全 文 ：模拟酸雨对不同类型玉米种子萌发
和幼苗生长的影响*
张海艳**
(青岛农业大学农学与植物保护学院, 山东省旱作农业技术重点实验室, 山东青岛 266109)
摘摇 要摇 以普通玉米、糯玉米、爆裂玉米和甜玉米为材料,研究了不同模拟酸雨(pH 6. 0、5. 0、
4. 0、3. 0、2. 0、1. 0)对玉米种子萌发和幼苗生长的影响.结果表明: pH 2. 0 ~ 5. 0 模拟酸雨对
玉米种子萌发和幼苗生长没有显著影响;pH 1郾 0 处理的普通玉米、糯玉米、爆裂玉米和甜玉米
的种子发芽率分别为 91. 3% 、68. 7% 、27. 5%和 11. 7% .与 pH 6. 0 处理(CK)相比,pH 1郾 0 模
拟酸雨显著降低了玉米种子的发芽率、发芽指数、活力指数、发芽速度、苗高、根长、苗和根干
物质、贮藏物质运转效率,延长了平均发芽时间. pH 1. 0 模拟酸雨对玉米幼苗生长阶段的影响
大于发芽阶段,对幼苗地下部分的影响大于地上部分;受基因型的影响,普通玉米和糯玉米的
抗酸雨能力最强,其次为爆裂玉米,甜玉米最差.玉米属于抗酸雨作物,酸雨抑制阈值介于 pH
1. 0 ~ 2. 0 之间.酸雨地区可优先选择种植普通玉米和糯玉米.
关键词摇 模拟酸雨摇 玉米摇 种子萌发摇 幼苗生长
文章编号摇 1001-9332(2013)06-1621-06摇 中图分类号摇 S513摇 文献标识码摇 A
Effects of simulated acid rain on seed germination and seedling growth of different type corn
(Zea mays) . ZHANG Hai鄄yan (Shandong Key Laboratory of Dry Farming Technique, College of Ag鄄
ronomy and Plant Protection, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, Shandong,
China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2013,24(6): 1621-1626.
Abstract: Taking normal corn, waxy corn, pop corn, and sweet corn as test materials, this paper
studied their seed germination and seedling growth under effects of simulated acid rain (pH 6. 0,
5郾 0, 4. 0, 3. 0, 2. 0, and 1. 0). Simulated acid rain at pH 2. 0-5. 0 had no significant effects on
the seed germination and seedling growth, but at pH 1. 0, the germination rate of normal corn,
waxy corn, pop corn, and sweet corn was 91. 3% , 68. 7% , 27. 5% , and 11. 7% , respectively.
As compared with those at pH 6. 0 (CK), the germination rate, germination index, vigor index,
germination velocity, shoot height, root length, shoot and root dry mass, and the transformation rate
of stored substances at pH 1. 0 had significant decrease, and the average germination time extended
apparently. At pH 1. 0, the effects of acid rain were greater at seedling growth stage than at germi鄄
nation stage, and greater on underground part than on aboveground part. Due to the differences in
gene type, normal corn and waxy corn had the strongest capability against acid rain, followed by
pop corn, and sweet corn. It was suggested that corn could be categorized as an acid rain鄄tolerant
crop, the injury threshold value of acid rain was likely between pH 1. 0 and pH 2. 0, and normal
corn and waxy corn would be prioritized for planting in acid rain鄄stricken area.
Key words: simulated acid rain; corn (Zea mays); seed germination; seedling growth.
*国家自然科学基金项目(31101100)、青岛市科技计划项目[11鄄2鄄
4鄄5鄄(8)鄄jch]、作物生物学国家重点实验室开放课题(2013KF05)和
山东省泰山学者建设工程项目资助.
**通讯作者. E鄄mail: hyzhang608@ 126. com
2012鄄10鄄31 收稿,2013鄄04鄄02 接受.
