全 文 ：文章编号 :100028551 (2008) 062851205
模拟酸雨下氯化镧处理对小麦发芽及幼苗生长的影响
陆晓民　盛　伟　杨　吉
(安徽科技学院生命科学学院 ,安徽 凤阳　233100)
摘 　要 :模拟酸雨下采用不同浓度的氯化镧浸泡小麦种子 ,测定其对种子萌发及幼苗生长的影响。结果
表明 :在模拟酸雨下 ,1～100mgΠL 浓度的氯化镧可以促进小麦发芽、增加幼苗干重、促进根系生长、提高
根系活力及叶绿素含量 ,并能抑制丙二醛和脯氨酸增多 ,增强了小麦对酸雨逆境的抵抗能力。从不同浓
度的氯化镧对小麦的发芽、营养生长及生理指标的影响进行综合判断可知 ,以 10mgΠL 的氯化镧处理效
果最好。
关键词 :模拟酸雨 ;氯化镧 ;小麦 ;发芽 ;生理生态指标
EFFECTS OF LaCl3 TREATMENT ON WHEAT SEED GERMINATION AND SEEDLING
GROWTH UNDER SIMULATED ACID RAIN CONDITION
LU Xiao2min 　SHENG Wei 　YANGJi
( College of Life Sciences ,Anhui Science and Technology University , Fengyang ,Anhui 　233100)
Abstract :Effects of LaCl3 treatments on wheat seed ( Triticum aestivum) the germination and seedling growth were studied
under simulated acid rain condition. Compared with the corresponding controls ,1～100mgΠL LaCl3 treatment could promote
seed germination , raise plant dry weight ,increase chlorophyll content ,enhance root activity ,promote root growth , reduce the
MDA and proline content . The results indicated LaCl3 treatment could enhance the resistance of wheat to acid rain adversity.
Comprehensive analysis from germination , the vegetative growth and physiological indicators intered that the 10mgΠL LaCl3
treatment was the best among all the treatments.
Key words :simulated acid rain ;LaCl3 ; Triticum aestivum ;germination ;eco2physiological indexes
收稿日期 :2008204212 　接受日期 :2008206224
基金项目 :安徽科技学院稳定人才项目 (ZRC200554)
作者简介 :陆晓民 (19692) ,男 ,安徽固镇人 ,硕士 ,副教授 ,主要研究方向为植物抗逆生理。E2mail :luxiaomin88 @1631com　　酸雨为全球性的污染源之一 ,我国酸雨面积近年来已达 40 %。长期的高酸度雨易造成土壤酸化及土中植物营养元素如 K+ 、Na + 、Ca2 + 、Mg2 + 等盐离子的大量流失 ,导致土壤肥力下降 ,最终使土壤贫瘠化 ,给水体、森林及农作物造成很大的障碍 ,给生产带来很多负面影响[1～4 ] ,如何克服和缓解酸雨的危害 ,将是农业生产急需解决的难题。研究表明 ,酸雨会导致土壤酸化 ,pH值低于 410 的酸雨对农作物种子的发芽和幼苗生长具有较强抑制作用 ,且 pH 值越低 ,所产生的不利影响越大[5 ,6 ] 。