全 文 ：植物生理学通讯 第 44卷 第 4期，2008年 8月 735
酸水浸泡下钙盐溶液浸种的白三叶 ‘海法 ’种子萌发特性初探
向仰州 *, 刘方
贵州大学资源与环境工程学院, 贵阳 550003
提要: 研究 5~25 mmol·L-1 CaCl2溶液浸种的白三叶品种 ‘海法 ’种子萌发特性的结果表明, 酸水胁迫下经CaCl2溶液浸种过
的白三叶种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数以及幼苗鲜重和干重均增大, 且均随着溶液中CaCl2浓度的上升而
增大, 白三叶种子浸种以15~20 mmol·L-1 CaCl2的效果为最佳。
关键词: CaCl2; 浸种; 酸水; 白三叶 ‘海法 ’; 种子萌发
Preliminary Study on Germination Properties of Trifolium repens L. ‘Haifa’
Seeds Soaked in CaCl2 Solution under Acid Water Stress
XIANG Yang-Zhou*, LIU Fang
College of Resource and Environment Engineering, Guizhou University, Guiyang 550003, China
Abstract: The protective effect of CaCl2 solution on germination of Trifolium repens ‘Haifa’ seeds under the
acid water stress was studied. The results indicated that with the increasing of the CaCl2 solution concentration,
the values of germination energy, germination percentage, germination index and vigor index of T. repens seeds
and the fresh and dry weights of seedlings under the acid water stress increased gradually, and the CaCl2
concentrations ranged from 15 to 20 mmol·L-1 were appropriate.
Key words: CaCl2; soaking seed; acid water; Trifolium repens ‘Haifa’; seed germination
收稿 2008-05-29 修定 2008-07-02
* E-mail: yzhxiang18@126.com; Tel: 0851-4733406
随着酸雨污染的日益加剧, 酸雨对植物种子萌
发的研究逐步深入。酸雨对种子萌发的影响机制
主要是打破种子内部原有的酸碱平衡, 酶活性降低
或失活, 从而制约物质与能量循环, 新细胞分裂和
器官形成受阻(王丽红等 2008)。此外, 植物体内第
二信使Ca2+既是细胞的机构物质, 又能调节植物对
环境变化的适应能力(唐静等 2007)。廖柏寒和蒋
青(2001)认为, Ca2+对酸雨的酸度有一定的缓解作
用, 可降低原有的酸度, 其缓冲能力随着溶液中Ca2+
浓度的增加而增大。溶液中 Ca2+渗入植物细胞质
内部, 细胞质中游离 Ca2+活度升高, 进而改变体内
蛋白质激酶活性, 诱导相关基因的表达或调节H+-
ATP酶的活性, 最终对维持细胞膜的膜结构起良好
的防护效应, 并减少能量消耗(蒋廷惠等 2005)。关
于钙盐降低酸雨对植物危害的研究主要以幼苗或植
株为对象(邱栋梁等 2002; 周希琴 2005), 而以其溶
液增强抗酸雨能力的报道较少。为此, 本文研究以
酸水模拟的酸雨胁迫下CaCl2溶液浸种的白三叶种
子萌发特性, 以供酸雨地区种植白三叶时参考。
材料与方法
白三叶(Trifolium repens L.)品种 ‘海法 ’种子
购自贵阳市克劳沃草业有限公司。
分别称取 0.1110、0.2222、0.3330、0.4444、