摇 摇 酸雨是指 pH 值小于 5. 6 的降水,科学上称作
酸沉降,包括湿沉降和干沉降[1] . 近半个世纪以来,
随着工业的发展,大气酸沉降日益严重.它与气候变
暖、臭氧层破坏、生物多样性减少一样,成为备受各
国科学家关注的全球性重大环境问题.近年来,我国
酸雨问题日益严重,已成为继欧洲和北美之后的全
球第三大酸雨重灾区,受酸雨影响的地区面积占国
土面积的 40% [2-4] . 2010 年中华人民共和国环境保
护部在《中国环境状况公报》 [5]上公布,全国酸雨分
布区域保持稳定,但酸雨污染仍较严重.
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 6 月摇 第 24 卷摇 第 6 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jun. 2013,24(6): 1621-1626
酸雨对植物生长乃至整个生态系统都有重要的
影响.酸雨淋溶可直接作用于植株地上部分,导致幼
苗叶片生长受抑,叶绿素含量减少,光合能力下降,植
物体内可溶性糖积累速度降低[6-9] .酸雨还可导致土
壤酸化,引起盐基流失,抑制根系正常发育,降低根系
中硝酸还原酶和谷氨酸合成酶的活性,影响根系对氮
素营养的吸收和同化,使植株利用氮素能力下降,氮
源积累速度降低[6-7,10] . 由于碳源、氮源积累速度降
低,最终导致植物生长发育受到抑制[11] .
玉米是我国三大主要农作物之一.以经济产量
为依据可以将玉米划为对酸雨中等敏感的作
物[1,12] .种子萌发是植物生命历程的起点,研究酸雨
对玉米种子萌发的影响具有较大的理论和实践意
义.陈永喆等[13]研究表明,模拟酸雨对玉米种子和
幼苗生长产生抑制并造成危害的 pH 临界值为
4. 0 ~ 4. 5.彭彩霞等[14]研究认为,pH 5. 6 的模拟酸
雨显著抑制了玉米种子萌发. 袁志忠等[15]研究发
现,pH 4. 5 ~ 5. 6 弱酸溶液对玉米种子发芽率没有
显著影响,pH 2. 5 ~ 3. 5 强酸溶液对玉米种子萌发
有显著的抑制作用. 不同酸雨处理方式对玉米种子
萌发和幼苗生长的影响不同. 普通玉米、糯玉米、爆
裂玉米和甜玉米属于玉米属玉米种的不同亚种,对
酸雨的敏感性可能存在差异.本试验以普通玉米、糯
玉米、爆裂玉米和甜玉米为材料,采用模拟酸雨室内
砂基培养的方法,设置 pH 1. 0 ~ 6. 0 共 6 个酸雨梯
度,研究不同 pH值模拟酸雨对玉米种子萌发和幼苗
生长的影响,明确酸雨对玉米种子萌发的伤害阈值,
分析玉米耐受性的基因型差异,以期进一步了解玉米
的抗酸雨能力,为科学评估酸雨地区的粮食安全及玉
米种植品种的合理选择和配置提供理论依据.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 试验材料
选用普通玉米品种郑单 958、糯玉米品种京科
糯 2000、爆裂玉米品种沈爆 3 号和甜玉米品种绿色
先锋为供试材料.
1郾 2摇 模拟酸雨处理
为确定酸雨对玉米种子萌发的伤害阈值,试验
选择 pH 1. 0 ~ 6. 0 的酸雨. 先用 98% 浓硫酸和
65% ~68%硝酸溶液配制 pH 1. 0 的酸雨母液.根据
参考文献[5,16],结合青岛市降水离子统计结果
(SO4 2-和 NO3 -摩尔比为 5. 48 颐 1) [17],用蒸馏水将
母液配成 pH 2. 0、3. 0、4. 0、5. 0、6. 0 的模拟酸雨,
pH测量仪校准.
