全 文 ：２９卷１２期
Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．１２
草　业　科　学
ＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ
１９０３－１９０９
１２／２０１２
模拟酸雨胁迫下钙离子对
高羊茅种子发芽的影响
常青山１，张利霞２，万 涛３，王庆亚４，王 瑞５
（１．河南科技大学林学院，河南 洛阳４７１００３；２．河南科技大学农学院，河南 洛阳４７１００３；
３．景德镇高等专科学校生化系，江西 景德镇３３３０００；４．南京农业大学生命科学学院，江苏 南京２１００９５；
５．南京农业大学园艺学院，江苏 南京２１００９５）
摘要：以高羊茅（Ｆｅｓｔｕｃａ　ａｒｕｎｄｉｎａｃｅａ）为材料，采用不同浓度ＣａＣｌ２ 溶液对高羊茅进行浸种处理，测定模拟酸雨胁
迫下高羊茅种子发芽和生长的影响，旨在寻找高羊茅发芽阶段抗酸雨胁迫的最佳浸种浓度。结果表明，随着钙溶
液处理浓度的升高，模拟酸雨胁迫下高羊茅种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、苗高、根长、鲜质量均呈先
增加后下降的趋势，幼苗的电导率则呈先下降后上升的趋势。主成分分析与隶属函数综合分析表明，钙溶液浸种
对模拟酸雨胁迫下高羊茅种子发芽能力影响效果由大到小依次为５０、２５、１０、１００、５、０ｍｍｏｌ·Ｌ－１，以５０
ｍｍｏｌ·Ｌ－１的钙溶液浸种处理对提高高羊茅种子发芽阶段抗酸雨胁迫的效果最佳。
关键词：高羊茅；氯化钙溶液；主成分分析
中图分类号：Ｓ５４３＋．９０３．４；Ｑ９４５．３　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１００１－０６２９（２０１２）１２－１９０３－０７
＊
　　酸雨是当今世界面临的重大环境污染因素之
一［１］。中国是目前世界上继欧洲和北美之后出现的
第三大酸雨覆盖区域，境内受污染的地区约占国土
总面积的４０％。酸雨成为目前中国面临的极其严
峻的环境污染问题之一［２－３］。酸雨能使人类赖以生
存的生态环境发生重大改变，使土壤酸化、盐基离子
流失，导致作物根系发育严重受阻、活力显著下降，
并影响其对营养物质的吸收与利用，从而直接或间
接地对作物的生长及产量产生不良影响［２，４－５］。一般
来说，植物种子在萌发与幼苗阶段极易受到酸雨胁
迫的不良影响［６－７］。因此，许多缓解酸雨胁迫的相关
研究均在植物种子萌发与幼苗期展开［８－９］。大量研
究表明，外源钙处理可以降低细胞膜透性、稳定细胞
膜、提高抗氧化酶活性、减轻胁迫造成的氧化伤
害［１０－１１］，可以缓解重金属胁迫［１２］、盐胁迫［１３－１４］、酸雨
胁迫等各种胁迫伤害［８］。
然而，外源钙对不同胁迫缓解作用的研究多集
中在农作物［１２，１５］与经济作物上［１６－１７］，在草坪草中研
究相对较少。随着长江中下游地区城市化进程的加
快，人们对城市园林绿化与生态环境的改善有了越
来越高的追求，而酸雨却成为影响城市绿化，特别是
影响草坪绿化的一个重要因素［１８］。因此，研究草坪
草及其相关生态技术，有效缓解酸雨胁迫带来的伤
害，对酸雨地区城市生态环境保护与防治具有重要
意义。高羊茅（Ｆｅｓｔｕｃａ　ａｒｕｎｄｉｎａｃｅａ）作为一种绿期
较长的冷季型草坪草，广泛用于城市园林绿化、运动
场草坪的建植和公路护坡等生态建设工程中，在长
江中下游地区城市绿化中也有着大面积的应用［１９］。
本研究以高羊茅种子为材料，研究不同浓度ＣａＣｌ２
溶液浸种对模拟酸雨胁迫下高羊茅种子萌发特性的
影响，以期为长江中下游酸雨地区高羊茅草坪建植
提供理论与实践依据。
１　材料与方法
１．１材料　高羊茅种子购自江苏省农业科学研究
院，从美国进口，室内袋装贮藏，品种为金质克拉多。
１．２模拟酸雨的配制　根据江苏省实测降水中
ＳＯ４２－与ＮＯ３－的摩尔浓度之比 （约５∶１）［２０］，参照
曹春信等［２１］的方法制备模拟酸雨：配制 ０．２５
ｍｏｌ·Ｌ－１　Ｈ２ＳＯ４ 和０．０５ｍｏｌ·Ｌ－１　ＨＮＯ３ 溶液，
按等体积比配制模拟酸雨的酸母液；配制浓度高于
＊收稿日期：２０１２－０３－１６　　接受日期：２０１２－０５－０７
基金项目：河南科技大学博士科研启动基金项目（０９００１６９０、０９００１６９７）
