趙振利，曹艷春，何威

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鉛處理對(duì)三球懸鈴木種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

趙振利1，曹艷春2，何威3

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，鄭州 450002；2.河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院，鄭州 450046； 3.河南省林業(yè)科學(xué)研究院，鄭州 450008）

以三球懸鈴木種子為材料，研究了不同質(zhì)量濃度的鉛溶液處理對(duì)種子發(fā)芽、幼苗生長、幼苗葉片丙二醛（MDA）含量和過氧化物酶（POD）活性的影響。結(jié)果表明，鉛對(duì)三球懸鈴木種子萌發(fā)和幼苗生長存在抑制作用，發(fā)芽勢和發(fā)芽率隨著處理濃度的升高而降低，同時(shí)芽長和根長也隨之降低；三球懸鈴木MDA含量和POD活性在處理后發(fā)生了明顯變化，其中MDA含量隨處理濃度的升高而升高，而POD活性變化情況則與之相反。

鉛處理；三球懸鈴木；種子萌發(fā)；幼苗生長

進(jìn)入到21世紀(jì)，環(huán)境生態(tài)問題日益突出，已嚴(yán)重影響了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們的正常生活，其中，重金屬污染在環(huán)境惡化過程中所占比重越來越大，對(duì)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅[1-2]。隨著工礦企業(yè)的發(fā)展和汽車廢氣排放量的增加，鉛污染已成為目前城市環(huán)境污染中重要的重金屬污染物，因此減輕或解除鉛污染是城市環(huán)境生態(tài)改善的有力措施之一。懸鈴木稱為“世界行道樹之王”，具有遮蔭效果好、滯積灰塵、抗空氣污染能力強(qiáng)的特點(diǎn)，尤其在吸附有害氣體方面表現(xiàn)突出，對(duì)城市環(huán)境改善具有顯著作用。因此，以三球懸鈴木為試驗(yàn)對(duì)象，研究鉛對(duì)其種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，了解懸鈴木在鉛污染環(huán)境中的生長情況以及其對(duì)鉛污染的反應(yīng)，為懸鈴木在城市行道樹綠化中的作用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為采自河南農(nóng)業(yè)大學(xué)6年生三球懸鈴木（Linn.）的成熟種子。供試藥劑為分析純硝酸鉛（Pb（NO3）2）。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)前將三球懸鈴木種子用0.1% HgCL，消毒5 min，擦干后用清水浸種5 h，然后置于溫水中催芽48 h后放置在墊有3張濾紙的培養(yǎng)皿中，依次加入5 mL不同質(zhì)量濃度的鉛處理液（處理濃度依次為100 mg/L、300 mg/L、500 mg/L、700 mg/L和900 mg/L），對(duì)照培養(yǎng)皿中加5 mL蒸餾水。每個(gè)處理選取60粒種子，重復(fù)3次，培養(yǎng)皿放置在培養(yǎng)室內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)。

1.3 生長指標(biāo)測定

進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)以胚根長度≥1 cm、下胚軸長度≥1 cm 為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)。種子發(fā)芽第7天記錄發(fā)芽種子數(shù)，計(jì)算發(fā)芽勢，發(fā)芽勢=[（第7天發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù)）×100%]；第14天記錄發(fā)芽種子數(shù)，計(jì)算發(fā)芽率，發(fā)芽率=[（第14天發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù)）×100%]；第21天測量幼苗的芽長和根長。

1.4 生理指標(biāo)測定

生長至第28天，取三球懸鈴木幼苗葉片，測定以下生理指標(biāo)。MDA含量和POD活性參照路文靜等[3]的方法測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS 18.0軟件進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同質(zhì)量濃度鉛處理對(duì)三球懸鈴木種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響

在不同質(zhì)量濃度鉛處理下，三球懸鈴木種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率均受到了抑制（見表1）。研究結(jié)果顯示，在鉛質(zhì)量濃度為100 mg/L的處理中，種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率分別為87.33%和88.33%。隨著處理溶液濃度的升高，種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率受到的抑制作用愈加明顯，其中處理質(zhì)量濃度達(dá)到300 mg/L及其以上時(shí)，與對(duì)照相比種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率差異顯著，處理質(zhì)量濃度為900 mg/L時(shí)，種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率分別降到最低，分別為65%和66%。

表1 不同質(zhì)量濃度鉛處理對(duì)三球懸鈴木種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響