稀土已被广泛应用于农业生产领域 ,近年 来的研究发现 ,镧是 17 种稀土元素中最重要和最活泼的元素之一 ,其在有机体中含量很少 ,但对生命活动则具有重要的调节作用。一定浓度的镧不仅能够加速作物种子萌发、促进其根系生长及对养分的吸收、增强光合作用、提高产量 ,还能够提高作物对低温、病害及重金属等逆境胁迫的低抗能力 ,使作物在一定的不良环境范围内仍能生长发育[7～12 ] 。为此 ,本试验依据我国的酸雨状况及其对农业生产的影响 ,探讨在模拟酸雨下不同浓度氯化镧对小麦发芽及其幼苗生长的影响 ,以期克服或缓解不良酸雨环境的不利影响 ,为我国小
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麦的高产、优质栽培提供参考。
1 　材料与方法
111 　材料
皖麦 19 ,由安徽省丰乐种子公司提供。氯化镧 ,
由国药集团化学试剂有限公司提供。
模拟酸雨的配制 :根据安徽省酸雨污染特征分析
资料[13 ] ,按硫酸根与硝酸根离子含量的摩尔比 5∶1 配
制母液 ,用去离子水稀释 ,配制 pH315 的模拟酸雨 ,以
去离子水为清水对照。
112 　方法
11211 　种子发芽试验　采用单因素完全随机设计 ,设
6 个处理 ,A :清水对照 1 ;B :酸雨对照 2 ;C :1mgΠL 氯化
镧溶液 ;D :10mgΠL 氯化镧溶液 ; E : 100mgΠL 氯化镧溶
液 ;F :1000mgΠL 氯化镧溶液 ,试验于 2006 年 9 - 10 月
在安徽科技学院生命科学学院园艺实验室进行。首先
将种胚完好、大小均匀一致、饱满的 (千粒重为 44137g)
皖麦 19 小麦种子采用不同浓度的氯化镧溶液于 25 ℃
下浸种 24h (A、B 处理采用清水浸种) ,然后将其整齐
排列在铺有滤纸的直径为 15cm 的培养皿中 ,每皿 50
粒 ,每处理 10 皿。除 A 处理添加清水外 ,其他处理均
添加 pH315 的模拟酸雨处理液 ,每皿 15ml ,每天更换 1
次处理液。种子置于 25 ℃下萌发 ,4d 后统计发芽势 ,
7d 后统计胚根长度 ,并计算各处理活力指数 (发芽率
×胚根长度) 。
11212 　幼苗生长试验 　试验采用单因素随机区组设
计。6 个处理设计同种子发芽试验 ,于 2006 年 10 - 11
月在安徽科技学院生命科学学院园艺实习基地内进
行。选用优质大田表层土壤为栽培基质 ,采用 15cm ×
13cm规格的塑料盆 ,每个处理 10 盆 ,设 3 次重复 ,每
盆播种 6 粒皖麦 19 小麦种子 ,出苗后均保留 3 株 ,并
按常规正常均一管理。苗三叶一心时 ,除 A 淋浇清水
外其他处理均采用 pH315 的模拟酸雨淋浇 ,每次淋浇
量以土壤浸透为度 ,并始终保持土壤湿润 ,同时在各处
理首次淋浇 6h 后 ,除 A、B 喷施清水外其他处理进行
不同浓度的氯化镧溶液叶面喷施处理 ,以叶面布满雾
滴而不滴下为度 ,6d 喷 1 次 ,喷施 3 次 ,至幼苗五叶一
心时对其根系干重、植株干重等营养生长指标及根系
活力、叶绿素、丙二醛、脯氨酸含量等生理指标进行测
定。
113 　测定
植株干重 (105 ℃杀青 30min 后于 80 ℃的烘箱中烘
干至恒重)用电子天平称量 ,壮苗指数 = (根干重Π地上
干重) ×全株干重。叶绿素含量采用分光光度法进行
测定 ,脯氨酸含量按茚三酮显色法进行 ,丙二醛含量采
用硫代巴比妥酸显色法测定 ,以上均按文献[ 14 ]进行 ;
根系活力采用 TTC法[15 ] 。
模拟酸雨下氯化镧对小麦幼苗抗逆性的影响采用
隶属函数法进行评价[16 ] ,隶属函数值 [ X (u1 ) , X (u2 ) ]
计算方程为 :
X (u1 ) = [ X - Xmin ]Π[ Xmax - Xmin ] (1)
X (u2 ) = 1 - [ X - Xmin ]Π[ Xmax - Xmin ] (2)
　　其中 , X 为各处理某一指标的测定值 ; Xmax为所有
处理此指标的最大值 ; Xmin为所有处理此指标的最小
