、小偃15的發芽率均達到最大值，分別為9 8 . 6 7 % . 9 9 . 0 0 % ，較CK分別提高了3.00和3.67個百分點。由此可得，小偃15在低濃度鋅處理下的發芽率大于商麥 5 2 2 6 。

2.2 鋅對小麥幼苗生長的影響

2.2.1芽長由圖3可知，2個品種小麥的幼苗芽長隨著鋅濃度的升高均呈先增加后降低的趨勢。在低濃度鋅處理下，其芽長隨著鋅濃度的增加而緩慢增加；當鋅濃度在時，商麥5226、小偃15的芽長均達到最大值，分別為，較CK分別增長了 3 2 . 5 8 % 、 3 5 . 5 3 % 。當鋅濃度超過時，其芽長隨著濃度的提高而減小；當濃度在時，2個品種小麥的芽長均最小，分別為3 . 7 0 、 3 、 5 0 c m ，較CK分別降低 5 8 . 4 3 % . 5 3 . 9 5 % 。由此可得，當鋅濃度小于時，小偃15的芽長明顯增長；鋅濃度大于時其抵抗鋅脅迫的能力較強。

2.2.2根長由圖4可知，隨著鋅濃度的提高，2個品種小麥的根長均有不同程度的下降，當鋅濃度在時，商麥5226、小偃15的根長均最短，分別為 0 . 3 7 ， 0 . 3 3 c m ，較CK分別降低了 9 4 . 5 6 % ）9 4 . 2 6 % 。由此可得，高濃度鋅對商麥5226、小偃15的根長生長有抑制效果，鋅濃度越高，對小麥根長的抑制效果越大。

2.2.3芽鮮重由圖5可知，隨著鋅濃度的升高，2個品種小麥的芽鮮重呈先增加后降低趨勢。當鋅濃度為時，2個品種小麥的芽鮮重均達到最大，分別為，較CK分別增加

9 5 . 3 8 % 、 6 2 . 5 2 % 。當鋅濃度為 8 0 0 m g / L 時，商麥5226、小偃15的芽鮮重均最低，分別為0.2127、0 . 1 9 8 3 g ，較CK分別降低了 1 3 . 7 8 % . 1 2 . 2 6 % 。由此可得，在低濃度鋅處理下，商麥5226長勢較小偃15好；在高濃度鋅處理下，小偃15抗鋅脅迫能力優于商麥5226。

2.2.4芽干重由圖6可知，在不同濃度鋅處理下，2個品種小麥的芽干重隨著鋅濃度的升高呈先增加后減小的趨勢，且當鋅濃度在 1 0 0 m g / L 時，商麥5226、小偃15的芽干重均達到最大值，分別為0 . 0 7 ， 0 . 0 6 g ，較CK分別增加了 6 7 . 3 7 % . 5 0 . 0 0 % 。當鋅濃度在時，商麥5226、小偃15的芽干重均最小，均為 0 . 0 3 g ，較CK分別降低了 2 5 . 4 1 % 、2 7 . 5 0 % 。由此可得，在低濃度鋅處理下，商麥5226長勢較小偃15好，在高濃度鋅處理下，商麥5226抗鋅脅迫能力略低于小偃15。

2.2.5根鮮重及干重由表1可知，隨著鋅濃度的增加，商麥5226、小偃15的根鮮重、干重均呈下降趨勢。當鋅濃度達時，商麥5226、小偃15根鮮重均最低，分別為 0 . 3 3 5 7 . 0 . 1 3 0 0 g ，較CK分別下降了 5 7 . 1 8 % . 3 4 . 7 7 % ；根干重分別為0 . 0 1 1 0 . 0 . 0 1 4 9 g ，較CK分別降低了 6 1 . 5 4 % 、4 7 . 5 5 % 。由此可得，低濃度鋅處理下，商麥5226根長勢較小偃15好；鋅濃度越高，對小麥根生長的抑制作用越明顯。