1郾 3摇 发芽试验
取直径小于 2 mm 的细砂用自来水冲洗晾干
后,于 130 益下烘 4 h.用标准发芽盒(13 cm伊19 cm伊
12 cm)进行砂培,设置 pH 1. 0、2. 0、3. 0、4. 0、5. 0、
6. 0(CK)共 6 个酸雨处理.每个发芽盒放置 1300 g
细砂,加 250 mL对应酸雨溶液混匀,经测定证实湿
砂的 pH值与其对应酸雨溶液基本无变化. 每个发
芽盒放置 50 粒种子,盖砂 2 cm,于 HPG鄄280BX光照
培养箱中培养,培养条件:温度 25 益、光周期 12 h /
12 h(平均光照强度为 234 滋mol·m-2 ·s-1,波长
580 nm).每个处理重复 3 次.
1郾 4摇 测定方法与指标计算
从播种后第 3 天开始一直到第 7 天,每天统计
发芽数.第 4 天时,每个发芽盒从湿砂表面加 80 mL
对应的酸雨溶液,并揭掉盖子.第 10 天时,每个重复
随机选取 10 株幼苗,测量苗高和根长,每个植株分
为苗、根和籽粒残留物 3 部分,于 70 益烘箱中烘干
至恒量,并称量.
相关指标计算公式:
发芽率 GP=n / N伊100%
其中:n为第 7天的发芽种子数;N为供试种子总数.
发芽指数 GI =移(G t / Dt)
其中:G t 为第 t天的发芽种子数,Dt 为对应 G t 的发
芽天数(d).
活力指数 VI=GI伊SH
其中:SH为苗高(cm).
发芽速度 GV =移(G i / Ti)
其中:i是发芽期数;G i是第 i 期的发芽率;Ti是发芽
天数(d) [18] .
平均发芽时间 MGT =移TiNi /移Ni
其中:Ni是 Ti时间内新发芽的种子数[19] .
贮藏物质运转效率 STR=(SDW+RDW) / (SDW+
RDW+KRDW)伊100%
其中:SDW为苗干质量(g);RDW 为根干质量( g);
KRDW为籽粒残留物干质量(g).
1郾 5摇 数据处理
采用 Excel软件进行数据处理,采用 DPS 3. 01
软件的最小显著差异法(LSD)进行多重比较和多因
素方差分析,显著性水平设定为 琢=0. 05.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 模拟酸雨对玉米种子萌发的影响
由表 1 可以看出,玉米类型、酸雨及其互作对种
2261 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
表 1摇 模拟酸雨对不同类型玉米种子萌发指标的影响
Table 1摇 Effects of simulated acid rain on seed germination
index of different type corn
类型
Type
处理
Treatment
发芽率
Germin鄄
ation
rate
(% )
发芽指数
Germin鄄
ation
index
活力指数
Vigor
index
发芽速度
Germination
velocity
平均发芽
时间
Average
germination
time (d)
玉 pH 6. 0 (CK) 100. 0a 15. 72a 254. 91a 1. 02a 3. 23b
pH 5. 0 97. 3a 15. 78a 229. 57a 1. 03a 3. 11b
pH 4. 0 99. 3a 15. 89a 247. 87a 1. 03a 3. 17b
pH 3. 0 98. 7a 15. 49a 239. 18a 1. 00a 3. 24b
pH 2. 0 98. 7a 15. 72a 225. 40a 1. 02a 3. 18b
pH 1. 0 91. 3b 10. 01b 30. 73b 0. 55b 4. 66a
域 pH 6. 0 (CK) 88. 7a 14. 02a 199. 83a 0. 91a 3. 23b
pH 5. 0 90. 7a 14. 72a 219. 82a 0. 96a 3. 13b
pH 4. 0 89. 3a 14. 22a 207. 56a 0. 92a 3. 21b
pH 3. 0 90. 7a 15. 01a 210. 61a 0. 97a 3. 08b