注：同行數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示在α= 0.05水平差異顯著（＜0.05），下同。

2.2 不同質(zhì)量濃度鉛處理對(duì)三球懸鈴木幼苗生長的影響

如表2所示，不同質(zhì)量濃度的鉛對(duì)三球懸鈴木芽和根的生長都有不同程度的抑制作用。與對(duì)照相比，質(zhì)量濃度在300 mg/L 時(shí)，鉛對(duì)三球懸鈴木芽和根的生長抑制已達(dá)到顯著水平，且隨著鉛質(zhì)量濃度的繼續(xù)增大，抑制效果也越來越顯著。其中，質(zhì)量濃度為900 mg/L 時(shí)三球懸鈴木的芽長和根長分別為1.96 cm和0.35 cm，為對(duì)照的51%和26%，說明鉛對(duì)三球懸鈴木的幼苗生長具有顯著抑制作用。

表2 不同質(zhì)量濃度鉛處理對(duì)三球懸鈴木芽長和根長的影響

2.3 不同質(zhì)量濃度鉛處理對(duì)三球懸鈴木幼苗葉片MDA和POD的影響

從表3可以看出，隨著鉛質(zhì)量濃度的增大，三球懸鈴木葉片的MDA含量呈上升趨勢，其中，對(duì)照和300 mg/L處理濃度之間MDA含量差異不顯著，而對(duì)照和其他處理間MDA含量具有顯著差異。處理濃度為900 mg/L 時(shí)MDA含量升高到5.89 μmol·g-1，為對(duì)照的1.8倍。當(dāng)鉛處理后，POD活性都低于對(duì)照（見表3）。其中，處理質(zhì)量濃度為900 mg/L時(shí)POD活性達(dá)到最低為23.15 U·g-1。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著鉛處理濃度的升高，三球懸鈴木對(duì)逆境的抵抗能力逐漸降低，達(dá)到一定程度后，生長將會(huì)受到嚴(yán)重影響。

表3 不同質(zhì)量濃度鉛處理對(duì)三球懸鈴木幼苗葉片MDA和POD的影響

3 結(jié)論與討論

種子萌發(fā)時(shí)需要適宜的溫度、水分和空氣，其中水分可以幫助種子完成酶的活化和增強(qiáng)呼吸作用和代謝作用，因此，吸收水分中若存有過量重金屬離子時(shí)將會(huì)導(dǎo)致代謝功能紊亂，將嚴(yán)重影響種子的萌發(fā)[4]。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鉛對(duì)三球懸鈴木種子萌發(fā)具有顯著的抑制作用，隨著鉛處理質(zhì)量濃度的升高，三球懸鈴木種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率呈逐漸下降趨勢，最低時(shí)分別為65%和66%。此外，從芽和根的生長情況也表明鉛對(duì)三球懸鈴木的幼苗生長有重要影響，與對(duì)照組相比，濃度在300 mg/L時(shí)鉛對(duì)三球懸鈴木芽和根的生長抑制就達(dá)到顯著水平，隨處理質(zhì)量濃度的增大，芽長和根長受到的抑制效果越來越明顯。

MDA是衡量植物抗逆能力的重要指標(biāo)之一[5]。研究結(jié)果表明，三球懸鈴木葉片中MDA含量隨著鉛處理程度的升高呈現(xiàn)上升趨勢，說明三球懸鈴木有一定的抵抗鉛污染的能力，刁俊明等[6]人的研究也得到了相似的結(jié)果。過氧化物酶是植物體內(nèi)重要的呼吸酶類，其活性高低與酚類物質(zhì)代謝和植物抗性密切相關(guān)[7-8]。研究發(fā)現(xiàn)，鉛處理下三球懸鈴木葉片的POD活性呈現(xiàn)降低的趨勢，說明隨著鉛處理程度的增大，POD活性受到了抑制，清除活性氧的能力顯著下降。

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[2]肖艷輝，何金明，潘春香. 鉛處理對(duì)茴香植株生長及精油組分的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2014，23（2）：326-331.

[3]路文靜，李奕松. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教程[M]. 北京：中國林業(yè)出版社，2012.

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2014-12-13

國家林業(yè)局林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201004022）。

趙振利(1979-)，男，河南禹州人，博士，從事林木生物技術(shù)研究。

S 722.1

A

1003-2630（2014）04-0014-02

（責(zé)任編輯：王文彬）