全 文 ：广 西 植 物 Guihaia　May２０１３,３３(３):４０１－４０５　　　　　　　　　　 http://journal．gxzw．gxib．cn　
DOI:１０．３９６９/j．issn．１０００Ｇ３１４２．２０１３．０３．０２０
吴洪生,周晓冬,张富存,等．磷石膏浸提液对豌豆种子生理及幼苗生长的影响[J]．广西植物,２０１３,３３(３):４０１－４０５
WuHS,ZhouXD,ZhangFC,etal．Efectsofphosphogypsumextractsonseedphysiologyandseedlingsgrowthofpea[J]．Guihaia,２０１３,３３(３):４０１－４０５
磷石膏浸提液对豌豆种子生理及幼苗生长的影响
吴洪生１∗,周晓冬１,张富存１,吴红兵２,满　军２,苏交通１
(１．南京信息工程大学 农业资源与环境系,南京２１００４４;２．中石化集团南京化工公司磷肥厂,南京２１００５５)
摘　要:利用不同浓度的磷石膏浸提液处理豌豆种子,测定豌豆种子淀粉酶活性、可溶性糖、种子生命力、吲哚
乙酸含量、吲哚乙酸氧化酶活性和发芽率、苗高、植株鲜重.结果表明:磷石膏浸提液处理后,豌豆种子可溶性糖
含量和吲哚乙酸含量分别比对照增加６．７％~４３．３％和９．４％~４０．８％.豌豆幼芽中αＧ淀粉酶活性和吲哚乙酸氧
化酶活性分别比对照高出８％~６４％和１５．２％~３０．９％;发芽率、苗高和植株鲜重分别比对照提高１０％以上.表
明磷石膏能促进豌豆萌发和生长.
关键词:磷石膏;豌豆;淀粉酶活性;可溶性糖;吲哚乙酸;吲哚乙酸氧化酶
中图分类号:Q９４５．７９　　文献标识码:A　　文章编号:１０００Ｇ３１４２(２０１３)０３Ｇ０４０１Ｇ０５
Effectsofphosphogypsumextractsonseedphysiology
andseedlingsgrowthofpea
WUHongＧSheng１∗,ZHOUXiaoＧDong１,ZHANGFuＧCun１,
WUHongＧBing２,MANJun２,SUJiaoＧTong１
(１．DepartmentofAgriculturalResourceandEnvironment,NanjingUniversityofInformationScience
andTechnology,Nanjing２１００４４,China;２．PhosphousFertilizerManufacturer,NanjingChemicalCo．,
Ltd,ChinaPetroＧChemicalGroupCo．,Ltd．,Nanjing２１００５５,China)
Abstract:Theactivitiesofamylaseandindoleaceticacidoxidase,solublesugar,seedvitality,indoleaceticacidinpea
seedandgerminationrate,seedlingsheightandfreshweightwereexaminedafterthetreatmentofpeaseedusingdifＧ
ferentconcentrationsofaqueousphosphogypsumextracts．Theresultsshowedthatthecontentsofsolublesugarand
indoleacidinthepeaseedwereincreasedby６．７％－４３．３％and９．４％－４０．８％respectivelycomparedtothecontrol．
TheactivitiesofαＧamylaseandIAAoxidasewere８％－６４％and１５．２％－３０．９％higherthanCK．Germinationrate,
seedlingsheightandfreshweightofthepeawere１０％morethanCK．ThisindicatedthatphosphogypsumcouldproＧ
motethepeaseedvitalityandgermination．
Keywords:phosphogypsum;pea;amylaseactivity;solublesugar;indoleaceticacid;indoleaceticacidoxidase
　　磷石膏是湿法制取磷酸过程的工业副产品,主
要成分是 CaSO４􀅰２H２O 和 Na２SiF６(Kacimiet
al．,２００６).同时还含有磷、钙、硅和多种微量元素,
呈酸性,pH１~４．５(秦俊芳,２０１０).制取１t磷酸
(以１００％P２O５计)约产生５t磷石膏.据中国磷肥
工业协会统计,目前全国磷石膏堆存量已超１亿吨,
每年新增磷石膏约２０００万吨(纪罗军,２００６),已超
过对天然石膏需求量的６０％.国内对磷肥需求量
也在逐年增长,到２０１５年将达到１３００万吨(马雷
等,２００４).目前全世界年副产磷石膏１００~２８０亿
收稿日期:２０１２Ｇ０９Ｇ２８　　修回日期:２０１２Ｇ１２Ｇ１８
基金项目:江苏省六大人才高峰培养计划项目(２００９２４１);江苏省农业科技自主创新项目(cx(１０)２０５);国家科技支撑计划项目(２００９BADC６B０３)
作者简介:吴洪生(１９６４Ｇ),男,博士,副教授/副研究员,主要研究领域为环境微生物、环境有机污染生物修复、环境化学和毒理学等,(EＧmail)wuhＧ
sluck＠１６３．com.
