模拟酸雨对裸大麦种子萌发和幼苗生长的影响

李佳兴

摘 要 在室温下用不同pH值（2.5、3.5、4.5、5.6）的模拟酸雨溶液对裸大麦（阿青4#）种子进行胁迫处理，用水培法研究酸雨对种子萌发的影响。对各试验组的发芽率、发芽势、种子活力指数、根长抑制指数、芽长抑制指数及平均幼苗的芽干重进行测定。试验结果表明：与对照相比，不同pH值都对萌发率、发芽势、活力指数、平均苗干重、根长和芽长的影响不一样;pH 4.5的酸雨对萌发率、发芽势、活力指数的影响较小，还有一定的促进作用，pH 2.5的酸雨抑制作用均十分突出。

关键词 裸大麦;萌发率;发芽势;活力指数;平均苗干重;抑制指数;模拟酸雨

中图分类号：X503 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.24.072

1 材料与方法

1.1 试验材料

模拟酸雨的配制：选取蒸馏水作为配制模拟酸雨的溶剂，用电子天平称取适量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）来调节蒸馏水的离子浓度得到原溶液，再用分析纯硫酸和硝酸按5∶1摩尔比配制成酸雨母液[1]，最后将配制成的pH=1.0的酸雨母液添加到原溶液中，用pH酸度计校准，调节成pH值为2.5、3.5、4.5、5.6的模拟酸雨，试验中用原溶液作为对照组（CK）。

种子来源：云南省农业科学研究院购买。

1.2 试验设计

种子发芽试验：挑选饱满均匀的裸大麦（阿青4#）种子，先用0.3%的高锰酸钾溶液进行5 min（第一次）和10 min（第二次）的消毒处理，然后用自来水和蒸馏水各冲洗5遍，再用蒸馏水浸泡10 min，将种子整齐排列在铺有棉花和滤纸的培养皿（棉花放在滤纸下面）中，每皿放置30粒。用酸度计测定培养液的pH值并用5种酸度（2.5、3.5、4.5、5.6、CK）溶液浸种。为保持培养皿中酸液pH值的稳定性，每天添加1次溶液（每次9 mL）。种子置于室温下萌发。各处理和对照均设3次重复，1 d后开始统计发芽率。

1.3 测定方法

根据记录的发芽数、根长、芽长，计算发芽率、发芽势、活力指数、根长抑制指数、芽长抑制指数和芽平均干重等指标[2]。

种子发芽率，是指在种子发芽试验终期（发芽数连续两天不变为止，本试验为7 d），正常发芽的种子数占供试种子的百分率。

种子发芽势，是指种子发芽初期（规定日期内，本试验为前3 d），正常发芽的种子数占供试种子的百分率。

活力指数和根长、芽长抑制指数和平均芽干重根据公式1、公式2和公式3计算。

式1中，Gt为在不同时间的发芽数，Dt为相应的发芽日数，s为一定时期内幼苗长度（cm），以发芽试验结束时（本试验为7 d）平均芽长表示。式2中，以每株苗的平均根长或平均芽长计算[3]。式3中，发芽实验结束后，用电子天平测每一个酸度下平均芽的干重和鲜重，在烘干时，烘干至其重量不再变化。

1.4 数据处理

实验数据用Microsoft Excel2007软件进行计算和方差分析。

2 结果与分析

2.1 酸雨胁迫对种子萌发率的影响

从表1可以看出，消毒10 min的萌发率比消毒5 min的高得多，为了更好地体现pH值单一因素的影响，同时由于消毒时间为5 min时的发芽过程中过多的种子发霉，萌发率极低，因此后续实验采用消毒10 min的数据进行分析，如表2所示。发芽率是反映种子品质优劣的重要指标，正常情况下，发芽率高表明有活力的种子多，播种后田间出苗率高[4-5]。对不同pH值酸雨胁迫下裸大麦种子的发芽率进行方差分析，结果如表3所示，pH值的主效应达到极显著水平。

由表1和表3可以看出，与对照相比，在不同pH的酸雨胁迫下，裸大麦种子的发芽率均受到了不同程度的影响。其中，pH 2.5、3.5、5.6与对照相比差异显著，表现为下降，但是pH 4.5的发芽率略高于对照组，有促进作用。