pH 2. 0 86. 7a 14. 08a 198. 83a 0. 91a 3. 19b
pH 1. 0 68. 7b 7. 69b 29. 88b 0. 42b 4. 64a
芋 pH 6. 0 (CK) 92. 0a 14. 82a 237. 86a 0. 96a 3. 16b
pH 5. 0 88. 0a 14. 02a 217. 30a 0. 91a 3. 19b
pH 4. 0 91. 3a 14. 61a 227. 69a 0. 95a 3. 18b
pH 3. 0 95. 0a 15. 23a 238. 73a 0. 99a 3. 16b
pH 2. 0 88. 8a 11. 45b 189. 38b 0. 93a 3. 14b
pH 1. 0 27. 5b 2. 42c 5. 32c 0. 17b 4. 68a
郁 pH 6. 0 (CK) 95. 0a 9. 43a 109. 87a 0. 70a 4. 14c
pH 5. 0 90. 0a 8. 96a 107. 41a 0. 67a 4. 14c
pH 4. 0 91. 7a 8. 54a 96. 55a 0. 61a 4. 38c
pH 3. 0 91. 7a 8. 97a 104. 31a 0. 66a 4. 16c
pH 2. 0 88. 3a 7. 50b 82. 33b 0. 50b 4. 78b
pH 1. 0 11. 7b 0. 71c 0. 70c 0. 02c 6. 60a
类型 Type ** ** ** ** **
酸雨 Acid rain ** ** ** ** **
类型伊酸雨
Type伊acid rain
** ** ** ** **
玉:普通玉米 Normal corn; 域:糯玉米 Waxy corn; 芋:爆裂玉米 Pop
corn; 郁:甜玉米 Sweet corn. 同一类型玉米不同小写字母表示处理
间差异显著(P<0. 05) Different small letters of the same type corn indi鄄
cated significant difference among treatments at 0. 05 level. ns:不显著
Not significant; * P<0. 05; ** P<0. 01. 下同 The same below.
子萌发指标均有极显著影响. pH 2. 0 ~ 5. 0 模拟酸
雨处理下,4 种类型玉米种子发芽率与 CK差异不显
著;pH 1. 0 处理下,种子发芽率显著降低,普通玉
米、糯玉米、爆裂玉米和甜玉米种子发芽率分别比
CK降低 8. 7% 、22. 6% 、70. 1% 、87. 7% .
发芽指数和活力指数是反映种子活力的综合指
标.酸雨对玉米种子发芽指数和活力指数的影响相
同.对于普通玉米和糯玉米,pH 2. 0 ~ 5. 0 处理的种
子发芽指数和活力指数与 CK 差异不显著;pH 1. 0
处理的发芽指数分别比 CK 降低 36. 3%和 45. 1% ,
活力指数分别降低 88. 0%和 85. 1% .对于爆裂玉米
和甜玉米,pH 3. 0 ~ 5. 0 处理的种子发芽指数和活
力指数与 CK 差异不显著,随着 pH 的降低,发芽指
数和活力指数显著降低;pH 2. 0 处理下,种子发芽
指数分别比 CK降低 22. 7%和 20. 5% ,活力指数分
别降低 20. 4%和 25. 1% ;pH 1. 0 处理下,种子发芽
指数分别比 CK降低 83. 7%和 92. 5% ,活力指数分
别降低 97. 8%和 99. 4% (表 1).
酸雨对普通玉米、糯玉米和爆裂玉米种子发芽
速度有相同的影响(表 1). pH 2. 0 ~ 5. 0 处理下,3
种类型玉米种子发芽速度与 CK 差异不显著;pH
1郾 0 处理显著降低,分别比 CK 降低 46. 0% 、53. 2%
和 82. 8% .对于甜玉米,pH 3. 0 ~ 5. 0 处理的种子发
芽速度与 CK 差异不显著;随着 pH 的降低,发芽速
度显著降低,pH 2. 0 和 1. 0 处理的种子发芽速度分
别比 CK降低 28. 4%和 96. 6% .