值。若所测指标与植物的抗逆性呈正相关 ,则采用 (1)
式计算隶属值 ,反之则用 (2)式。累加各处理各指标的
具体隶属值作为综合指标用于比较抗性大小 ,测定值
越大 ,抗逆性越强。
2 　结果与分析
211 　模拟酸雨下不同浓度的氯化镧对小麦种子发芽
的影响
模拟酸雨下不同浓度的氯化镧对小麦种子发芽的
影响如表 1 所示 ,A 和 B 两处理相比 ,pH315 的模拟酸
雨对小麦的发芽具有强烈的抑制作用。在模拟酸雨下
采用 1～1000mgΠL 的氯化镧进行浸种处理后 ,小麦种
子的发芽指标均随着处理浓度的提高呈上升趋势 ,当
浓度达 10mgΠL 时 ,小麦种子的发芽率、发芽势、胚芽长
度及活力指数为最大 ,甚至高于清水对照 ,但与清水对
照间均无显著差异 ,而与酸雨对照间差异均达显著或
极显著 ;当浓度进一步升高 ,小麦种子的发芽能力又呈
减弱趋势 ,处理浓度为 100mgΠL 时 ,其发芽指标与酸雨
对照间均无显著差异 ;处理浓度达 1000mgΠL 时 ,小麦
种子的发芽指标均低于酸雨对照 ,且胚根长、发芽势与
酸雨对照差异显著。由此可见 , 在模拟酸雨下以
10mgΠL 氯化镧处理对小麦种子的发芽效果最好。
212 　模拟酸雨下不同浓度的氯化镧对小麦幼苗营养
生长的影响
模拟酸雨下叶面喷施不同浓度氯化镧对小麦幼苗
生长的影响见表 2。在模拟酸雨下 ,叶面喷施不同浓
度氯化镧的小麦幼苗干重存在差异 ,从综合指数比较
可知 :处理中以 10mgΠL 氯化镧处理的效果最佳 ,壮苗
指数达到 01271 与其他各处理差异均达显著水平 ,其
次是 1mgΠL 氯化镧处理及清水对照 ,分别达到 01190
和 01210 ,二者差异不显著 ,但与酸雨对照均达显著水
258 核　农　学　报 22 卷
表 1 　模拟酸雨下不同浓度的氯化镧处理对小麦种子发芽的影响
Table 1 　Effects of different concentration LaCl3 treatment on seed germination
of Triticum aestivum under simulated acid rain
处理
treatment
发芽率
germination rate ( %)
发芽势
germination vigor ( %)
胚芽长
length of bud (cm)
胚根长
length of root (cm)
活力指数
activity index
A 93133aAB 85133abA 9114aA 11187aA 11109aA
B 82100cdCD 75133cAB 7106cBC 5118bBC 4124bcBC
C 88167abABC 81133abcA 8160abAB 5187bB 5120bB
D 94100aA 87133aA 9133aA 12111aA 11139aA
E 85133bcBCD 77133bcA 7173bcABC 5147bB 4166bBC
F 78167dD 64133dB 6175cC 4107cC 3120cC
注 :A :清水对照 ;B :酸雨对照 ;C、D、E、F 分别为 1、10、100、和 1000mgΠL 氯化镧溶液。标有不同小写字母表示在 P < 0105 水平达显著 ,不同大写字母表
示在 P < 0101 水平达显著。下表同。
Note :A :water control ;B :acid rain control ; C ,D ,E and F mean 1 ,10 ,100 and 1000mgΠL LaCl 3 solution , respectively. Different small letters mean significantly different
at 0105 level ,different big letters mean significantly different at 0101 level . The same as following figures and tables.