∗通讯作者
吨,约有３０％被再生利用(Yangetal．,２００９).由
于磷石膏含有钙、磷、硅和多种微量元素(张丽辉等,
２００１),可以考虑将其应用到农业土壤改良和肥料
中,Mulins& Mitchel(１９８９)采用磷石膏为硫肥种
植小麦,在阿拉巴马州沿海平原的沙质土壤上施用
含硫１５．３％的磷石膏,进行了为期３a的试验.结
果表明,磷石膏用量５９kg􀅰hmＧ２时可以显著提高
小麦的品质和产量.所以,磷肥和磷酸工业的固体
废弃物磷石膏在农业上有着巨大的潜在应用价值
(王晓岑等,２０１０).我国内蒙古河套地区中低产田
施用磷石膏能明显改良土壤,作物大幅增产,春小麦
增产６７％~１０４％,油葵增产４~５倍(樊润威登,
１９９６).
豌豆是食用豆类作物,具有很高的营养价值,是
世界十大蔬菜之一,同时又是家畜优良饲料.豌豆
中的蛋白质含量丰富,豌豆荚和豆苗嫩叶中含有维
生素C和能分解体内亚硝胺的酶,具有抗癌、防癌
作用,有一定药用价值.随着人们膳食结构的调整,
豌豆的价值逐步被人们所认识(郭鹏燕等,２００９).
在我国长江流域、西南、华南等地区种植的主要是菜
用豌豆,以食嫩豆荚、嫩豆粒、嫩叶梢为主.豌豆的
嫩豆粒可加工速冻,周年供应,也是重要的出口蔬菜
(须海丽等,２００６).目前,有关磷石膏对豌豆生长影
响的研究较少.本实验结合对化工废弃物磷石膏污
染治理和资源化利用及豌豆的生产,研究磷石膏对
豌豆种子影响,为磷石膏污染治理和资源化再生利
用以及在豌豆种植生产中应用提供理论依据.
１　材料和方法
１．１磷石膏浸提液的制备
称取磷石膏１、１．２５、２．５、５、１０g,依次放入５个
烧杯中,每个处理重复３次,用量筒分别量取１L蒸
馏水,加入烧杯中,用玻璃棒充分搅拌混合液,每隔
１０min搅拌１次,搅拌５~６次后静置０．５h,开始过
滤上清液,得到的滤液即为浓度分别为０．１％、
０．１２５％、０．２５％、０．５％、１％的磷石膏浸提液,加上对
照纯水共计６个处理.
１．２材料处理与培养
将豌豆种子放到６个底部铺有两层滤纸的培养
皿中(６个处理),分别用浓度为０．１％、０．１２５％、
０．２５％、０．５％、１％的磷石膏浸提液和清水(CK)浸泡
２h,将浸提液倒掉,并且将种子上残留的浸提液用
清水冲洗干净,一部分种子就可以在可溶性糖的测
定、种子生命力的测定、吲哚乙酸含量的测定中使
用,剩余一部分种子继续保留在培养皿中进行发芽
处理,这部分种子上面要再放一层浸湿的滤纸,盖
好,每皿放３０粒种子,重复３次,将盛放种子的培养
皿放在３０℃、人工光照每天１０h、湿度７５％左右的
培养箱里培养.每培养１d,要对种子及滤纸进行补
水处理,直至豌豆种子萌发,记录发芽率、苗高、植株
鲜重以及取其下胚轴作αＧ淀粉酶活性的测定和吲
哚乙酸氧化酶活性的测定.