0.5550 g无水 CaCl2, 缓慢加入盛有 200 mL去离子
水的磨口玻璃瓶中, 摇匀后制得 5、10、15、20、
25 mmol·L-1的 CaCl2溶液。另外选取籽粒饱满、
粒径大小相近的白三叶种子, 用0.5%的KMnO4溶
液消毒 30 min, 经去离子水漂洗 3次后以吸水纸吸
去表面水分, 采用培养皿滤纸法做种子萌发实验。
种子放入预先标记且铺上2层滤纸的培养皿中, 每
皿 50粒, 种子间距尽量保持一致。用移液管量取
20 mL CaCl2溶液加到相应编号的培养皿中, 以去
离子水浸种作对照。浸种 12 h后用去离子水漂洗
种子3次, 吸水纸吸干种子表面的水分后做酸水胁
迫发芽实验。
酸水配制参照文献(曾庆玲等2004), 先用硫酸
和硝酸制备pH 1.0的母液, 其中硫酸根和硝酸根的
体积比为 4.7:1。以去离子水稀释母液调制成 pH 3.0
的酸水, 并经 ZD-型自动电位滴定仪校准。酸水
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胁迫下的种子萌发实验也采用培养皿滤纸法。按
照相应编号将已浸泡过CaCl2溶液的白三叶种子加
入预先标记且铺上 2层滤纸的培养皿中, 种子间距
尽量保持一致。用移液管量取 10 mL pH 3.0的酸
水加入培养皿后移至GXZ型光照培养箱中, 温度
(25±0.5) ℃, 光照强度 25.2 µmol·m-2·s-1, 光照时间
12 h·d-1。为保持酸水的 pH不变, 每 2 d换一次酸
水。以后每天打开 2次, 与外界换气 5 min, 观察
并记录种子的萌发和生长情况, 第8天测定幼苗鲜
重及干重(黄婷等 2007)。发芽以突破种皮的胚轴
长度达到种子自身的长度为标准, 每天统计发芽的
种子数(孟红梅等 2007)。
实验指标有: (1)发芽势 =发芽初期(规定日期
内)正常发芽粒数 /供试种子粒数×100%, 以第 3天
发芽种子数计算; (2)发芽率 =发芽终期(规定日期
内)全部正常发芽粒数 /供试种子数 ×100%, 以第 7
天发芽种子数计算; (3)鲜重, 电子天平称量白三叶
幼苗鲜重; (4)干重, 将白三叶幼苗放置在 80 ℃的
恒温箱中 24 h后, 直至恒重时以电子天平称重; (5)
发芽指数(GI)=Σ(Gt/Dt), Gt为t时间的发芽粒数, Dt
为相应的发芽天数(张振明等2005); (6)种子简化活
力指数(VI)=GI×S, S为第 8天单株幼苗平均鲜重
(韩多红和孟红梅 2006)。处理之间的平均数差异
显著性的多重比较采用Duncan’s新复极差法, 所有
数据均采用DPS2000统计软件包分析(唐启义和冯
明光 2002)。
结果与讨论
1 酸水胁迫下CaCl2溶液浸种的白三叶种子的发
芽势和发芽率
从表 1可知, 酸水胁迫下, 采用和未经 5~25
mmol·L-1 CaCl2溶液浸种过的白三叶种子发芽势和
发芽率的差异均达到极显著水平(P<0.01)。随着
溶液中 CaCl2浓度的升高, 白三叶种子的发芽势和
发芽率也逐渐增大。酸水对 25 mmol·L-1 CaCl2溶
液浸种过的白三叶种子的发芽势和发芽率的变幅均
到最大值, 但以此浓度的 CaCl2溶液处理的白三叶
种子发芽势与15 mmol·L-1 CaCl2溶液浸种的种子发
芽势之间差异不显著(P<0.05), 与5 mmol·L-1 CaCl2
溶液浸种的白三叶种子发芽率之间也不显著(P<
0.05)。
2 酸水胁迫下CaCl2溶液浸种的白三叶幼苗的鲜
重和干重
从表 2可知, 酸水对 5~25 mmol·L-1 CaCl2溶液
浸种过的白三叶幼苗的鲜重和干重与去离子水浸种
的差异均达到极显著水平(P<0.01)。酸水对白三
叶幼苗鲜重和干重与浸种液中钙浓度的变化趋势一
致, 即幼苗鲜重和干重随着 CaCl2浓度的上升而增
加。溶液中 CaCl2浓度增大到 25 mmol·L-1时的鲜
重和干重净增加值达到最大, 但这一处理的幼苗鲜
重与20 mmol·L-1 CaCl2溶液处理的幼苗鲜重之间差
异不显著(P<0.05), 幼苗干重与 15 mmol·L-1 CaCl2
溶液的差异未达到显著水平(P<0.05)。
