砷胁迫对不同麦种根长、株高、生物量的试验性研究

孙 晶，马 广，毕廷涛

（1.云南省环境科学研究院，云南昆明650034；2.云南省环境保护厅，云南昆明650000）

砷胁迫对不同麦种根长、株高、生物量的试验性研究

孙 晶1，马 广2，毕廷涛1

（1.云南省环境科学研究院，云南昆明650034；2.云南省环境保护厅，云南昆明650000）

采用室内水培方法，通过测定根长、株高、生物量等基本形态指标研究砷胁迫下3个大麦品种 （大麦08BD－2，大麦二号，大麦三号）对砷的的耐性和吸收迁移特征。结果表明，随着砷浓度的升高，大麦的根长、株高、生物量呈下降趋势，与砷浓度成负相关，其中株高与砷浓度的相关系数分别为：－0.9108、－0.9557、－0.9984，生物量与砷浓度的相关系数分别为：－0.8952、－0.9424、－0.9776。可见3个品种中大麦08BD－2对砷的耐性较好。

大麦；砷胁迫；相关系数；耐性；研究

砷是土壤中的类金属元素，被国内外列为优先控制污染物之一。农田土壤遭受重金属污染以及由此造成的对农作物和人体健康的威胁是当今世界普遍关注的问题。作物幼苗生长阶段是作物一生中最关键的时期，对于作物的形态建成和产量有着直接的影响，也是对外界逆境较为敏感的时期［1］。当土壤砷含量达到一定浓度时，会对大麦生长造成危害，使大麦生长发育受到显著抑制，籽粒中砷含量超标，因而对食品安全造成威胁［2］。

本研究对3个大麦品种进行一系列砷胁迫，并固定一个砷浓度（5mg／L），通过根长、株高、生物量等指标研究不同时间其对砷的动态吸收和迁移特征，评价不同大麦品种对砷的耐性。找到对砷具有高耐性的大麦品种，为在砷污染区合理发展和布局农业生产提供一定的参考。

1 试验部分

1.1 试验材料

本研究所用的大麦为云南省农科院提供的大麦08BD－2、大麦2号、大麦3号3个无污染品种，下面分别简称为1号、2号和3号。

1.2 总体设计

（1）选取3种大麦品种分别在含三价砷的4种不同浓度梯度条件下的1／4浓度的Hoagland营养液中进行培养，砷浓度分别为0、5、15、30 mg／L；并观察在同一浓度（5mg／L）下每隔一个时间段（5d），3种大麦的生长情况。

（2）研究砷胁迫下3个大麦品种的耐性特征，测定根长、株高、生物量等基本形态指标。

1.3 大麦的处理

配置全营养液，将砷酸氢二钠分别以0、5、15、30mg／L 4个浓度梯度（砷离子浓度以纯砷计）加入到Hoagland营养液（配方如表1所示）中。选粒大饱满的大麦籽粒，先用乙醇消毒3min，再浸泡6h，然后将浸泡过的大麦种子移入培养皿中催芽2～3d，选取露白一致的种子放入培养皿中，每个培养皿内加入30ml 4个浓度梯度的含砷营养液，置室温自然光照下萌发，每一处理重复3次。同时，设置一个时间动态组，固定浓度为5mg／L，每隔5d采一次样。

表1 霍格兰氏液的配方

2 结果与分析

2.1 砷胁迫大麦根生长的影响

观察根的形态发现，在0～l5mg／L砷处理中，随着砷浓度的提高，大麦根系的主根生长受到抑制，侧根和根毛生长较对照缓慢；30mg／L的砷处理时，大麦根系变成黑褐色，侧根和根毛不能生长，形成了一个个小米粒大小的瘤状。由于无法量得根长，所以未对其列出相关数据。

2.2 砷胁迫大麦株高的影响

在同一浓度（5mg／L）含砷营养液培养条件下，大麦的株高随时间变化如图1所示。观察图形变化可知，植株在整个生育期株高与时间成正相关关系，相关系数分别为0.6981、0.6697、0.9748。

在培养20d后，在不同浓度的含砷营养液培养条件下大麦的株高随浓度的变化差异如图2所示。随着砷浓度的升高，株高明显受到抑制，株高与砷浓度呈负相关，相关系数分别为：－0.9108、－0.9557、－0.9984。

2.3 砷胁迫对大麦生物量的影响

在固定浓度为5mg／L的含砷营养液培养条件下，3个大麦品种的生物量随时间的变化如图3所示。

各个大麦品种的生物量随浓度升高的变化如图4所示，3个大麦品种的生物量随砷浓度的升高而明显降低，生物量与砷浓度呈负相关，相关系数分别为：－0.8952、－0.9424、－0.9776。

3 结论

（1）砷对大麦株高的抑制作用：在相同浓度5mg／L处理下，3号生长幅度较大，受砷的抑制作用较小，1号和2号相当；在4个不同浓度处理下，3种大麦的株高随浓度的升高而缩短，其中1号对砷胁迫最不明显。

（2）砷对大麦生物量的抑制作用：在相同浓度5mg／L处理下，3个品种的生物量出现1号＜2号＜3号；3个大麦品种的生物量随砷浓度的升高而明显降低，1号对砷胁迫最不明显，3个不同品种的小麦对砷的耐受性依次为：3号＜2号＜1号。

可见3个品种中大麦08BD－2对砷的耐性较好。

［1］张义贤，李晓科.镉、铅及其复合污染对大麦幼苗部分生理指标的影响［J］.植物研究，2008，28（1）：43－57.

［2］朱云集，王晨阳，马元喜，等.砷胁迫对大麦根系生长及活性氧代谢的影响［J］.生态学报，2000，20（4）：797－800.

An Experimental Study on the Arsenic Intim idation Responses on the Root Length，Height，and Biomass of Three Kinds of W heat Seeds

SUN Jing1，MA Guang2，BITing－tao1
（1.Yunnan Institute of Environmental Science，Kunming Yunnan 650034，China）

The arsenic tolerance in three wheat seeds ofwheat08BD－2，wheat No.2，and wheat No.3 aswell as the characteristics of arsenic absorption and movementwere studied through measuring the root length，height，and biomass of these three wheat seeds under the lab culture.The results showed that the root length，height，and biomass ofwheat declined with the increase of arsenic concentration，which indicated a negative correlation.The correlation coefficients between the height and the arsenic concentration of three wheat seeds are－0.9108，－0.9557，and－0.9984 respectively.The biomass have negative correlation of－0.8952，－0.9424，and－0.9776 with the arsenic concentration.Therefore，thewheat08BD－2 had stronger arsenic tolerance than other two wheat seeds.

wheat；arsenic intimidation；correlation coefficient；tolerance；study

X131

A

1673－9655（2015）02－0017－03

2014－11－05