１．３测定项目与方法
αＧ淀粉酶活性采用 DNS 法测定 (李合生,
２００４),可溶性糖含量的测定采用蒽酮法(王学奎,
２００６),种子活力的测定用 TTC 法(何之常等,
１９９６),吲哚乙酸含量的测定参照王宏等(１９９７)的方
法,吲哚乙酸氧化酶活性的测定参照张志良(２０００)
的方法.７d后测定发芽率并取两个豌豆芽的下胚
轴测定淀粉酶活性,１５d后测量豌豆株高和植株鲜
重,每次测定重复３次.
１．４数据处理
采用MicrosoftExcel２００３软件处理实验数据,
采用SPSS１１．０统计分析软件进行显著性检验,LSD
法进行多重比较.
２　结果与分析
２．１磷石膏浸提液对豌豆种子活力、发芽、苗高和鲜
重的影响
与对照相比,５个不同浓度的磷石膏浸提液对豌
豆种子的生命力都有促进作用,特别是０．１％和
０．１２５％两个低浓度的磷石膏浸提液的促进作用更加
明显,对照中被染色的种子有１１个,而经这两个浓度
处理后被染色的种子增加到了１８个.但是随着磷石
膏浸提液浓度的增加,促进作用逐渐减弱(图１),说明
适当浓度的磷石膏浸提液能提高豌豆种子的活力.
低浓度(０．１％~０．２５％)磷石膏浸提液都能促进
豌豆种子的萌发,提高发芽率,增加豌豆苗高和植株
鲜重,平均分别增加１０％~１５％,差异显著(表１).
２．２磷石膏浸提液对豌豆种子αＧ淀粉酶活性的影响
从图２可知,磷石膏浸提液对豌豆种子萌发时
αＧ淀粉酶活性都有不同程度的促进作用.高浓度的
磷石膏浸提液(０．５％和１％)对αＧ淀粉酶的活力促
进作用十分明显,对应的αＧ淀粉酶活性的值均为
２０４ 广　西　植　物　　　 　　　　　　　　　　　　　　３３卷
表１　磷石膏浸提液对豌豆发芽率、苗高及鲜重的影响
Table１　Efectsofphosphogypsumextractsongerminatingrate,seedlingsandfreshweightsofpeaseeds
磷石膏浓度 Concentration
ofphosphogypsum(％) CK ０．１ ０．１２５ ０．２５ ０．５ １
７d发芽率Germinatingrate(％) ９５．４±８．３c ９８．７±１１．２d ９８．２±９．３d ９５．２±９．１c ９０．６±１０．７b ８３．８±８．４a
１５d苗高Seedlingsheight(cm) １１．２±１．７ab １３．９±１．６b １３．２±１．７b １２．２±１．１b １０．８±１．３a １０．１±１．１a
１５d植株鲜重Plantfreshweight(mg) １１４±１２．８a １２７±１４．７bc １３０±１３．９c １２１±１５．８b １１５±１７．５a １１０±１１．７a
图１　磷石膏浸提液对豌豆种子活力的影响　
图中不同字母代表９５％置信水平下处理间差异显著.下同.
Fig．１　Effectofphosphogypsumextractonpeaseed
vitality　Differentlettersindicatesignificantdifferencebetween
treatmentsatconfidentiallevelof９５％．Thesamebelow．
图２　磷石膏浸提液对豌豆种子萌发时αＧ淀粉酶活性的影响
Fig．２　Effectsofphosphogypsumextracton
amylaseactivityingerminatedpeaseeds
８．０mg􀅰gＧ１􀅰minＧ１,低浓度的促进作用不太明显.
