全 文 ：　[ 收稿日期] 　2009-08-21;2009-12-07修回
　[ 基金项目] 　黑龙江省自然科学基金项目“镜泊湖世界地质公园维管植物多样性研究”(C200842);牡丹江市科学技术计划项目(攻关类)
“牡丹江污染环境的生物修复研究”(G200920065)
　[ 作者简介] 　于　爽(1974-),女 ,硕士 ,副教授 ,从事植物生物学教学与科研工作。 E-mail:sw xys@126.com
[文章编号] 1001-3601(2009)12-0838-0075-03
锌对无芒雀麦种子萌发的影响
于 爽 , 李继光 , 王守丽
(牡丹江师范学院 生命科学与技术学院 , 黑龙江 牡丹江 157012)
　　[摘　要] 为研究重金属锌胁迫对无芒雀麦种子的影响 ,在实验室中模拟土壤锌积状况 ,对无芒雀麦种子
在浓度为 0(对照)、50 、100 、150 、200 、250 、300mg/L 的 ZnSO4胁迫下进行种子萌发试验。结果表明 ,ZnSO 4浓度小于 150mg/ L 时 ,锌胁迫对于无芒雀麦生长可起到一定的促进作用 ,但当 ZnSO4浓度大于 150mg/ L
时 ,对无芒雀麦生长起到抑制作用。ZnSO 4浓度为 150mg/ L 是影响无芒雀麦种子萌发的关键值 。[关键词] 无芒雀麦;锌;种子;萌发[中图分类号] S512.1+9 [文献标识码] A
Effect of Zn on Seed Germination of Bromus inermis Leyss
YU Shuang , LI Ji-guang , WANG Shou-li
(Department of Li f e Sciences , Mudan jiang Normal College , Mudan jiang , Heilong jiang 157012 , China)
　　Abstract:The seeds of B romus inermis Ley ss w ere t reated by di fferent ZnSO4 concentrat ions(0 , 50 ,
100 , 150 , 200 , 250 and 300mg/ L)to study the ef fect on seed germination o f Bromus inermis Ley ss.The
results show ed that the Zn st ress wi th below 150mg/L had a certain promo tion effect on seed germination
and g row th of B romus inerm is Ley ss and the Zn st re ss w ith above 150mg/ L had the inhibiting ef fect on
seed germination and g row th of Bromus inerm is Ley ss.The Zn concentrat ion wi th 150mg/L is the key
value to af fect seed germination o f Bromus inerm is Ley ss.
Key words:B romus inermis Ley ss.;Zn;seed;ge rm ination
　　在环境中锌 、铜 、铅和镉等重金属很难降解 ,并
会通过食物链富集放大 ,因此 ,其环境毒性效应的研
究受到高度重视。锌是植物生长发育不可缺少的微
量元素[ 1] 。而锌超过一定的浓度 ,尤其在锌矿区和
含锌工业“三废”污染的地区锌含量严重过量 ,则对
植物的生长产生抑制[ 2-3] 。从目前研究对象看 ,国内
外所选试材以农作物及蔬菜较为多见;从重金属污
染修复研究看 ,关于生物修复方式的探讨与尝试是
当今一个热点问题。这里需要指出的是 ,在生态系
统中 ,尽管牧草植物在降低环境污染与生态保护方
面具有极其重要的意义 ,而重金属锌对牧草生长效
应的研究未引起足够重视。无芒雀麦是一种适宜在
我国的暖温带和中温带种植的优良禾本科牧草[ 4] 。
为此 ,对 ZnSO 4胁迫下无芒雀麦种子萌发的生理特
性进行了初步探讨 ,对应用重金属污染修复及分子
生物学手段进行抗性育种研究有很重要的实践意
义;同时 ,为研究重金属锌胁迫提供了理论依据 ,为
下一步模拟生态环境的混合重金属胁迫处理提供了
