酸雨對油菜種子發(fā)芽的影響

鄭偉才

摘 要 選用pH值為4.0、3.5、3.0、2.5、2.0與5.0進(jìn)行模擬酸雨條件，探究油菜種子發(fā)芽情況。結(jié)果表明，在pH值2.0～2.5時(shí)，油菜發(fā)芽情況為0，而在pH值為3.0時(shí)，與CK相比，具有顯著的差異性；當(dāng)pH值≧3.0時(shí)，油菜種子的活力指數(shù)、發(fā)芽指標(biāo)、發(fā)芽勢、及發(fā)芽率與pH值呈正相關(guān)系。

關(guān)鍵詞 酸雨；油菜種子；影響

中圖分類號：X517.03 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.18.045

近年來，由于空氣質(zhì)量的污染，造成酸雨經(jīng)常出現(xiàn)，進(jìn)而對植物的萌發(fā)以及生長造成了重要的影響，致使我國的農(nóng)作物產(chǎn)業(yè)造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失；酸雨通過淋溶作用以及沉降等因素與土壤中的重金屬相結(jié)合，更使油菜的生存條件變得更加惡劣；但在工作中并未重視在酸雨條件下對油菜種子發(fā)芽的影響。

1 材料與方法

1.1 模擬酸雨條件

模擬酸雨的具體配制是：首先需要配制pH為1.0的酸雨母液，在配置的過程中要確保硝酸根和硫酸根的體積比為1∶4.7，然后用制備好的蒸餾水將母液配制成pH為5.0、4.0、3.5、3.0、2.5、2.0的模擬酸雨，最后需要用pHS-29A的酸度計(jì)進(jìn)行測試，確保無誤差。

1.2 選用材料

選用蘇油1號作為油菜品種，利用0.1%的汞進(jìn)行殺菌8 min，并進(jìn)行去離子水沖洗，僅只選取60例油菜種子作為研究對象，并將種子隨機(jī)排列在墊有3層濾紙，直徑為13 cm的培養(yǎng)器具中，并在pH值為4.0、3.5、3.0、2.5、2.0與5.0的酸雨模擬條件下進(jìn)行培養(yǎng)；并與酸液離子成分中含有的中性溶液pH6.5（CK）進(jìn)行對比，將種子放在26 ℃左右的恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)。每天對種子的溶液進(jìn)行更換，讓其持續(xù)培養(yǎng)1周，并觀察種子的萌發(fā)情況。

1.3 檢查方法

根據(jù)種子檢測原理和技術(shù)進(jìn)行對種子的活力評估；通過種子浸泡后的重量與浸泡前的重要進(jìn)行相比得出種子的吸水值；根據(jù)GI=∑（Gt/Dt），來計(jì)算種子的發(fā)芽指數(shù)，其中發(fā)芽數(shù)用表示，發(fā)芽天數(shù)用在經(jīng)種子萌發(fā)2 d后，利用電導(dǎo)測定儀進(jìn)行檢查種子呼吸速率根據(jù)VI=S×∑（Gt/Dt），油菜生長勢用S表示，其單位用每株平均鮮重量進(jìn)行表示；檢測每株幼苗的根長度和芽長度，根據(jù)一直指數(shù)（%）=（CK長度-處理長度）/CK長度（100%），根長以及芽長值均采用其平均值；（發(fā)芽前種子重量一發(fā)芽種子各部分干質(zhì)量總和）/發(fā)芽前種子重量×100，來計(jì)算種子的貯藏物質(zhì)消耗率。

2 結(jié)果與分析

2.1 酸雨對油菜種子發(fā)芽率的情況分析

發(fā)芽率能夠充分地反映出種子質(zhì)量的高低；當(dāng)pH值為2.0～2.5時(shí)，油菜的發(fā)芽率顯示為0，隨著pH值的增高，發(fā)芽率分別為71.00b、83.65a、86.33a、87.15a，由此可得油菜的發(fā)芽率隨著pH值的提高而增加，兩者呈正相關(guān)；從降幅的角度觀察，pH3.0酸雨條件下，與CK值相比，油菜下降了13.32%，兩組具有顯著性的差異[1]。

2.2 對油菜種子發(fā)芽勢的情況分析

發(fā)芽勢能夠用來表示種子的活力情況，在pH值為2.0～2.5的條件下，油菜的發(fā)芽時(shí)經(jīng)分析為0，當(dāng)pH值為3.0、3.5、4.0、5.0時(shí)，其發(fā)芽勢分別為65.23c、73.12a、78.01b、79.05b，明顯呈增長的趨勢，即油菜芽的發(fā)芽勢與pH值的升高呈正相關(guān)；而與與CK值相比，pH為3.0時(shí)，降幅為11.09%，pH為3.0～5.0，兩組差異性不明顯。