磷石膏浸提液对αＧ淀粉酶的活力促进的最适浓度
在０．５％~１％的浓度范围内.
２．３磷石膏浸提液对豌豆种子可溶性糖的影响
磷石膏浸提液可促进豌豆种子中可溶性糖的生
成,低浓度促进作用更明显,从低浓度向高浓度过
度,这种促进作用逐渐减小,其中１％浓度的可溶性
糖含量为０．０１７８mg􀅰gＧ１􀅰minＧ１,几乎接近对照的
０．０１６６mg􀅰gＧ１,按这个趋势,如果磷石膏浸提液浓
度进一步提高,豌豆种子中可溶性糖含量可能会低
于对照的可溶性糖含量,从而产生抑制作用(图３).
２．４磷石膏浸提液对豌豆种子吲哚乙酸含量和吲哚
乙酸氧化酶活性的影响
从图４可知,不同浓度磷石膏浸提液处理过豌
豆种子后,种子中的吲哚乙酸含量都高于对照的
６９．６μg􀅰gＧ１.说明磷石膏浸提液对豌豆种子中的
吲哚乙酸的生成具有促进作用,而且随着磷石膏浸
提液浓度的增加而增加,其中１％浓度处理吲哚乙
酸含量最高,达９１．２μg􀅰gＧ１.
　　不同浓度磷石膏浸提液处理豌豆种子后,萌发
的豌豆幼芽中吲哚乙酸氧化酶活性都高于对照
(６１９．２μg􀅰gＧ１􀅰hＧ１),说明磷石膏浸提液对豌豆种
图３　磷石膏浸提液对豌豆种子可溶性糖含量的影响
Fig．３　Effectsofphosphogypsumextractonsoluble
sugarcontentinpeaseeds
子幼芽中的吲哚乙酸氧化酶的活性具有促进作用,
而且随着磷石膏浸提液浓度的增加,吲哚乙酸氧化
酶的活力增强,当磷石膏浓度为１％时,吲哚乙酸氧
化酶活性达最高９０８．５μg􀅰gＧ１􀅰hＧ１(图５).
３　结论与讨论
磷石膏浸提液处理豌豆种子后,豌豆种子幼芽
αＧ淀粉酶的活力、种植吲哚乙酸含量和幼芽吲哚乙
酸氧化酶活性都随着浓度的增加而增多或增强;种
３０４３期　　　　　　　　吴洪生等:磷石膏浸提液对豌豆种子生理及幼苗生长的影响
图４　磷石膏浸提液对豌豆种子吲哚乙酸含量的影响
Fig．４　Effectsofphosphogypsumextracton
indoleacidcontentinpeaseeds
图５　磷石膏浸提液对豌豆种子萌发时
吲哚乙酸氧化酶活性的影响
Fig．５　Effectsofphosphogypsumextractonindole
acidoxidaseactivityingerminatedpeaseeds
子的发芽率、苗高和鲜重也比对照增加;种子可溶性
糖含量和种子生命活力却有相反的变化规律,即随
着浓度的增加而减少或降低,但总体上都比对照有
不同程度的增加.
当豌豆种子萌发时,αＧ淀粉酶随机水解种子中
储存淀粉的αＧ１,４Ｇ糖苷键,作为淀粉分解的起始酶
而起主要作用,其水解产物为麦芽糖、麦芽三糖、糊
精等还原糖,这些经αＧ淀粉酶分解得到的小分子糖
类,可以供幼苗生长.实验结果表明磷石膏浸提液
可以提高豌豆种子萌发时幼芽中αＧ淀粉酶的活力,
高浓度的(０．５％和１％)磷石膏浸提液对幼芽αＧ淀
粉酶活力促进作用尤为明显.郝玉兰等(１９９５)发现
pH在５．０时αＧ淀粉酶活力最强,本试验中,这五组
磷石膏的pH介于２．５~４．０之间,推测降低pH值,
磷石膏浸提液酸性αＧ淀粉酶活力将会更强.