酸雨对普通玉米、糯玉米和爆裂玉米种子的平
均发芽时间也有相同的影响(表 1). pH 2. 0 ~ 5. 0
处理下,3 种类型玉米种子平均发芽时间与 CK差异
不显著;pH 1. 0 处理显著延长了平均发芽时间,普
通玉米、糯玉米和爆裂玉米种子平均发芽时间分别
比 CK 延长 44. 4% 、43. 6%和 48. 2% . 甜玉米 pH
3. 0 ~ 5. 0处理的种子平均发芽时间与 CK 差异不显
著;随着 pH 的降低,平均发芽时间显著延长,pH
2. 0和 1. 0 处理下种子平均发芽时间分别比 CK 延
长 15郾 5%和 59. 5% .
2郾 2摇 模拟酸雨对玉米幼苗的影响
2郾 2郾 1 对玉米幼苗生长指标的影响摇 由表 2 可以看
出,玉米类型、酸雨及其互作对幼苗苗高、根苗比、苗
干物质、根干物质均有显著影响. 对于根长,玉米类
型和酸雨的影响达到显著水平,两者互作的影响没
有达到显著水平.酸雨对 4 种玉米苗高和根长的影
响表现相同.与 CK相比,pH 2. 0 ~ 5. 0 处理的苗高、
根长和根苗比没有显著变化;pH 1. 0 处理显著下
降,普通玉米、糯玉米、爆裂玉米和甜玉米的苗高分
别降低 81. 1% 、72. 7% 、86. 3%和 91. 5% ,根长分别
降低 96. 3% 、98. 0% 、99. 6%和 99. 3% ,根苗比分别
降低 80. 5% 、92. 5% 、96. 7%和 91. 2% .
对于普通玉米,与 CK 相比,pH 2. 0 ~ 4. 0 处理
的苗干物质变化不显著;pH 5. 0 和 1. 0 处理的苗干
物质显著降低,分别比 CK 降低 19. 7%和 76. 4% .
对于爆裂玉米,pH 3. 0 和 4. 0 处理的苗干物质与
CK差异不显著;其他处理的苗干物质显著低于对
照,且随 pH的降低而显著降低,pH 5. 0、2. 0 和 1. 0
处理分别比 CK 降低 14. 2% 、23. 9%和 93. 4% . 酸
雨对糯玉米和甜玉米苗干物质的影响相同,酸雨强
度为pH 2. 0 ~ 5. 0时,糯玉米和甜玉米的苗干物质
32616 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 张海艳: 模拟酸雨对不同类型玉米种子萌发和幼苗生长的影响摇 摇 摇 摇 摇
表 2摇 模拟酸雨对不同类型玉米幼苗生长指标的影响
Table 2摇 Effects of simulated acid rain on seedling growth
indices of different type corn
类型
Type
处理
Treatment
苗高
Shoot
height
(cm)
根长
Root
length
(cm)
根苗比
Root to
shoot ratio
苗干物质
Shoot dry
matter
(g·
plant-1)
根干物质
Root dry
matter
(g·
plant-1)
玉 pH 6. 0 (CK) 16. 21a 15. 94a 0. 98a 0. 062a 0. 055a
pH 5. 0 14. 55a 15. 93a 1. 10a 0. 049b 0. 041a
pH 4. 0 15. 60a 17. 01a 1. 09a 0. 058ab 0. 055a
pH 3. 0 15. 44a 17. 38a 1. 13a 0. 052ab 0. 047a
pH 2. 0 14. 34a 16. 62a 1. 16a 0. 055ab 0. 054a
pH 1. 0 3. 07b 0. 59b 0. 19b 0. 015c 0. 002b
域 pH 6. 0 (CK) 14. 26a 17. 45a 1. 22a 0. 032a 0. 036a
pH 5. 0 14. 94a 15. 64a 1. 05a 0. 036a 0. 037a
pH 4. 0 14. 60a 16. 47a 1. 13a 0. 038a 0. 039a
pH 3. 0 14. 03a 15. 30a 1. 09a 0. 034a 0. 038a
pH 2. 0 14. 12a 15. 44a 1. 09a 0. 032a 0. 034a
pH 1. 0 3. 89b 0. 36b 0. 09b 0. 015b 0. 001b