2.3 對油菜種子的發(fā)芽指數(shù)以及活力指數(shù)變化情況進(jìn)行分析

發(fā)芽與活力指標(biāo)能夠?qū)⒎N子的活力程度反映出來，在pH值為2.0～2.5的條件下，活力指標(biāo)以及發(fā)芽指數(shù)均為0，在pH值為3.0～5.0時(shí)，油菜隨著pH值的增高，其發(fā)芽指數(shù)和活力指標(biāo)表現(xiàn)出明顯的正相關(guān)系，pH值為3.0時(shí)，較CK值，活力指標(biāo)以及發(fā)芽指標(biāo)的降幅為1.78%、5.89%顯著高于在其他pH值的降幅，因此在pH值為3.0條件下，油菜抗酸雨能力更強(qiáng)。

2.4 對種子的異狀發(fā)芽率的情況進(jìn)行分析

異狀發(fā)芽直接反映出種子在困境中生長的情況，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在pH值在任意的條件下，異狀發(fā)芽率為0，可見酸雨對異狀發(fā)芽率的影響，油菜的異狀發(fā)芽率抗酸雨能力為0。

2.5 酸雨對油菜種子萌發(fā)生理的影響

2.5.1 對種子吸水值變化的分析

經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，pH值分別為2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0時(shí)，其吸水值分別為81.43a、82.16d、84.15c、86.19c、90.64b、91.75ab，隨著pH值的逐漸增高，油菜種子的吸水值也隨之增加；在酸雨的影響下，油菜種子的水分反應(yīng)速度逐漸升高。

2.5.2 對油菜種子的呼吸速率變化情況進(jìn)行分析

呼吸速率是反映種子萌發(fā)過程中的能量新陳代謝狀態(tài)或者組織損傷程度的重要反映，當(dāng)pH值分別為2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0時(shí)，其呼吸速率為0.03（24.00）c、0.06（43.25）d、0.12（81.24）c、0.16（93.24）a、0.18（100.00）a、0.19（113.52）b，與pH值的變化呈正相關(guān)聯(lián)，酸雨對油菜能量代謝具有一定的影響。

2.5.3 對油菜種子貯藏消耗率以及運(yùn)轉(zhuǎn)效率的情況分析

經(jīng)研究，隨著pH值的逐漸增高，油菜種子的貯藏消耗率卻呈下降趨勢；貯藏消耗率與pH值呈負(fù)相關(guān)系，油菜種子呼吸增強(qiáng)時(shí)，導(dǎo)致貯藏的物質(zhì)消耗量有所增加，而由于條件的影響，外在輸送減少，這表示著油菜種子的生理代謝出現(xiàn)了紊亂或者大量的物質(zhì)都用以對胚細(xì)胞損傷的修復(fù)。

2.5.4 對油菜種子的抑制指數(shù)進(jìn)行分析

抑制指數(shù)能夠?qū)⑺嵊陮ΨN子萌發(fā)的抑制程度反映出來，隨著pH值在2.0～5.0上升時(shí)，芽長抑制指數(shù)以及根長抑制指數(shù)出現(xiàn)降低的現(xiàn)象。由于可見，pH值與油菜種子的抑制指數(shù)呈負(fù)相關(guān)。

3 討論

在本次分析中，油菜的貯藏物質(zhì)消耗效率、吸水率及吸水值隨著pH值增高而升高而降低，與pH值呈負(fù)相關(guān)[2]。其原因可能是植物細(xì)胞再酸雨的條件下，將酸雨中的H+致使油菜的細(xì)胞質(zhì)中的pH值出現(xiàn)下降的情況，進(jìn)而改變了底物電離及酶[3]的帶電性質(zhì)，進(jìn)而使酶的完全性造成損害造成油菜的貯藏物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)的效率逐漸降低。在酸雨的影響下，油菜中的CAT和POD的活性出現(xiàn)減低的狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致H2O2的能力下降，其體內(nèi)的水含量積累出現(xiàn)下降趨勢。綜上所述，酸雨的pH值≥3.0時(shí)，能夠促進(jìn)油菜種子的活力指數(shù)、發(fā)芽指標(biāo)、發(fā)芽勢、發(fā)芽率生長；但是對油菜的貯藏物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)效率、吸水率及吸水值，貯藏消耗率，油菜的芽、根生長抑制指標(biāo)等造成了一定的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]馮穎竹，陳惠陽，余土元，等.中國酸雨及其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響的研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2012，9（11）：306-311.

[2]曹春信.酸雨對油菜的脅迫機(jī)理及外源抗壞血酸的緩解效應(yīng)研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.

[3]《種子》2014年總目次[J].種子，2014，7（12）：1-8.

（責(zé)任編輯：趙中正）