可溶性糖能以类似植物激素的方式作为一种信
号分子存在,在植物生长、发育、成熟和衰老等过程
中发挥调控作用(Karenetal．,２０００).在种子萌发
和种苗发育早期,糖可抑制营养转移、下胚轴伸长、
子叶变绿和子叶伸展(Franciscoetal．,２０００).郭
爱花等(２００９)研究发现,不同供磷水平对韭菜的可
溶性糖含量有显著的影响,随着供磷水平的升高,可
溶性糖含量均呈先上升后下降趋势.说明适度的供
磷水平能促进韭菜体内可溶性糖的合成,磷浓度过
小或过大对可溶性糖合成不利.本实验中所有浓度
的磷石膏浸提液都可以促进豌豆种子中淀粉向可溶
性糖的转化,除了与磷石膏的酸性水解有关外,也说
明与磷石膏中含有的一定量的可溶性磷有关.
吲哚乙酸是一种植物生长素,参与植物发育的
诸多过程,调控多种生理反应,如根和茎的发育和生
长、细胞分裂、分化和扩大,器官的衰老、维管束组织
的形成和分化发育、植物果实中同化物的调节分配、
以及植物的向地和向光反应等(原牡丹等,２００８).
本试验中,不同浓度磷石膏浸提液处理豌豆种子后,
种子中的吲哚乙酸含量都高于对照,随着磷石膏浸
提液浓度的增加,促进作用也有明显增加,说明适当
的磷石膏浸提液能够诱导豌豆种子内吲哚乙酸的形
成,从而将会促进种子的萌发和生长.虽然吲哚乙
酸在植物体内含量甚微,但参与了许多生理生化过
程的调节与控制,具有十分广泛的生理作用.从细
胞水平看,吲哚乙酸一方面活化质膜上的ATP酶,
促使细胞壁环境酸化,增加可塑性,从而增强细胞壁
渗透吸水的能力,液泡不断增大,细胞体积也增大;
另一方面,生长素促进RNA和蛋白质的合成为原
生质和细胞壁的合成提供原料,保持持久性生长,但
这种作用受生长素浓度影响,生长素在低浓度时可
促进生长,较高浓度时则会抑制生长,高浓度时甚至
会导致植物受伤死亡.这就决定了生长素既有促进
作用又有抑制作用(苑博华等,２００５).
植物体内吲哚乙酸氧化酶活力的大小,对调节
体内吲哚乙酸的水平起着重要的作用,所以吲哚乙
酸氧化酶活性的高低直接影响吲哚乙酸的含量(曹
明兰等,２００５).吲哚乙酸氧化酶是含铁的血红蛋
白,它需要两个辅助因子,即 Mn２＋和酚(郭爱花等,
２００９),而磷石膏中含有一定量的 Mn(杨瑞等,
２００８),所以本实验中,可能是磷石膏浸提液中的
Mn２＋提高了吲哚乙酸氧化酶活力.在豌豆种子萌
发后,不同浓度磷石膏浸提液处理后的幼芽中的吲
４０４ 广　西　植　物　　　 　　　　　　　　　　　　　　３３卷
哚乙酸氧化酶的活性,都高于对照,并且随着浓度的
升高活性增加.
低浓度(０．１％~０．１２５％)的磷石膏浸提液能提
高豌豆种子的活力、可溶性糖含量及发芽率,促进种
子萌发和生长,表明适量浓度的磷石膏浸提液对豌
豆种子的发芽和早期生长是有益的.磷石膏作为土
壤改良剂除了能改良盐碱土的理化性状之外,还能
直接促进豌豆等作物生长,因此在种植豌豆的盐碱
地上施用磷石膏能够促进豌豆生长,是磷石膏改良
盐碱地和对豌豆直接促进作用的双重效应.但在具
体使用时还应考虑当地土壤的具体种类、气候、作物
种类,同时应考虑磷石膏中同时还存在的微量的重
金属元素对土壤的环境影响及可能在作物籽粒中的
积累和残留.
参考文献:
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