作者简介：常青山（１９７９－），男，河南安阳人，讲师，博士，从事园林植物与草坪学研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｍｅｈｅｒｏ２０１０＠１２６．ｃｏｍ
通信作者：张利霞　Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｌｉｘｉａ２１０＠１６３．ｃｏｍ
ＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ（Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．１２） １２／２０１２
天然酸雨成分 １　０００倍的电解质母液，含 ３．１
ｇ·Ｌ－１　ＣａＣ１２、８ｇ·Ｌ－１　ＮＨ４Ｃｌ、０．９１ｇ·Ｌ－１　ＮａＣｌ
和０．７５ｇ·Ｌ－１　ＫＣｌ。然后将电解质母液稀释１　０００
倍后，用酸母液调节模拟酸雨的ｐＨ值为２．５。
１．３方法　利用ＲＸＺ－３００Ｄ人工智能气候箱（宁波
江南仪器制造厂）进行种子发芽试验。培养条件：温
度（２５±１）℃，每天光照１２ｈ，相对湿度８０％。准确
称取无水ＣａＣｌ２，以去离子水配制成０（以无ＣａＣｌ２
的去离子水作对照）、５、１０、２５、５０、１００ｍｍｏｌ·Ｌ－１
的 ＣａＣｌ２ 溶液。选取籽粒饱满、大小基本一致的高
羊茅种子，用０．５％的双氧水溶液消毒３０ｍｉｎ，再经
去离子水漂洗３次并用吸水纸吸干表面水分，然后
在上述配好的各种浓度ＣａＣｌ２ 溶液及去离子水（对
照）中浸泡２４ｈ后，用去离子水漂洗种子３次，吸水
纸吸干种子表面的水分。将浸种处理过的种子放入
预先铺上２层滤纸的培养皿中，每皿５０粒，４个重
复，保持间距尽量一致。每个培养皿加入１５ｍＬ
ｐＨ值２．５的模拟酸雨溶液进行胁迫试验。每２ｄ
换一次模拟酸雨溶液，每天打开２次，与外界换气５
ｍｉｎ，每２４ｈ观察记录发芽情况；最后一天记录最终
发芽数及幼苗鲜质量、苗高与根长。本试验采用国
家标准［２２］规定的高羊茅末次计数时间（第１４天），
从第１天开始每天统计发芽的种子数，１４ｄ后计算
以下相关指标［２３－２４］：
１）发芽率（ＧＲ）＝（ｎ／Ｎ）×１００％（ｎ为最终达到
的正常发芽粒数，Ｎ 为供试种子数）；
２）发芽势（ＧＰ）＝（ｎ５／Ｎ）×１００％（ｎ５ 为种子发
芽第５天的正常发芽粒数，Ｎ 为供试种子数）；
３）发芽指数（ＧＩ）＝∑（Ｇｔ／Ｄｔ）（Ｇｔ 为在ｔ天的
发芽数，Ｄｔ为相应的发芽天数）；
４）活力指数＝ＧＩ×Ｓ（ＧＩ为发芽指数，Ｓ为单株
鲜质量）；
５）鲜质量、苗高和根长：随机抽取１０株，计算高
羊茅幼苗鲜质量单株平均值，以及苗高与根长单株
平均值。
１．４质膜透性测定与计算　测量发芽第１４天的
正常幼苗电导率，并以相对电导率来反映幼苗的膜
透性［２５］。参考韩永华等［２６］的方法测定幼苗电导率：
从对照及不同处理中分别称取生长一致的鲜苗０．１
ｇ，剪成长度为０．５ｃｍ的小段，３个重复。用去离子
水充分冲洗干净后，用吸水纸吸干水分，置于２０ｍＬ
试管中，并加１０ｍＬ去离子水，摇匀、密封，室温放
置２４ｈ，用ＤＤＢ－６２００型数字电导仪测定电导率Ｅ１；
然后置沸水浴中煮３０ｍｉｎ，冷却后测定电导率Ｅ２；同
时测定其背景电导值Ｅ０。按下式计算电导率（Ｐ）：
Ｐ＝（Ｅ１－Ｅ０）／（Ｅ２－Ｅ０）×１００％．
１．５统计分析　数据采用ＳＰＳＳ　１３．０进行方差分
析与多重比较（Ｄｕｎｃａｎ新复极差法），然后采用Ｏｒｉ－
ｇｉｎ　８．０作图。不同ＣａＣｌ２ 处理对酸雨胁迫下高羊
茅种子发芽的影响采用主成分分析与隶属函数法进
行评价［２７］。
隶属函数值计算公式：
Ｒ（Ｘｊ）＝
Ｘｊ－Ｘｍｉｎ
Ｘｍａｘ－Ｘｍｉｎ
（１）
反隶属函数值计算公式：
Ｒ（Ｘｊ）＝１－
Ｘｊ－Ｘｍｉｎ
Ｘｍａｘ－Ｘｍｉｎ
（２）
式中，Ｘｊ 为第ｊ个综合指标，Ｘｍｉｎ、Ｘｍａｘ分别为第ｊ
个综合指标的最小值和最大值。若所测指标与抗性
指标正相关则采用公式（１），反之采用公式（２）。最
后用各指标的隶属函数值乘以相应的权重系数（权
重系数为负值时取绝对值）来计算综合评定值。
２　结果与分析
２．１模拟酸雨胁迫下高羊茅种子的发芽率和
发芽势　在模拟酸雨胁迫条件下，经过ＣａＣｌ２ 浸种
的高羊茅种子的发芽率与发芽势呈现先增加后降低
的趋势（图１Ａ、图１Ｂ）。各处理均高于对照，其中