表 1 酸水胁迫下CaCl2溶液浸种的白三叶
种子发芽势和发芽率
Table 1 The germination energy and germination percentage
of T. repens seeds soaked in CaCl2 solution
under the acid water stress
CaCl2溶液浓度 /mmol·L-1 发芽势 /% 发芽率 /%
0 59.33±3.06Cd 62.67±3.06Bb
5 66.67±3.06BCcd 79.33±8.08Aa
1 0 70.67±4.16ABCbc 82.67±3.06Aa
1 5 77.33±6.11ABab 84.67±5.03Aa
2 0 77.33±9.45ABab 87.33±9.02Aa
2 5 82.00±2.00Aa 88.67±4.16Aa
　 　平均值 ±标准差, 大写字母表示 0.01水平显著, 小写字母表
示 0 . 0 5 水平显著。表 2 和表 3 同此。
表 2 酸水胁迫下CaCl2溶液浸种白三叶的幼苗鲜重和干重
Table 2 The seedling fresh and dry weights of T. repens seeds
soaked in CaCl2 solution under the acid water stress
CaCl2溶液浓度 /mmol·L-1 鲜重 /g 干重 /g
0 0.0301±0.0012Ef 0.0114±0.0007Dd
5 0.0421±0.0011De 0.0160±0.0006Cc
1 0 0.0485±0.0009Cd 0.0175±0.0007BCb
1 5 0.0521±0.0018Bc 0.0187±0.0007ABab
2 0 0.0596±0.0006Ab 0.0191±0.0004Aa
2 5 0.0629±0.0016Aa 0.0193±0.0004Aa
3 酸水胁迫下CaCl2溶液浸种的白三叶种子的发
芽指数和活力指数
表 3显示, 酸水胁迫下 5~25 mmol·L-1 CaCl2溶
液浸种和未以CaCl2溶液浸种的白三叶种子的发芽
指数和活力指数差异均达到极显著水平(P<0.01)。
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白三叶种子的发芽指数和活力指数与溶液中CaCl2
浓度呈正相关, 即白三叶种子的发芽指数和活力指
数均随着CaCl2浓度的增大而增大。以 25 mmol·L-1
CaCl2溶液浸种的白三叶种子发芽指数和活力指数
与去离子水处理之间的差异最大。25 mmol·L-1 CaCl2
溶液处理的白三叶种子发芽指数与 15 mmol·L-1
CaCl 2处理之间的差异不显著(P<0.05) , 与 20
mmol·L-1 CaCl2处理的差异也未达到显著水平(P<
0.05)。
总之, 酸水胁迫下5~25 mmol·L-1 CaCl2溶液浸
种对白三叶种子的萌发均有不同程度的保护效应,
以 15~20 mmol·L-1 CaCl2溶液为最好。至于酸水
胁迫下, CaCl2溶液对白三叶其他品种甚至其他植物
表 3 酸水胁迫下CaCl2溶液浸种的白三叶
种子的发芽指数和活力指数
Table 3 The germination index and vigor index of T. repens
soaked in CaCl2 solution under the acid water stress
CaCl2溶液浓度 /mmol·L-1 发芽指数 /粒 ·d-1 活力指数 /粒 ·g·d-1
0 53.88±5.27Cd 0.0516±0.0027De
5 66.32±4.19Bc 0.0708±0.0061CDd
1 0 76.83±4.60Bb 0.0903±0.0094BCc
1 5 91.12±3.37Aa 0.1123±0.0084Bb
2 0 95.42±7.33Aa 0.1305±0.0058Aa
2 5 96.97±1.23Aa 0.1380±0.0101Aa
种子萌发是否也有类似的促进作用, 尚待进一步研
究。
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