PEG引發(fā)對鎘脅迫下玉米種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

周緣娣　黃良偉　吳小松

摘要 本試驗以玉米為試驗材料，研究聚乙二醇（PEG）引發(fā)對鎘脅迫下玉米種子萌發(fā)及幼苗生長的影響。結(jié)果表明，在一定的濃度鎘脅迫下，用20%的PEG引發(fā)處理玉米種子，能顯著提高玉米種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和幼苗的干重、鮮重，降低發(fā)芽抑制率和根長抑制率。

關(guān)鍵詞 玉米；PEG引發(fā)；種子萌發(fā)；幼苗；鎘脅迫

中圖分類號 S513 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）13-0013-02

鎘是所有的重金屬當(dāng)中對土壤的污染最為明顯的一種。特別是這幾年來因為礦產(chǎn)、冶金等工業(yè)的發(fā)展，對產(chǎn)生的鎘沒有很好地處理，導(dǎo)致我國農(nóng)業(yè)土壤受鎘污染逐漸加重[1]。重金屬的污染不但對土壤造成嚴(yán)重影響，同時也使農(nóng)作物產(chǎn)量與質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，嚴(yán)重降低了人們的生活幸福度[2]。種子引發(fā)可提高作物耐性和提高種子的活力[3]。聚乙二醇（PEG）引發(fā)種子的機理就是種子在一定滲透壓的溶液中，由于完成了一些有利于萌發(fā)及生長的物質(zhì)代謝過程，從而使其萌發(fā)能力有了明顯的提高[4]。本試驗通過觀察PEG處理過的玉米種子在不同濃度鎘脅迫下的不同表現(xiàn)，以此來得出在鎘脅迫下能促進(jìn)玉米種子的萌發(fā)及幼苗生長的最佳濃度的PEG，從而提高玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

玉米種子為市場購買的種子，從中選擇色澤較好，外形飽滿，大小一致的玉米種子。

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1 玉米種子引發(fā)。將玉米種子分別用10%、20%、30%的PEG溶液在25 ℃下引發(fā)24 h，平均每組60粒、并另選60粒種子待用以便對比。將引發(fā)完的種子用蒸餾水沖洗干凈，放在濾紙上，在常溫下晾干。

1.2.2 鎘脅迫試驗設(shè)計。試驗設(shè)3個鎘濃度（0、100、200 mg/L）模擬鎘脅迫，其中以0濃度為空白對照組（CK），每個濃度處理設(shè)4個重復(fù)，共12個處理組（表1），每組20粒玉米種子。

1.3 測定內(nèi)容與方法

發(fā)芽抑制率（%）=（空白對照組種子萌發(fā)數(shù)-處理組種子萌發(fā)數(shù)）/空白對照組種子萌發(fā)數(shù)×100；

根伸長抑制率（%）=（空白對照組根長-處理組根長）/空白組根長×100；

發(fā)芽率（%）=發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù)×100；

發(fā)芽勢（%）=第t天發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù)×100。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行處理[5-6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 PEG引發(fā)對鎘脅迫下玉米種子發(fā)芽的影響

從表2可以看出，隨著鎘離子濃度的加大，玉米種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢呈逐漸下降趨勢，鎘對其的抑制率也在不斷上升。當(dāng)PEG濃度為20%時能有效提高種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢及種子的耐鎘性，降低鎘對玉米發(fā)芽抑制率和根長抑制率，以此來加快種子發(fā)芽，增強種子活力。

2.2 PEG引發(fā)對鎘脅迫下玉米幼苗生長的影響

2.2.1 對玉米幼苗株高和根長的影響。隨著鎘濃度的加大，玉米幼苗的株高和根長受到了嚴(yán)重的抑制（表3）。當(dāng)鎘濃度為100 mg/L時，玉米幼苗株高與對照相比下降了43%左右，根長則下降了75%左右。鎘濃度為200 mg/L時，玉米幼苗株高與對照相比下降了72%左右，根長下降了93%左右?？梢婋S著鎘濃度的加大，玉米生長受到的抑制明顯加大了。方差分析結(jié)果表明，在同種鎘濃度處理中，PEG處理與未處理的沒有達(dá)到顯著水平，即PEG處理基本作用不大。

2.2.2 對玉米幼苗干重和鮮重的影響。通過對試驗數(shù)據(jù)的處理及分析，發(fā)現(xiàn)在不同濃度的鎘脅迫下用不同濃度的PEG對玉米進(jìn)行處理，各組試驗數(shù)據(jù)差異顯著并呈現(xiàn)一定規(guī)律。隨著鎘濃度的增加，玉米的鮮重呈明顯下降趨勢（圖2）。在相同濃度鎘脅迫下，隨著PEG濃度的升高，玉米幼苗的干重和鮮重均呈先下降后上升的規(guī)律，在PEG濃度為20%時，玉米的干重、鮮重為最大值（圖1、2）。當(dāng)鎘濃度為100 mg/L時，用濃度為20%PEG引發(fā)的處理組干重、鮮重為最大值，分別達(dá)到了0.87、2.41 g，相對于對照組干重分別提高了31.9%、15.9%；當(dāng)鎘濃度為200 mg/L時，用濃度為20% 的PEG引發(fā)的處理組干重、鮮重值最高，分別為0.84、1.86 g。

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明，用濃度為20%的PEG引發(fā)處理鎘脅迫下的玉米種子，其發(fā)芽率和發(fā)芽勢得到了顯著的上升，發(fā)芽抑制率、根長抑制率相對其他組也有所降低，長出的幼苗的干重、鮮重等各項生長指標(biāo)也有所提升。可見，PEG引發(fā)處理可以降低鎘對玉米種子的危害，使玉米種子的萌發(fā)率得到有效的提升，促進(jìn)玉米幼苗的生長發(fā)育。該結(jié)果為解決鎘脅迫下玉米種子出苗率低、質(zhì)量差等問題提供了理論依據(jù)。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 李婧，周艷文，陳森，等.我國土壤鎘污染現(xiàn)狀、危害及其治理方法綜述[J].安徽農(nóng)學(xué)通報，2015（24）：104-107.

[2] 丁華毅.生物炭的環(huán)境吸附行為及在土壤重金屬鎘污染治理中的應(yīng)用[D].廈門：廈門大學(xué)，2014：10-12.

[3] 趙玥，辛霞，王宗禮，等.種子引發(fā)機理研究進(jìn)展及牧草種子引發(fā)研究展望[J].中國草地學(xué)報，2012（3）：102-108.

[4] 張自陽，姜小苓，盧春瑞，等.PEG引發(fā)處理對人工老化小麥種子活力及幼苗生長的影響[J].河南科技學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2013（1）：1-5.

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