2.3 鋅對小麥生理的影響

2.3.1葉綠素含量隨著鋅濃度的升高，2個品種小麥的葉綠素含量均呈先增加后降低的趨勢。當鋅濃度在時，商麥5226、小偃15的葉綠素含量均達到最大值，分別為 2 3 . 5 0 ， 2 1 . 6 7 m g / g ，較CK分別增加了 4 9 . 6 8 % . 5 8 . 1 8 % 。當鋅濃度達時，商麥5226、小偃15的葉綠素含量最小，分別為9 . 5 0 ， 1 2 . 7 0 m g / g ，較CK分別下降了 3 9 . 4 9 % 、 7 . 3 0 % （圖7）。由此可得，鋅濃度在 0 ～ 1 0 0 m g / L 時，商麥5226的葉綠素含量增幅小于小偃15；鋅濃度在1 0 0 ～ 8 0 0 m g / L 時，商麥5226的葉綠素含量降幅大于小偃15；商麥5226葉綠素含量整體上高于小偃15。

2.3.2 SOD活性由圖8可知，2個品種小麥葉片的SOD活性隨著鋅濃度的增加呈先增大后減小的趨勢。當鋅濃度為時，商麥5226、小偃15葉片的SOD活性均達最大值，分別為301.52、2 9 6 . 3 9 U / gF W ，較CK分別增加了 2 7 . 2 4 % 、 1 6 . 9 0 % ：當鋅濃度達時，2個品種小麥葉片的SOD活性最小，分別為 2 2 8 . 0 5 . 2 3 0 . 7 2 U / gF W ，較CK分別降低了 3 . 7 7 % . 9 . 0 6 % 。由此可得，商麥5226葉片的SOD活性大于小偃15；低濃度時小偃15葉片的SOD活性增加幅度小于商麥5226，高濃度時商麥5226葉片的SOD活性下降幅度小于小偃15。

2.3.3POD活性由圖9可知，2個品種小麥葉片的POD活性隨著鋅濃度的提高呈現遞增趨勢。商麥5226在鋅濃度 5 0 ～ 8 0 0 m g / L 處理下，其POD活性較CK增加了 2 1 . 1 8 % ～ 5 7 . 6 4 % ，差異具有統計學意義（ Plt;0 . 0 5 ）。小偃15在鋅濃度 5 0 ～ 8 0 0 m g / L 處理下，其POD活性較CK增加了 1 5 . 3 6 % ～ 5 2 . 1 7 % 。由此可得，在鋅處理條件下，商麥5226的P0D活性大于小偃15；隨著鋅濃度增加，商麥5226的P0D活性增幅大于小偃15。

2.3.4 CAT活性由圖10可知，2個品種小麥葉片的CAT活性隨著鋅濃度的提高呈先增加后降低的趨勢。當鋅濃度為時，商麥5226、小偃15的CAT活性相對較高，較CK分別增加了 7 9 . 5 3 % /4 6 . 4 2 % 。由此可得，在鋅處理條件下，商麥5226的CAT活性大于小偃15，鋅濃度在 0 ～ 1 0 0 m g / L 時，商麥5226的CAT活性增幅大于小偃15。

2.3.5MDA含量由圖11可知，2個品種小麥葉片的MDA含量隨著鋅濃度的增加呈持續增加的趨勢。當鋅濃度達時，商麥5226、小偃15的MDA含量均達最大值，分別為0.0042、0 . 0 0 5 3 m g / L ，較CK分別增加了 3 1 . 2 5 % 、 9 6 . 3 0 % 。由此可得，隨著鋅濃度增加，小偃15的MDA含量增

幅大于商麥

2.3.6可溶性糖、可溶性蛋白含量當鋅濃度在0 ～ 1 0 0 m g / L 時，2個品種小麥的可溶性糖含量隨著鋅濃度的增加呈上升趨勢；當鋅濃度大于時，其含量呈下降趨勢。當鋅濃度在時，商麥5226、小偃15可溶性糖含量均最小，分別為1 5 5 . 4 6 3 ， 1 4 8 . 7 9 6 μ g / g ，表明鋅濃度過高不利于可溶性糖的積累（表2）。