２５～１００ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２ 处理与对照差异显著
（Ｐ＜０．０５）。随着 ＣａＣｌ２ 溶液浓度的升高，在５０
ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２ 溶液浸种处理下高羊茅发芽率与
发芽势达到最大，１００ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２ 溶液处理
开始下降，但仍高于对照。在２５ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２
溶液浸种下，高羊茅的发芽率与发芽势分别比对照
增加了 １２．４１％ 和 ４１．１０％；在 ５０ ｍｍｏｌ·Ｌ－１
ＣａＣｌ２ 溶液浸种下，高羊茅的发芽率与发芽势分别
比对照增加了２１．８２％和５８．４０％。
２．２　ＣａＣｌ２ 溶液浸种对高羊茅种子发芽指数
与活力指数的影响　不同浓度的ＣａＣｌ２ 处理对
模拟酸雨胁迫下的高羊茅种子的发芽指数与活力指
数影响明显，均高于对照；随着ＣａＣｌ２ 溶液浓度的升
高，二者均呈先上升后下降的趋势（图１Ｃ、图１Ｄ）。
２５和５０ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２ 溶液处理下发芽指数显
著高于对照（Ｐ＜０．０５），分别比对照增加了２３．３７％
和３１．９８％。１０～１００ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２溶液处理
４０９１
１２／２０１２ 草　业　科　学 （第２９卷１２期）
图１　ＣａＣｌ２ 溶液浸种对模拟酸雨胁迫下高羊茅种子发芽率（Ａ）、
发芽势（Ｂ）、发芽指数（Ｃ）和活力指数（Ｄ）的影响
Ｆｉｇ．１　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｅｅｄ　ｓｏａｋｉｎｇ　ｉｎ　ＣａＣｌ２ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｎ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ（Ａ），ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ（Ｂ），
ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ（Ｃ）ａｎｄ　ｖｉｇｏｒ　ｉｎｄｅｘ（Ｄ）ｏｆ　Ｆｅｓｔｕｃａ　ａｒｕｎｄｉｎａｃｅａ　ｓｅｅｄｓ　ｕｎｄｅｒ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ａｃｉｄ　ｒａｉｎ　ｓｔｒｅｓｓ
注：不同小写字母表示各处理间差异显著（Ｐ＜０．０５）。下同。
Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｌｏｗｅｒ　ｃａｓｅ　ｌｅｔｔｅｒｓ　ｓｈｏｗ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ａｔ　０．０５ｌｅｖｅｌ．Ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｂｅｌｏｗ．
下的高羊茅种子活力指数均显著高于对照，其中２５
和５０ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２ 溶液处理下的活力指数分
别比对照提高了６１．８６％和７６．１０％。
２．３　ＣａＣｌ２ 溶液浸种对模拟酸雨胁迫下高羊
茅幼苗生长的影响　不同浓度下ＣａＣｌ２ 溶液浸
种处理对模拟酸雨胁迫下高羊茅种子幼苗苗高的影
响明显，均显著高于对照（Ｐ＜０．０５），２５ 和 ５０
ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２ 处理幼苗苗高与对照相比分别增
加了４９．０８％和５６．３５％，但二者差异不显著（图
２Ａ、图２Ｂ）。从根长来看，除５ｍｍｏｌ·Ｌ－１外，其他
ＣａＣｌ２ 浓度处理下的根长均显著高于对照，２５和５０
ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２ 处理的根长与对照相比分别增加
了１０．１０和６．９６倍。从增加的幅度来看，ＣａＣｌ２ 浸
种处理对根长的影响高于对苗高的影响。
各处理下的幼苗鲜质量均高于对照，除 ５
ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２ 处理外，其他处理均与对照差异
显著（Ｐ＜０．０５）（图２Ｃ）。随着处理浓度的增加，幼
苗鲜质量先增加，然后在１００ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２ 处
理下降低。２５和５０ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２ 处理可以显
著提高高羊茅种子在模拟酸雨胁迫下的鲜质量，其
鲜质量分别比对照增加了３４．８２％和３７．２０％，但这
两个处理之间差异不显著。
２．４不同浓度ＣａＣｌ２ 浸种处理对模拟酸雨胁
迫下高羊茅幼苗质膜相对透性的影响　不同
浓度ＣａＣｌ２ 溶液处理下，高羊茅幼苗的电导率均显著
低于对照（Ｐ＜０．０５）（图２Ｄ）。在５～２５ｍｍｏｌ·Ｌ－１
ＣａＣｌ２ 浓度范围，电导率随ＣａＣｌ２ 处理浓度升高而降
低，在２５ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２ 溶液处理下，其电导率达
到最低值。在５０和１００ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２ 处理下，高
羊茅幼苗的电导率随ＣａＣｌ２ 浓度增加而升高，幼苗的
细胞膜透性增加。２５和５０ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２ 处理的
电导率与对照相比分别减少４４．３６％与３２．３９％。
５０９１
ＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ（Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．１２） １２／２０１２
图２　ＣａＣｌ２ 溶液浸种对模拟酸雨胁迫下高羊茅幼苗苗高 （Ａ）、
根长 （Ｂ）、鲜质量 （Ｃ）和电导率（Ｄ）的影响
Ｆｉｇ．２　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｅｅｄ　ｓｏａｋｉｎｇ　ｉｎ　ＣａＣｌ２ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｎ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｈｅｉｇｈｔ（Ａ），ｒｏｏｔ　ｌｅｎｇｔｈ（Ｂ），ｆｒｅｓｈ　ｗｅｉｇｈｔ（Ｃ）ａｎｄ
ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ（Ｄ）ｏｆ　Ｆｅｓｔｕｃａ　ａｒｕｎｄｉｎａｃｅａ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｕｎｄｅｒ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ａｃｉｄ　ｒａｉｎ　ｓｔｒｅｓｓ
２．５不同浓度ＣａＣｌ２ 浸种处理对模拟酸雨胁
迫下高羊茅种子萌发的综合评定　主成分分
析表明，第１主成分中，发芽率等发芽指标对应的相
关系数分别为０．９２０、０．９５９、０．９８４、０．９９６、０．９８３、
０．９０７、０．９８５和－０．９１３，特征根为７．３１９，累积贡献
率为９１．４９％。根据主成分的累积方差贡献率大于
８０％～８５％的原则［２８］，选留第１主成分。发芽指
数、活力指数、苗高在此成分上有较高载荷，说明钙
溶液浸种处理对模拟酸雨胁迫下的高羊茅这３个指
标的影响很大。提取这一主成分基本上可以反映全
部指标的信息，因此，应用这一综合变量来代替原来
的８个变量。通过计算，获得主成分表达式：
Ｆ１＝０．３４０ｘ１＋０．３５４ｘ２＋０．３６４ｘ３＋０．３６８ｘ４＋
０．３６３ｘ５＋０．３３５ｘ６＋０．３６４ｘ７－０．３３７ｘ８。
式中，ｘ代表主成分表达式中的主成分变量，ｘ１ 为