一定的试验基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试无芒雀麦品种(美国肯塔基)由牡丹江市园
林绿化处提供 ,本试验在牡丹江师范学院生物系植
物生理实验室进行。
1.2 试验设计
依照国际种子检验规程 ,发芽床采用滤纸法 。
试验采用完全随机设计 ,将供试种子置于铺有脱脂
棉和双层滤纸的直径为 9 cm 的培养皿中 ,每皿 100
粒。分别加入浓度为:0 、50 、100 、150 、200 、250 、
300mg/L 的 ZnSO4溶液 ,以 0mg/L 作为对照组 ,每
个浓度设 3次重复 ,培养皿置于 20℃微电脑恒温气
候箱内培养 ,每天补充 ZnSO 4溶液使滤纸保持湿
润。
1.3 试验方法
以 3个重复中有 1粒种子萌发即为该处理的发
芽起始 ,每 24h 统计发芽种子数 ,并在发芽试验结
束后计算种子的发芽势 、发芽率 、相对发芽率 、相对
发芽指数 、相对盐害率以及发芽率较对照组下降的
百分比等指标 。从处理后第 2天起 ,每隔 1d测量 1
次各个样本的地上部分长度和地下部分长度 ,并取平
均值。分别称量各处理无芒雀麦的地上部和地下部
的鲜重 ,烘干至恒重后称其干重 ,并计算生物量[ 5-7] 。
1.3.1 发芽势
发芽势(Ge)/ %=n/N ×100
式中 ,n为第 4天积累发芽种子数 , N 为供试种
子总数。
相对发芽势(RGe)/ %=(处理发芽势/对照发
　贵州农业科学　2009 , 37(12):75 ～ 77　Guizhou Ag ricultural Sciences
芽势)×100
1.3.2 发芽率
发芽率(GP)/ %=n/N×100
式中 ,n为第 7天积累发芽种子数 , N 为供试种
子总数 。
相对发芽率(RGP)/ %=(处理发芽率/对照发
芽率)×100
发芽下降百分比/ %=对照发芽率-处理发芽率
1.3.3 发芽指数
发芽指数(Gi)=∑Gt/Dt
式中 ,Gt为在时间 t 天的发芽数 ,Dt为相应的
发芽天数。
相对发芽指数(RGi)/%=(处理发芽指数/对
照发芽指数)×100
1.3.4 其他指标
相对盐害率/ %=[(对照发芽率 -处理发芽
率)/对照发芽率] ×100
生物量(S)/g=胚芽干重+胚根干重
活力指数(VI)=Gi×S
式中 ,Gi为发芽指数 ,S 为生物量。
2 结果与分析
2.1 锌对无芒雀麦种子发芽率的影响
由表 1可知 ,与对照组相比 ,在锌处理下无芒雀
麦种子的萌发出现了“滞后”现象 ,主要表现为发芽
所需时间延长 。随着 ZnSO 4胁迫浓度的增加 ,对种
子的萌发的抑制作用明显增加。
表 1 无芒雀麦种子锌处理 8 d 的累积发芽率
　Table 1 　The accumula tion ge rmination rate o f Bromus
inermis Ley ss seeds treated by diffe rent ZnSO 4
concentra tions and trea tment days %
ZnSO 4浓度/
(m g/ L)
Concent ration
处理时间/ d T reatm ent day
1 2 3 4 5 6 7 8
　　　0(CK)12.50 21.50 23.00 23.00 24.50 25.00 25.00 25.00
50 3.70 15.00 16.30 15.00 18.00 14.70 17.30 17.30
100 9.40 18.70 19.30 18.30 18.70 20.30 21.70 21.70
150 6.70 14.40 15.20 15.20 15.20 15.40 17.60 15.80
200 7.00 13.50 16.00 16.00 16.00 16.50 18.00 15.50
250 8.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00
300 6.70 12.30 12.60 12.70 12.70 12.70 13.30 14.30
2.2 锌对无芒雀麦种子相对发芽势与发芽率的影响
为排除种子在萌发过程中发芽率不一致的干
扰 ,便于观察 ZnSO 4胁迫对种子萌发的影响 ,对于
发芽率和发芽势采用相对值进行比较 。
由锌对无芒雀麦种子相对发芽势的影响(图 1)
可看出 ,当 ZnSO 4浓度低于 150mg/L 时 ,相对发芽
势逐渐升高 ,当 ZnSO 4浓度达到 150mg/ L 时 ,相对