2.2 酸雨胁迫对大麦种子发芽势的影响

发芽势是反映种子活力大小的重要指标，发芽势高表示种子活力强，发芽整齐，出苗一致，增产潜力大[4]。对表4中不同pH值酸雨胁迫下裸大麦种子的发芽势进行方差分析，如表5所示。结果表明，pH值的主效应达到极显著水平。

由表4和表5可以看出，在不同pH的酸雨胁迫下，裸大麦种子的发芽势均受到不同程度的影响。其中，pH 3.5、5.6与对照相比差异显著，表现为下降，但是pH 4.5的发芽势略高于对照组。pH 2.5对发芽势的影响不是很大，pH 4.5对其发芽势有稍微的促进作用。

2.3 酸雨胁迫对活力指数的影响

活力指数是反应种子活力的综合指标，活力指数越大，种子的活力越高。对表4中不同pH值酸雨胁迫下裸大麦种子的活力指数进行方差分析，结果表明，pH值的主效应达到极显著水平，见表6。

由表4和表6可以看出，在不同pH值的酸雨胁迫下裸大麦种子的活力指数均受到了不同程度的影响。其中，pH 2.5、3.5、5.6与对照相比差异显著，表现为下降，pH 2.5活力指数最低，pH 4.5的活力指数与对照的差异没有其他的酸度显著。

2.4 酸雨胁迫对根长抑制指数的影响

根长抑制指数直接反映出酸雨对种子根生长的抑制情况。对不同pH值酸雨胁迫下裸大麦种子的根长抑制指数进行方差分析，如表7所示。结果表明，pH值的主效应达到极显著水平。

由表4和表7可以看出，在不同pH值的酸雨胁迫下，裸大麦种子的根长抑制指数均受到了不同程度的影响。其中，pH 2.5、3.5、5.6与对照相比差异显著，都有抑制其根长的作用，pH 2.5的抑制作用十分突出，几乎完全抑制其根的生长，pH 3.5、4.5、5.6的抑制作用差异不明显。

2.5 酸雨胁迫对芽长抑制指数的影响

芽长抑制指数直接反映出酸雨对种子苗长生长的抑制情况。对不同pH值酸雨胁迫下裸大麦种子的芽长抑制指数进行方差分析，结果表明，pH值的主效应达到极显著水平，见表8。

由表4和表8可以看出，在不同pH值的酸雨胁迫下，裸大麦种子的芽长抑制指数均受到了不同程度的影响。其中，pH 2.5、3.5、5.6与对照相比差异显著，都有抑制其根长的作用，pH 2.5的抑制作用十分突出，几乎完全抑制其根的生长，pH 3.5、4.5、5.6的抑制作用差异不明显。

2.6 酸雨胁迫对芽平均干重的影响

芽平均干重反映了在不同条件下，植株芽生成的生物量，可以弥补苗长不同时的一些误差，表9表明，pH值效應对平均芽重有着显著的影响。

从表4和表9可以看出，同对照相比，不同酸度的pH值对芽重都有抑制作用，pH 2.5、4.5、5.6的影响要比pH 3.5的要大，也说明酸雨在抑制芽长的同时抑制其苗生物量的增加。

3 结论

裸大麦种子萌发受酸雨胁迫的影响显著，主要表现在以下5个方面：1）不同pH值对萌发的影响不同;2）不同pH值对相同植物的不同部位影响各不相同;3）不同pH值种子萌发的影响不仅体现在数量上，还体现在品质上;4）酸雨胁迫对于发芽进程存在一定的影响;5）酸雨胁迫尤其弱酸环境对种子萌发的影响并不完全表现为抑制作用。

参考文献：

[1] 邱栋梁，刘星辉，郭素枝.模拟酸雨对龙眼叶片气体交换和叶绿素a荧光参数的影响[J].植物生态学报，2002，26（4）：441-446.

[2] 颜启传.种子检验原理和技术[M].杭州：浙江大学出版社，2001.

[3] 任安芝，高玉葆.铅、镉、铬单一和复合污染对青菜种子萌发的生物学效应[J].生态学杂志，2000，19（1）：19-22.

[4] 李彤，李靖霞，李晓芳，等.种子发芽率，活力对出苗率影响浅议[J].北方农业学报，1999（6）：44.

[5] 张如莲，龙开意.不同温度处理对臂形草种子发芽速率的影响[J].四川草原，2005（7）：27-28.

（责任编辑：赵中正）