发芽率，ｘ２ 为发芽势；ｘ３ 为发芽指数，ｘ４ 为活力指
数，ｘ５ 为苗高，ｘ６ 为根长，ｘ７ 为鲜质量，ｘ８ 为电导
率。
根据主成分表达式各指标权重值的大小可以看
出各指标在钙浸种对模拟酸雨胁迫下种子发芽特性
影响大小的重要性，由大到小依次为发芽指数、活力
指数、苗质量、鲜质量、发芽势、根长、发芽率、电导
率。根据主成分表达式计算出各钙溶液浸种处理的
得分，５种浓度ＣａＣｌ２ 溶液浸种处理影响耐酸雨胁
迫的能力由强到弱依次为 ５０、２５、１０、１００、５、０
ｍｍｏｌ·Ｌ－１（表１）。
表１　ＣａＣｌ２ 浸种对模拟酸雨胁迫下高羊茅
种子发芽特性的影响能力得分
Ｔａｂｌｅ　１　Ｔｈｅ　ｓｃｏｒｅｓ　ｏｆ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｅｅｄ　ｓｏａｋｉｎｇ　ｉｎ　ＣａＣｌ２
ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｎ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｆｅｓｔｕｃａａｒｕｎｄｉｎａｃｅａ
ｓｅｅｄｓ　ｕｎｄｅｒ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ａｃｉｄ　ｒａｉｎ　ｓｔｒｅｓｓ
ＣａＣｌ２ 浓度
ＣａＣｌ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ／ｍｍｏｌ·Ｌ－１
得分
Ｓｃｏｒｅ
排序
Ｏｒｄｅｒ
０ －３．８１４　 ６
５ －２．０２２　 ５
１０　 ０．２１１　 ３
２５　 ２．５７０　 ２
５０　 ３．３５３　 １
６０９１
１２／２０１２ 草　业　科　学 （第２９卷１２期）
１００ －０．２９８　 ４
　　为避免单一指标的片面性并克服多个指标的复
杂性，全面而准确地评价ＣａＣｌ２ 溶液浸种处理对高
羊茅种子发芽特性及幼苗生长状况的影响，本研究
采用隶属函数法对不同浓度ＣａＣｌ２ 溶液浸种处理对
模拟酸雨胁迫的影响进行评定，确定不同ＣａＣｌ２ 溶
液浸种处理对模拟酸雨胁迫的影响大小。依据各指
标的隶属函数值，结合主成分分析中各指标的权重
值进行综合评定，综合评定值越大，表明钙溶液浸种
对高羊茅在模拟酸雨胁迫下发芽能力的提高作用愈
明显。由表２可知，５种钙溶液浸种处理对酸雨胁
迫下高羊茅种子发芽能力的影响由强到弱的顺序依
次为５０、２５、１０、１００、５、０ｍｍｏｌ·Ｌ－１。两种方法分
析结果的一致性说明了本研究结果科学可靠。
表２　ＣａＣｌ２ 浸种对模拟酸雨胁迫下的高羊茅发芽各指标影响的隶属函数分析
Ｔａｂｌｅ　２　Ｓｕｂｏｒｄｉｎａｔｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｅｅｄ　ｓｏａｋｉｎｇ　ｉｎ　ＣａＣｌ２ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｎ　ｉｎｄｉｃｅｓ　ｏｆ　ｓｅｅｄｓ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ
Ｆｅｓｔｕｃａ　ａｒｕｎｄｉｎａｃｅａ　ｕｎｄｅｒ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ａｃｉｄ　ｒａｉｎ　ｓｔｒｅｓｓ
ＣａＣｌ２ 浓度
ＣａＣｌ２
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ／
ｍｍｏｌ·Ｌ－１
隶属函数值Ｓｕｂｊｅｃｔｉｏｎ　ｖａｌｕｅ
发芽率
Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ
ｒａｔｅ
发芽势
Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ
ｅｎｅｒｇｙ
发芽指数
Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ
ｉｎｄｅｘ
活力指数
Ｖｉｇｏｒ
ｉｎｄｅｘ
苗高
Ｓｅｅｄｌｉｎｇ
ｈｅｉｇｈｔ
根长
Ｒｏｏｔ
ｌｅｎｇｔｈ
鲜质量
Ｆｒｅｓｈ
ｗｅｉｇｈｔ
电导率
Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ
ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ
综合评定
Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ
ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｖａｌｕｅ
排名
Ｏｒｄｅｒ
０ ０．０００ ０．０００ ０．０００ ０．０００ ０．０００ ０．０００ ０．０００ ０．０００　 ０．０００　 ６
５　 ０．１４３　 ０．１４３　 ０．３１２　 ０．１８５　 ０．３７２　 ０．０４９　０．１６９　 ０．４４０　 ０．６４５　 ５
１０　 ０．３５７　 ０．２８６　 ０．５２８　 ０．５５６　 ０．７０４　 ０．４３９　０．６８７　 ０．６００　 １．４７７　 ３
２５　 ０．５７１　 ０．７１４　 ０．７３１　 ０．８１５　 ０．８７０　 １．０００　０．９３６　 １．０００　 ２．３４６　 ２
５０　 １．０００　 １．０００　 １．０００　 １．０００　 １．０００　 ０．６８９　１．０００　 ０．７２０　 ２．６２７　 １
１００　 ０．５７１　 ０．３３３　 ０．４６２　 ０．４８１　 ０．５０７　 ０．１９９　０．５６９　 ０．５２０　 １．２８９　 ４
３　讨论
３．１钙溶液浸种处理可以提高对模拟酸雨胁
迫下的高羊茅种子发芽的数量与品质　钙是
植物的必需元素之一，在细胞伸长、分裂以及细胞膜
构成、渗透性等方面具有重要作用，已有大量研究证
明其可以有效提高种子的活力［１０，１７，２９］。与对照相
比，适宜的钙溶液浸种不仅显著提高种子的发芽势、
活力指数及幼苗的苗高、根长、鲜质量，而且降低了
幼苗的电导率，说明钙溶液浸种在提高种子发芽率
的同时，种子的品质与活力也得以大幅度提高，这与
前人的相关研究结果一致［８，３０］。钙溶液浸种可以提
高模拟酸雨胁迫下高羊茅种子的发芽能力，一方面
在于钙溶液可以缓解模拟酸雨本身的酸度［３１］，另一
方面在于钙可以激活 Ｈ＋－ＡＴＰ酶增强植物对细胞
质ｐＨ值的调节，同时激活部分保护酶活性，从而减
轻模拟酸雨胁迫对细胞膜结构的破坏，增强细胞抗
酸胁迫的能力［１６，３２－３４］。
３．２钙溶液浸种处理对模拟酸雨胁迫下高羊
茅种子的发芽特性相关指标的影响作用不同
　钙处理对模拟酸雨胁迫下高羊茅发芽的各指标
中的幼苗根长影响作用最大，５０ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２
溶液浸种处理的根长是对照的７．９６倍，其次为活力
指数，５０ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２ 溶液浸种处理的活力指
数比对照提高７６．１０％，该处理下的发芽势与苗高
分别比对照提高５８．４０％和５６．３５％，仅对发芽率的
影响在各指标中最小，比对照提高２１．８２％。模拟
酸雨胁迫显著抑制草坪草根系的生长，对根长的影
响要显著大于对幼苗苗高的影响［３５］，而钙溶液浸种
处理则可显著减少模拟酸雨胁迫对幼苗苗高与根长
的影响，对根长的影响作用显著大于对幼苗苗高的
影响作用。原因可能在于随着钙对模拟酸雨胁迫的
缓解，幼苗胚根所受胁迫减轻，高羊茅种子的胚根生
长速度快于胚芽，因而钙处理表现对高羊茅根长的
影响较大。在钙处理对盐胁迫下的高羊茅种子萌发
影响的研究中，高浓度钙处理对高羊茅种子萌发产
生伤害，其处理效果甚至低于对照［３０］。而在本研究
中，高浓度处理虽然效果较差，但仍高于对照，原因
可能在于钙处理对酸雨胁迫的缓解效果好于对盐胁
迫的缓解效果。
３．３模拟酸雨胁迫下高羊茅种子发芽随钙处
７０９１
ＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ（Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．１２） １２／２０１２
理浓度增大具有先促进后抑制的特点　钙能
参与膜结构的保持与修复，稳定膜脂及膜蛋白的结
构，维持植物细胞内离子的平衡，保持细胞结构与功
能的完整，使植物维持正常的生理活动［１５，１７］。添加
适量的钙，可以维持钙信号系统的正常发生与传递，