表 2 　模拟酸雨下不同浓度的氯化镧处理对
小麦幼苗营养生长指标的影响
Table 2 　Effects of different concentration LaCl3
treatment on the vegetative growth of Triticum
aestivum seedling under simulated acid rain
处理
treatment
地上干重
shoot dry
weight
(gΠplant) 根干重root dryweight(gΠplant) 植株干重plant dryweight(gΠplant) 壮苗指数seedlingindexes
A 016987 011691 018678 01210b
B 016093 011408 017501 01173c
C 015526 011498 017024 01190b
D 017961 012135 110009 01271a
E 016381 011485 017865 01183bc
F 016635 011513 018148 01186bc
平。由此可见 ,一定浓度的氯化镧溶液处理可以增加
小麦幼苗的干重 ,提高壮苗指数 ,有利于缓解酸雨对幼
苗造成的不利影响。
213 　模拟酸雨下不同浓度氯化镧处理对小麦幼苗生
理指标的影响及抗性评价
21311 　对小麦幼苗叶绿素含量及根活力的影响　模
拟酸雨下 ,不同浓度的氯化镧处理对小麦幼苗叶绿素
含量和根系活力的影响见图 1、2。由图 1 可见 ,浓度
为 10mgΠL 氯化镧处理的叶绿素含量最高 ,较清水对
照、酸雨对照分别提高了 9166 %、36135 % ,其次是 100、
1000 及 1mgΠL 的氯化镧处理 ,分别比酸雨对照提高了
20160 %、17191 %和 16140 %。其中 10mgΠL 的氯化镧、
清水对照间差异不显著 ,但均与酸雨对照达极显著差
异 ,其他处理均与酸雨对照达显著差异。图 2 显示 ,在
根系活力方面 ,以 10mgΠL 氯化镧处理的根活力最高 ,
其次为清水对照 ,二者分别与酸雨对照达极显著、显著
差异 ,而其他处理与酸雨对照无显著差异。
图 1 　模拟酸雨下不同浓度氯化镧处理
对小麦叶绿素含量的影响
Fig. 1 　Effects of different concentration LaCl3 treatment
on chlorophyll content of wheat under simulated acid rain
21312 　对小麦幼苗丙二醛含量及脯氨酸的影响　模
拟酸雨下 ,不同浓度的氯化镧处理对小麦脯氨酸、丙二
醛含量的影响见图 3、4。由图 3、4 可知 ,脯氨酸及丙二
醛含量均随着氯化镧浓度的增高呈先降后升趋势。对
脯氨酸含量的影响以无酸雨胁迫的 A 处理为最低
(40109μgΠg) ,其次是酸雨胁迫下的 10mgΠL 的氯化镧处
理 (43155μgΠg) ,二者间无显著差异 ,但均与酸雨对照达
极显 著 差 异 ; 1、100mgΠL 处 理 分 别 为 52103 和
59125μgΠg ,二者与酸雨对照差异显著。对小麦丙二醛
含量的影响以 10mgΠL 氯化镧处理效果最好 ,比酸雨对
照降低了 45193 % ,1、100 和 1000mgΠL 处理依次比酸雨
对照降低了 40118 %、43178 %、32161 % ,其中 A、C、D、E
处理间差异不显著 ,但与酸雨对照 (B) 间差异均达极
显著。
21313 　几项指标的抗性评价　由以上分析可知 ,采用
不同浓度的氯化镧对小麦进行处理后 ,相比酸雨对照
358　6 期 模拟酸雨下氯化镧处理对小麦发芽及幼苗生长的影响
图 2 　模拟酸雨下不同浓度氯化镧处理
对小麦根活力的影响
Fig. 2 　Effects of different concentration LaCl3
treatment on root activity of wheat
under simulated acid rain
图 3 　模拟酸雨下不同浓度氯化镧处理
对小麦脯氨酸含量的影响
Fig. 3 　Effects of different concentration LaCl3
treatment on proline content of wheat