发芽势升到最高 ,说明浓度在 150mg/L 内对无芒
雀麦种子萌发有促进作用。随着 ZnSO 4浓度的升
高 ,相对发芽势逐渐降低 ,但在 250mg/L 时达到最
低 ,之后略有升高 ,但差异不显著 。说明 , ZnSO 4浓
图 1 锌对无芒雀麦种子的相对发芽势和相对发芽率的影响
　　Fig.1　Effects o f Zn on rela tive g ermination v ig or
and rate of Bromus inermis Ley ss seeds
度大于 150mg/L 时对无芒雀麦种子萌发有抑制作
用。
由锌对无芒雀麦种子相对发芽率的影响(图 1)
看出 ,当 ZnSO 4浓度低于 100mg/ L 时 ,相对发芽率
随ZnSO 4浓度的升高而升高 ,当 ZnSO 4浓度达到
100mg/L 时 , 相对发芽率达到最高 。说明 , 该
100mg/L ZnSO 4最大刺激了无芒雀麦种子萌发 。
随 ZnSO 4浓度的升高 ,相对发芽率总体呈下降趋
势 ,但在 250mg/L 时达到最低 。说明 , 高浓度的
ZnSO 4抑制了无芒雀麦种子的萌发 。
在ZnSO 4浓度为 150mg/L 时无芒雀麦种子的
相对发芽势最高 ,说明在其浓度下种子的活力高 ,出
苗齐而壮 ,而在 ZnSO4浓度为 100mg/L 相对发芽
率最高 ,只能说明在其浓度下无芒雀麦种子出苗率
最高 ,不能说明苗整齐度与粗壮度 。
2.3 锌对无芒雀麦种子发芽指数 、生物量和活力
指数的影响
2.3.1 发芽指数 由锌对无芒雀麦种子发芽指数
的影响(图 2)可知 ,与对照相比 ,用ZnSO4处理无芒雀
麦种子的发芽指数都低于对照。说明 ,锌对无芒雀麦
种子萌发构成了胁迫。在ZnSO4浓度150mg/L时 ,发
芽指数最高 ,说明在该浓度无芒雀麦种子发芽所用的
时间最短 ,发芽速度最快 ,同时也表现出该浓度下无
芒雀麦种子抗性最强。再随着 ZnSO 4浓度的增加 ,发
芽指数也逐渐降低。当 ZnSO4浓度在 250mg/L 时 ,
发芽指数下降到最低 ,此时无芒雀麦种子发芽所用的
时间最长 ,发芽速度最慢 ,抗性最弱。
2.3.2 生物量 由锌对无芒雀麦生物量的影响(图
2)看出 , 无芒雀麦种子萌发期的生物量在对照
(0mg/L ZnSO4)时最高 ,为 0.2035g ,说明积累的有机
物最多。随着ZnSO4浓度的升高无芒雀麦种子萌发期
的生物量呈下降趋势 ,但在ZnSO4浓度为 150mg/ L时
的生物量又有所增大 ,此时生物量为0.053033 g ,在
ZnSO4浓度为 300mg/L时生物量最低。
2.3.3 活力指数 活力指数可以反映种子在田间
条件下的萌发速度和幼苗的整齐程度以及优质丰产
的潜力 ,这与人工牧草地建植是非常关键的。资料
表明 ,利用活力指数的大小来评价植物萌发长期耐
盐性应该更为全面和科学[ 8] 。由锌对无芒雀麦种子
·76· 　　　　　　　　　　　　 　　　　贵 州 农 业 科 学 2009 , 37 卷
图 2 锌对无芒雀麦种子的发芽指数 、生物量及其活力指数的影响
Fig.2　Effects of Zn on ge rmination index , biomass and activity index of Bromus inermis Ley ss seeds
活力指数的影响(图 2)看出 ,无芒雀麦种子的活力
指数在对照时最高 ,为 4.727 3 g 。进行处理后 ,随着
ZnSO4浓度的升高 ,无芒雀麦种子的活力指数逐渐
上升 ,在浓度为 150mg/L 时达到最高 。随着ZnSO 4
浓度的继续升高 ,无芒雀麦种子的活力指数逐渐下
降 ,在浓度为 300mg/L 时降到最低 ,此时无芒雀麦
种子的活力指数为 0.195 g 。
2.4 锌对无芒雀麦种子相对盐害率和发芽率下降
百分比的影响
2.4.1 相对盐害率 从锌对无芒雀麦种子相对盐
害率的影响(图 3)可看出 ,随着ZnSO 4 浓度的增加 ,
相对盐害率总体呈上升趋势。当ZnSO 4 浓度在100
mg/L 时 , 相对盐害率最低。当 ZnSO 4 浓度在
250mg/L 时 ,相对盐害率最高。
2.4.2 发芽率下降百分比 发芽率下降百分比反
映的是种子在胁迫环境中的发芽率与对照相比下降
的情况。从锌对无芒雀麦种子发芽率下降百分比的
影响(图 3)可见 ,当ZnSO4浓度为 100mg/L 时 ,种子
的发芽率下降百分最低 ,之后总体呈上升趋势 ,且在
250mg/L 时发芽率下降百分比最高 ,发芽率最低。
