杂多酸对小麦种子萌发和幼苗生长的影响*

盖红辉，孙洪鑫，代立梅，车文实

（黑河学院，黑龙江黑河164300）

近年来，人们对多酸的研究范围逐步扩大，从催化领域，过渡到生物、医药、工业生产中等诸多领域[1，2]。但目前有关多酸用于农业生产中的研究还相对甚少。为此，本研究利用不同浓度的杂多酸处理小麦种子，测定不同浓度下小麦种子萌发的各项指标，旨在探讨杂多酸对小麦种子萌发及幼苗生长的影响，更好的指导生产实践。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试小麦种子（购于黑河市利民种子行，由黑河市金田农业有限公司生产）。

实验所用杂多酸[Hn[Ni（H2O）AlW11O39]·m H2O]由黑河学院物理化学系化学实验室提供。并经元素分析、紫外光谱、红外光谱及X射线表征确定其化学式为H6[Ni（H2O）AlW11O39]·14H2O。

1.2 试验方法

1.2.1 种子处理 选择籽粒成熟饱满、大小适中均一、无病虫害的种子，用0.1%HgCl2溶液消毒处理10min。消毒后的种子用蒸馏水冲洗干净并置于含有不同浓度（0，0.2，0.4，0.6，0.8mg·L-1）的杂多酸铺有双层无菌滤纸的培养皿中培养，每皿50粒，每组3个重复。共培养7d，第3d测定种子的发芽势，第7d测定种子的发芽率、苗长、根长、发芽指数和活力指数。

1.2.2 测定指标及方法 种子培养期间每天观察其发芽及生长情况，按照《国际种子发芽规程》规定，当胚根突出种皮的长度为种子长度的一半即为发芽的种子，根据如下公式在种子处理后第3d和第7d测定各发芽指标：

发芽势（%）=前3d内发芽的种子数/皿中供试种子数×100%；

发芽率（%）=前7d内发芽的种子数/皿中供试种子数×100%；

发芽指数（MGi）=∑MGt/Dt（MGt为在测定时间内正常发芽种子数，Dt为相应时间的发芽天数）

活力指数（Vi）=发芽指数×苗长度。

将测定的各项指标的数值利用SPSS13.0软件进行多重比较。

2 结果分析

2.1 AlW 11Ni杂多酸对小麦种子萌发的影响

发芽势和发芽率是评价种子发芽的常用指标，反映种子的发芽速度及发芽能力。

图1 AlW11Ni杂多酸浓度对小麦种子萌发的影响Fig.1 Effects of different concentrations of heteropoly acid on wheat seeds and germination rate

见图1可知，经0.4mg·L-1杂多酸处理后，发芽势和发芽率均达到最大值；经0.2mg·L-1杂多酸处理后，与对照组相同；其余浓度对种子萌发皆有抑制作用，并且比对照组分别下降6.5%、10.8%。可见，适宜浓度的AlW11Ni杂多酸能提高种子的发芽势、发芽率。

2.2 AlW 11Ni杂多酸对小麦种子根长和苗长的影响

图2 AlW11Ni杂多酸浓度对小麦种子根长和苗长的影响Fig.2 Effectof AlW11Niheteropoly acid on wheat seed and seedling root length long

由图2可知，AlW11Ni杂多酸浓度为0.2mg·L-1时，对根长抑制作用不明显；杂多酸的浓度为0.4~0. 8mg·L-1时抑制作用明显；当浓度为0.8mg·L-1时，根长较对照组减少了6.0cm，抑制率达64%。而杂多酸浓度在0.2mg·L-1时，能促进苗的生长；大于0.4mg·L-1时则表现出抑制苗长生长作用；当浓度达到0.8mg·L-1时，苗长较对照组减少了52%。因此，从抑制效果来讲，高浓度AlW11Ni杂多酸对根长的抑制作用要大于苗长。其原因可能是随着溶液浓度的升高，细胞外水势降低，细胞失水，使小麦的组织细胞出现生理缺水，导致营养物质利用率下降，幼苗的根长、苗长都有不同程度的下降[3]。

2.3 AlW 11Ni杂多酸对小麦幼苗生物量的影响

表1 AlW11Ni杂多酸对小麦幼苗生物量的影响Tab.1 AlW11Niheteropoly acid on wheat seedling biomass

由表1的数据可知，当AlW11Ni杂多酸浓度为0.2mg·L-1时，小麦根鲜重有所增加，根色白净，而苗鲜重也处于上升趋势；当杂多酸浓度大于0.4mg·L-1时，抑制作用显著；当浓度达到0.8mg·L-1时，部分根尖发黑根不能生长，生物量最低，抑制率达到38.2%。