隨著鋅濃度的增加，2個品種小麥的可溶性蛋白含量呈先升高后降低的趨勢。當鋅濃度在時，商麥5226、小偃15的可溶性蛋白含量均達最大值，分別為 1 4 . 5 9 5 ， 1 1 . 6 1 9 m g / g ，較CK分別增加了 1 3 2 . 1 8 % . 7 7 . 1 2 % 。當鋅濃度大于時，隨著鋅濃度的增加，小麥的可溶性蛋白含量逐漸降低但均高于對照。

2.3.7游離脯氨酸含量由圖12可知，在濃度鋅處理下，2個品種小麥的游離脯氨酸含量逐漸降低，鋅濃度在時，商麥5226、小偃15的游離脯氨酸含量均最低，分別為296.965、1 3 5 . 0 7 0 μ g / g FW，較CK分別降低了 2 4 . 7 7 % 、2 6 . 2 2 % 。當鋅濃度大于時，2個品種小麥的游離脯氨酸含量隨著鋅濃度的升高呈遞增狀態，在鋅濃度時達到最大值，分別為606.576、6 1 7 . 8 1 9 μ g / g FW，較CK分別增加了 5 3 . 6 6 % 、2 3 7 . 4 6 % 。由此可得，隨著鋅濃度的升高，商麥5226、小偃15的游離脯氨酸含量呈先降低后增加的趨勢。

3結論與討論

種子萌發是植物生長發育的關鍵階段。鋅既是植物生長發育的必需元素，也是一種重金屬，過量的鋅會對植物體造成損害[22]。在本試驗條件下，不同濃度鋅處理對商麥5226、小偃15種子萌發期各指標的影響不同，隨著鋅濃度的增大，2個品種小麥的種子發芽率、發芽勢，以及幼苗葉綠素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量等呈先增加后降低的趨勢，當鋅濃度為時，部分指標達到最大值，由此可知，當鋅濃度為時，可能會促進商麥5226和小偃15種子的萌發。

當鋅濃度在 0 ～ 1 0 0 m g / L 時，其對商麥5226和小偃15的苗長、鮮重無明顯抑制作用，鋅濃度大于時，2個品種小麥的苗長、根長、芽鮮重、根鮮重等有不同程度的降低。即高濃度鋅對商麥5226和小偃15種子的萌發及幼苗生長有一定的抑制作用，鋅濃度越高抑制效果越明顯。

商麥5226和小偃15的葉綠素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量隨著鋅濃度的升高均呈先上升后下降的趨勢，MDA含量隨著鋅濃度的升高呈持續遞增趨勢，這與張紅利等[15的研究結果基本一致。隨著鋅濃度的增加，游離脯氨酸含量先降低后升高。POD活性隨著鋅濃度的升高而緩慢增加，其活性提高有利于增強植物對外界不良環境的適應，本試驗結果表明，高濃度鋅提高了商麥5226和小偃15的POD活性，這與王友保等[23]、周紅衛等[24的研究結果基本一致。

不同濃度鋅對商麥5226和小偃15種子萌發和幼苗生長特性存在影響。其種子發芽率、發芽勢、芽長隨著鋅濃度提高呈先升高后降低的趨勢；芽鮮重、芽干重、葉綠素含量、SOD活性、CAT活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量隨著鋅濃度的提高呈現先上升后下降的趨勢。當鋅濃度在 5 0 ～ 1 0 0 m g / L 時，商麥5226和小偃15的發芽率、苗長、鮮重以及酶活性等指標均達到最優值。POD活性、MDA含量隨著鋅濃度的升高逐漸增加，根長隨著鋅濃度的升高逐漸下降，脯氨酸含量則先降低后增加。綜合來看，當鋅濃度在 5 0 ～ 1 0 0 m g / L 時有利于商麥5226和小偃15種子的萌發和幼苗生長；鋅濃度超過時對小麥種子萌發存在一定的抑制作用。