2.5 锌对无芒雀麦地上 、地下部分长度的影响
由锌对无芒雀麦地上部分长度的影响(图 4)可
看出 ,低浓度促进无芒雀麦地上部分的生长 ,高浓度
抑制无芒雀麦的生长 。锌胁迫的时间越长 ,无芒雀
麦地上部分生长幅度越小 。
由锌对无芒雀麦地下部分长度的影响(图 4)可
看出 ,低浓度可促进无芒雀麦地下部分的生长 ,高浓
度抑制无芒雀麦的生长。当 ZnSO4浓度在 50mg/ L
时地下部分的生长量最高 。同时随锌胁迫的时间越
长 ,无芒雀麦地下部分生长幅度越小。由于用 Zn-
SO 4处理的第 5 天地下部分的生长量过于小 ,所以
不是很明显。
由图 4综合看 ,与对照相比 ,随着 ZnSO4浓度的
升高 ,地上部分和地下部分的生长速度减慢 ,伸长量
呈现递减趋势。其中 ,地下部分的被高浓度 ZnSO 4
抑制幅度较为明显。
3 小结与讨论
1)在目前的研究中 ,已经有人开始关注植物种
子萌发阶段的生物学特性 ,并把该阶段作为植物能
否在胁迫环境下生存的关键。本项研究是从无芒雀
麦种子的萌发阶段入手 ,比较了不同浓度的 ZnSO 4
对其处理的反应。根据本次试验结果 ,低浓度的
ZnSO 4刺激了无芒雀麦种子的萌发 ,促进了幼苗的
生长 ,对其种子的萌发表现了明显的增效效应 。超
(下转第 80 页)
·77·　第 12 期 于　爽 等　锌对无芒雀麦种子萌发的影响
2)蚜虫 。可用 10%吡虫啉 10 g/667m2或 3%
避蚜雾 3 000 倍液防治 。但要注意交替用药 ,以防
产生抗药性。
3)红蜘蛛和茶黄螨。危害叶片 ,造成叶片皱
缩 、卷曲 , 叶背茶褐色。可用 10%浏阳霉素乳油
1 000倍液 、15%哒螨灵乳油 1000 ～ 1500 倍液防
治 ,一般间隔 7 ～ 10 d ,连续喷 2 ～ 3次 。
4)棉铃虫和烟青虫 。防治时期重点在现蕾开
花期 ,可用 2.5%功夫乳油 400 倍液 、2.5%天王星
乳油 3000倍液或 1.5%一遍尽 2 000倍液防治 。
5)蛴螬 、金针虫等害虫可喷施 90%敌百虫
1 000倍液进行防治 。
3 采收及干制
3.1 采摘
鲜辣椒可根据市场需要进行采收 。干辣椒在果
实深红成熟时及时采收 ,对红熟果实若不及时收摘 ,
一是影响上层结果量 ,二是果实成熟后遇阴雨天气 ,
可出现开裂 、炸皮霉烂 、降低商品价值 。因此 ,为了
不影响植株不断生长和开花结果 ,减少养分消耗 ,增
加产量和增进品质 ,应在辣椒果实成熟后及时分次
采收 ,即红一批采摘一批。采收应在晴天进行 ,以便
及时挑选晾晒 。
3.2 干制
干制方法一般有自然干燥法和加温干燥法 。自
然干燥法是将采收的辣椒在晒谷坪上摊晒 ,水分蒸
发到 10%以下即可保存 ,回潮后再翻晒 1次。加温
干燥法是把采后的辣椒放在竹筛里摊平 ,放入烘房 ,
保持 40 ～ 50℃,烘干为止。
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(责任编辑:聂克艳)
(上接第 77 页)
过一定浓度范围后 ,随 ZnSO4胁迫强度的增加 ,锌抑
制了无芒雀麦种子的萌发 、幼苗的生长。由此可见 ,
在无芒雀麦种子的最初萌发阶段 ,种子首先面临的是
由于不同浓度的 ZnSO 4产生的渗透胁迫[ 8] ,高浓度的
ZnSO 4诱导了种子的休眠 ,抑制种子的萌发[ 9] 。
2)由于环境不同 ,锌对植物不同部位的影响也
有所不同[ 10-13] ,在根系相对比较幼嫩的时候 ,地下部
分对锌的更加敏感。试验结果表明 ,超过最适浓度
之后 ,无芒雀麦种子的地上部分与地下部分长度均
有所降低 ,其中地下部分下降最明显 。主要是因为
在遇到外界环境的干扰时 ,地下部分是植株与外界
环境直接接触的部位 ,受到环境的影响最大 。因此 ,
在种子萌发 、幼苗生长的初始阶段 ,地下部分对外界
环境敏感性的差异决定了植物抗逆性的强弱。
3)由试验结果可知 ,当ZnSO4浓度小于150mg/
L时 ,锌胁迫对于无芒雀麦生长可起到一定的促进作
用 ,但当 ZnSO4浓度大于150mg/L 时 ,对无芒雀麦生
长起到抑制作用。故可认为 ,ZnSO 4浓度为 150mg/ L
是影响无芒雀麦种子萌发的关键值。
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(责任编辑:杨晓容)
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