2.4 AlW 11Ni杂多酸对小麦种子发芽指数和活力指数的影响

发芽指数和活力指数是反映种子活力的重要指标，种子在失去发芽力之前，已发生劣变，可从发芽势或发芽指数反映出来，故二者比发芽率更能灵敏地表现种子活力[4，5]。

图3 AlW11Ni杂多酸对小麦种子发芽指数和活力指标的影响Fig.3 AlW11Niheteropoly acid on wheat seed germination index and vigor index

由图3可以看出，当AlW11Ni杂多酸的浓度为0.4mg·L-1时，发芽指数最大；当杂多酸的浓度达到0.2mg·L-1时，活力指数最大。由此可知，低浓度的杂多酸有利于提高种子活力指数，中浓度的杂多酸则有利于提高发芽指数。

2.5 AlW 11Ni杂多酸对小麦根个数的影响

小麦根系在整个生命活动中，不仅吸收养分、水分，参与体内物质合成和转化同时也是起固定支撑作用的主要组成部分，对植物来说非常重要[6]。

图4 AlW11Ni杂多酸对小麦根个数的影响Fig.4 AlW11Niheteropoly acid on the number ofwheat roots

通过图4观察可知，小麦根的个数随杂多酸浓度的增加呈上升趋势，而且对根长的抑制作用越来越明显，同时使小麦的根不能伸直生长。这表明：该杂多酸对小麦根细胞有丝分裂的抑制作用随浓度的增加而增加。

3 结果

杂多化合物（heteropolycompounds,HPC）因其独特的结构和优异的特性，在催化、分析、药物、光化学等诸多领域得到广泛应用[2]。杂多阴离子作为一类非常好的电子受体，已经成为构筑新型功能化合物的无机母体构架。而将多酸应用于农业生产中还是初次涉猎。

在本实验中，所设置的杂多酸浓度梯度（0，0.2，0.4，0.6，0.8mg·L-1）下，高浓度的AlW11Ni杂多酸抑制种子萌发，导致发芽率降低。另外，种子萌发后根长、芽长、根鲜重和芽鲜重均随杂多酸浓度的升高而降低，导致营养物质利用率下降，幼苗的根长、芽长以及根鲜重都有不同程度的下降，因此高浓度的AlW11Ni杂多酸对小麦根长的抑制作用大于对苗长的抑制。从实验中观察到小麦根的个数随两种杂多酸浓度的增加呈上升趋势，而且对根长的抑制作用越来越明显，同时使小麦的根不能伸直生长。这表明：两种杂多酸对小麦根细胞有丝分裂的抑制作用随浓度的增加而增加。

实验过程中还发现对照组中一个培养皿内小麦种子长菌，而且细菌长势良好，但实验组中仅有一个培养皿内小麦种子长菌，长势不如对照组的好，生长受到抑制，体现了AlW11Ni杂多酸有一定的抑菌作用。

因此，在实际过程中，杂多酸应用于农业生产中作为化肥的成份还是用于农药中，以及具体的成份比例将有待于更深入的研究[7，8]。

［1］ 张晋芬，陈铜，朱东捷，等.磷钨、硅钨杂多酸催化合成己二酸双酯［J］.石油化工高等学校学报，1997，10（2）.

［2］汪敦佳，魏先红，方正东.［J］.化工学报，2007，58（3）：646.

［3］张义贤.重金属对大麦毒性的研究［J］.环境化学学报,2003,17（2）:199-203.

［4］ 张金彪,黄维南.镉胁迫对草莓光合的影响［J］.应用生态学报, 2007,18（2）:1673-1676.

［5］ 杨小杰,张宏伟.水杨酸对盐胁迫下管花蒲公英的保护作用［J］.植物研究,2006,26（2）:222-224.

［6］王焕校.污染生态学基础［M］.昆明:云南大学出版社，1990:91-108.

［7］ 黄群增,王世铭,卓立宏.新型磷钨酸盐的合成、表征及其抑菌性能研究［J］.化学应用与研究,2007,1（3）:312.

［8］ 王力,王芳,蔡慧农.磷钨酸盐的抑菌剂抗菌作用［J］.食品科学, 2009,5（9）:475-478.