under simulated acid rain
可增加根系活力、提高叶绿素含量及降低丙二醛、脯氨
酸含量等 ,增强了幼苗对酸雨逆境的抵抗能力。为全
面比较不同处理的抗逆性大小 ,采用隶属函数法对其
进行评价 ,由模拟酸雨下不同浓度的氯化镧对小麦幼
苗影响所测得的相关生理指标所计算出的隶属函数值
及其抗性分析见表 3。从表 3 的隶属函数分析可清晰
得知 :各处理得到的综合指标是不同的 ,在试验范围
内 ,以 10mgΠL 氯化镧溶液处理的抗性最大 ,其综合指
标达 31775 ;以酸雨对照处理的为最小 ,只有 01172 ,其
他各处理由大到小依次为 A、C、E、F。
图 4 　模拟酸雨下不同浓度氯化镧处理
对小麦丙二醛含量的影响
Fig. 4 　Effects of different concentration LaCl3
treatment on MDA content of
wheat under simulated acid rain
表 3 　不同处理各抗性生理指标的隶属
函数值及其抗性分析
Table 3 　The subordinate function values of
the hardinessphysiology indexes and the
hardiness analysis of different treatments
处理
trea2
tment
叶绿素
chlorophyll
根活力
root
activity
脯氨酸
proline
丙二醛
MDA
指 标
indexes
排序
order
A 01669 01797 1 1 31466 2
B 0 01172 0 0 01172 6
C 01451 01387 01577 01784 21200 3
D 1 1 01878 01898 31775 1
E 01567 01381 01322 01852 21122 4
F 01493 0 01033 01636 11162 5
综合以上营养指标和生理指标分析可以看出 ,在
酸雨胁迫下 ,采用不同浓度的氯化镧对小麦幼苗进行
幼苗叶面喷施处理 ,以 10mgΠL 氯化镧的处理表现最
好 ,其生长情况与无酸雨影响的清水对照相当 ,与酸雨
对照相比 ,显著提高了小麦对酸雨胁迫的抵抗能力。
3 　结论与讨论
酸雨对农作物如玉米、小麦、花生及蔬菜等生长有
抑制作用[17～19 ] ,是农业生产上的一大障碍。近年来酸
雨分布正在以城市为中心向远郊和农村蔓延 ,雨水的
酸性也愈来愈强。如何克服和缓解酸雨的危害 ,将是
农业生产所要急需解决的难题。本试验结果表明 ,
pH315 的模拟酸雨对小麦的发芽具有强烈的抑制作
用 ,在模拟酸雨下 ,采用 1～1000mgΠL 的氯化镧进行浸
种处理 ,以 10mgΠL 氯化镧处理对小麦种子的发芽效果
458 核　农　学　报 22 卷
最好 ,其发芽率、发芽势、胚芽长度及活力指数与无酸
雨胁迫的清水对照间均无显著差异 ,而与酸雨对照间
则均达显著或极显著差异。在模拟酸雨下小麦幼苗叶
面喷施一定浓度的氯化镧可以增加幼苗干重、促进根
系生长、提高根系活力及叶绿素含量 ,并能抑制丙二醛
和脯氨酸增加 ,增强了小麦对酸雨逆境的抵抗能力 ,从
叶面喷施不同浓度的氯化镧对小麦的营养生长及生理
指标的影响进行综合判断可知 ,以 10mgΠL 的氯化镧处
理效果最为理想。
近年来的研究表明 ,关于作物在逆境胁迫下抗逆
性能的大小 ,除了要从外观上考察其生长形态指标外 ,
还要测定其一定的生理生化指标。目前有关作物抗逆
性生理生化代谢的研究很多 ,内容涉及面很广 ,提出了
许多的抗逆性鉴定方法 ,产生了诸多的间接测定抗逆
性能的生理生化指标 ,如叶绿素含量、根系活力、丙二
醛含量等[20～22 ] 。本试验不仅测定了模拟酸雨下小麦
的有关营养生长指标 ,还测定了其相关的抗性生理指
标 ,并对所得生理指标采用隶属函数法对其抗性进行
了综合判断 ,有力地增强抗性评价的可靠性。
本文依据酸雨对我国农业生产的影响 ,选用几种
不同浓度的氯化镧对小麦进行处理 ,测定其在模拟酸
雨的逆境胁迫下对小麦发芽及某些营养指标和生理指
标的影响。对于试验所得结果是否适用于别的作物尚
需要进一步的研究和探讨。
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