芋 pH 6. 0 (CK) 16. 05a 14. 59abc 0. 91a 0. 030a 0. 019a
pH 5. 0 15. 50a 16. 12a 1. 04a 0. 026bc 0. 019a
pH 4. 0 15. 58a 14. 90ab 0. 96a 0. 028ab 0. 019a
pH 3. 0 15. 68a 12. 95c 0. 83a 0. 030a 0. 018a
pH 2. 0 16. 54a 14. 07bc 0. 85a 0. 023c 0. 017a
pH 1. 0 2. 20b 0. 07d 0. 03b 0. 002d 0. 000b
郁 pH 6. 0 (CK) 11. 65a 13. 83a 1. 19a 0. 016a 0. 013a
pH 5. 0 11. 99a 15. 64a 1. 30a 0. 016a 0. 015a
pH 4. 0 11. 31a 15. 79a 1. 40a 0. 015a 0. 013a
pH 3. 0 11. 63a 15. 64a 1. 34a 0. 016a 0. 013a
pH 2. 0 10. 98a 14. 10a 1. 28a 0. 015a 0. 013a
pH 1. 0 0. 99b 0. 10b 0. 10b 0. 000b 0. 000b
类型 Type ** * ** ** **
酸雨 Acid rain ** ** ** ** **
类型伊酸雨
Type伊acid rain
* ns * ** **
与 CK差异不显著;酸雨强度为 pH 1. 0 时,糯玉米
和甜玉米的苗干物质显著降低,分别比 CK 降低
54郾 5%和 98. 0% .
酸雨对 4 种玉米幼苗根干物质的影响相同. 酸
雨强度为 pH 2. 0 ~ 5. 0 时,根干物质与 CK 差异不
显著;pH 1. 0 处理下显著降低,普通玉米、糯玉米、
爆裂玉米和甜玉米的根干物质分别比 CK 降低
96郾 4% 、97. 2% 、98. 2%和 99. 2% .
2郾 2郾 2 对玉米幼苗干物质分配和贮藏物质运转的影
响摇 由图 1 可以看出,与 CK相比, pH 2. 0 ~ 5. 0 模
拟酸雨处理下,4 种玉米根干物质和苗干物质分配
没有显著变化;pH 1. 0 处理显著影响幼苗的干物质
分配格局,普通玉米、糯玉米、爆裂玉米和甜玉米的
根干物质分配比例分别是 CK 的 25. 4% 、12. 4% 、
38. 0%和 55. 8% ,苗干物质分配比例分别是 CK 的
166. 6% 、198. 4% 、138. 6%和 134. 6% .
图 1摇 模拟酸雨对不同类型玉米干物质分配的影响
Fig. 1摇 Effects of simulated acid rain on dry matter allocation of
different type corn.
玉:普通玉米 Normal corn; 域:糯玉米 Waxy corn; 芋:爆裂玉米 Pop
corn; 郁:甜玉米 Sweet corn. 同一类型玉米不同小写字母表示处理
间差异显著(P<0. 05) Different small letters of the same type corn indi鄄
cated significant difference among treatments at 0. 05 level. 下同 The
same below.
图 2摇 模拟酸雨对不同类型玉米贮藏物质运转效率的影响
Fig. 2摇 Effects of simulated acid rain on storage transformation
rate of different type corn.
摇 摇 种子萌发初期,胚根伸长主要依赖胚轴贮藏物
质的供应,此后胚根(芽)继续生长,则依靠贮藏物
质分解并经胚轴向胚根(芽)运输,其运转效率高低
在一定程度上决定了胚根(芽)生长速度与状况.由
图 2 可以看出, pH 2. 0 ~ 5. 0 模拟酸雨对贮藏物质
的运转效率影响不显著;pH 1. 0 处理显著降低了贮
藏物质的运转效率,普通玉米、糯玉米、爆裂玉米和
甜玉米分别是 CK 的 17. 2% 、28. 0% 、24. 6% 和
21郾 8% .