加强质膜的稳定性，并进一步维持细胞内离子的平
衡。从本研究结果也可以看出，适宜浓度的钙溶液
浸种有效降低幼苗的电导率，减少植物体内细胞膜
的损伤。而在５０和１００ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２ 处理下
电导率则开始升高，相对增加了膜透性，原因可能在
于较高浓度的钙处理可能超过植物的吸收能力使植
物造成渗透胁迫，导致细胞内的离子平衡被打破，形
成类似盐害的破坏作用从而增加膜透性［３０］。
综合分析认为，钙溶液浸种可有效提高模拟酸
雨胁迫下高羊茅种子的发芽能力，随着ＣａＣｌ２ 处理
浓度的增加，高羊茅在模拟酸雨胁迫下种子发芽能
力逐渐提高，但超过一定浓度后反而使高羊茅种子
的发芽能力降低。其中以５０ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２ 处
理对模拟酸雨胁迫下的高羊茅种子发芽作用最好，
本研究对于长江中下游酸雨地区高羊茅草坪建植具
有一定的指导意义，至于应用于其他草坪草种是否
有明显的缓解效果则有待于进一步验证。
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Ｆｅｓｔｕｃａａｒｕｎｄｉｎａｃｅａｓｅｅｄｓ　ｕｎｄｅｒ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ａｃｉｄ　ｒａｉｎ　ｓｔｒｅｓｓ
ＣＨＡＮＧ　Ｑｉｎｇ－ｓｈａｎ１，ＺＨＡＮＧ　Ｌｉ－ｘｉａ２，ＷＡＮ　Ｔａｏ３，ＷＡＮＧ　Ｑｉｎｇ－ｙａ４，ＷＡＮＧ　Ｒｕｉ　５
（１．Ｃｏｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ，Ｈｅｎａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ　４７１００３，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｏｌｅｇｅ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｈｅｎａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ　４７１００３，Ｃｈｉｎａ；
３．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｂｉｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｊｉｎｇｄｅｚｈｅｎ　Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　Ｃｏｌｅｇｅ，Ｊｉｎｇｄｅｚｈｅｎ　３３３０００，Ｃｈｉｎａ；
４．Ｃｏｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｌｉｆｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００９５，Ｃｈｉｎａ；
５．Ｃｏｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００９５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｆｉｎｄ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ＣａＣｌ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｔｕｄｙ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ＣａＣｌ２ｏｎ　ｓｅｅｄ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｕｎｄｅｒ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ａｃｉｄ　ｒａｉｎ　ｓｔｒｅｓｓ，Ｆｅｓｔｕｃａ　ａｒｕｎｄｉｎａｃｅａｓｅｅｄｓ　ｗｅｒｅ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｎ－
ｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ＣａＣｌ２ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘｅｓ　ｗｅｒｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ａｆｔｅｒ　ｓｅｅｄ　ｓｏａｋｉｎｇ．Ｔｈｅ
ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｓｅｅｄ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ，ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ，ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ，ｖｉｇｏｒ　ｉｎｄｅｘ，
ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｈｅｉｇｈｔ，ｒｏｏｔ　ｌｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｆｒｅｓｈ　ｗｅｉｇｈｔ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｆｉｒｓｔｌｙ，ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｄｅｃｌｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｇ
ＣａＣｌ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ　ｃｏｎｔｉｎｕａｌｙ，ｗｈｉｌｅ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｗａｓ　ｏｐｐｓｉｔｅ，ｄｅｃｌｉｎｅｄ　ｆｉｒｓｔｌｙ　ａｎｄ
ｔｈｅｎ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｒｉｎｃｉｐａｌ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ａｎｄ　ｓｕｂｏｒ－
ｄｉｎａｔｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｏｒｄｅｒ（ｆｒｏｍ　ｓｔｒｏｎｇ　ｔｏ　ｗｅａｋ）ｏｆ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｐｒｏｍｏｔｅｄ　ｂｙ　Ｃａ２＋ ｗａｓ　５０，
２５，１０，１００，５ａｎｄ　０ｍｍｏｌ·Ｌ－１．Ｔｈｅ　５０ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＣａＣｌ２ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｓｏａｋｉｎｇ　ｓｅｅｄｓ　ｗａｓ　ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｆｏｒ
Ｆ．ａｒｕｎｄｉｎａｃｅａｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｔｏ　ａｃｉｄ　ｒａｉｎ　ａｔ　ｔｈｅ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｐｈａｓｅ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｆｅｓｔｕｃａ　ａｒｕｎｄｉｎａｃｅａ；ＣａＣｌ２ｓｏｌｕｔｉｏｎ；ｐｒｉｎｃｉｐａｌ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ａｎａｌｙｓｉｓ
Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ａｕｔｈｏｒ：ＺＨＡＮＧ　Ｌｉ－ｘｉａ　Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｌｉｘｉａ２１０＠１６３．ｃｏｍ
９０９１