4261 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
3摇 讨摇 摇 论
以经济产量为依据,玉米属于对酸雨影响中等
敏感的作物[12] . 本试验中,pH 2. 0 ~ 5. 0 处理对玉
米种子萌发和幼苗生长没有显著抑制作用. 可能是
酸性条件促进了种子蛋白质和淀粉水解以供胚生
长[13],或者模拟酸雨的硫、氮肥效应促进了叶片叶
绿素的合成[20],从而抵消或降低了 H+对作物的负
面影响.依据种子萌发和幼苗生长对酸雨的响应,玉
米属于抗酸雨作物. 本试验中,pH 1. 0 处理严重抑
制了玉米种子的萌发和幼苗生长,幼苗根系被灼烧
甚至死亡,叶片萎缩、异状. 这可能是由于酸雨中过
多的 H+导致种皮透性增加,离子平衡失调,自由基
积累,膜透性和线粒体结构破坏,种子呼吸受抑,物
质代谢紊乱,贮藏物质优先用于受损胚细胞的生理
修复[21-22] .因此,酸雨对玉米种子萌发和幼苗生长
的抑制阈值应该介于 pH 1. 0 ~ 2. 0 之间. 这与前
人[13-15]的研究结果不一致. 究其原因,可能与酸雨
处理方式、种子发芽试验方法、培养介质、酸雨离子
组成和比例及品种特性等有关.
本试验中,pH 1. 0 处理对种子发芽率的抑制程
度小于幼苗生长指标,说明酸雨对玉米幼苗生长阶
段的胁迫作用大于发芽阶段. 对玉米幼苗干物质分
配的研究发现,pH 1. 0 处理根干物质分配显著降
低,苗干物质分配显著提高,说明酸雨对玉米幼苗地
下根系的抑制作用大于地上部分. 这可能与根受酸
雨直接胁迫、根尖细胞十分幼嫩、对外界环境非常敏
感有关. 此外,pH 1. 0 处理贮藏物质运转效率显著
降低.这可能是由于酸雨胁迫破坏了细胞结构和代
谢途径,贮藏物质被呼吸分解,难以作为细胞生长物
质运转至胚轴供胚利用,表现为消耗增加、输出减
少[23] .因此,根系生长受抑、种子贮藏物质运转受阻
是种子萌发和幼苗生长受损的主要原因.
本研究显示,pH 1. 0 处理对 4 种玉米种子萌发
的影响表现为普通玉米<糯玉米<爆裂玉米<甜玉
米,对幼苗生长的影响整体上表现为糯玉米<普通
玉米<爆裂玉米<甜玉米.说明玉米种子萌发和幼苗
生长对酸雨的响应受基因型影响,普通玉米和糯玉
米对酸雨抗性最强,其次为爆裂玉米,甜玉米最差.
但党甲军等[24]认为,甜玉米耐酸能力非常强,只有
土壤非常贫瘠时才受到严重影响. 后者是从种子萌
发后进行 pH 4. 2 的盐酸处理,酸雨处理时间、酸雨
组成及强度不同可能是导致结果不一致的原因. 根
据本研究结果,我国酸雨区玉米种植时,可以优先选
择普通玉米和糯玉米,其次选择爆裂玉米,最后选择
甜玉米.然而,酸雨对玉米后期生长的影响及酸雨淋
溶对种子萌发和幼苗生长的影响还需要进一步
研究.
酸雨对植物的作用除了受酸度与植物种类影响
外,还取决于酸雨的硫氮比值[25] .冯丽丽等[20]研究
发现,低硫氮比可能会减缓酸雨对亚热带典型阔叶
树种香樟、木荷、枫香叶片的负作用.麦博儒等[16]研
究认为,模拟硝酸型酸雨比模拟硫酸型酸雨对油菜
叶具有更强的胁迫效应. 关于不同硫氮比值或不同
类型酸雨对玉米的影响是否存在差异及其作用机理
尚需进一步研究.
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作者简介 摇 张海艳,女,1978 年生,博士,副教授. 主要从事
玉米生理生态研究. E鄄mail: hyzhang608@ 126. com
责任编辑摇 张凤丽
6261 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