鉛處理對三球懸鈴木種子萌發及幼苗生長的影響

趙振利，曹艷春，何威

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鉛處理對三球懸鈴木種子萌發及幼苗生長的影響

趙振利1，曹艷春2，何威3

（1.河南農業大學，鄭州 450002；2.河南職業技術學院，鄭州 450046； 3.河南省林業科學研究院，鄭州 450008）

以三球懸鈴木種子為材料，研究了不同質量濃度的鉛溶液處理對種子發芽、幼苗生長、幼苗葉片丙二醛（MDA）含量和過氧化物酶（POD）活性的影響。結果表明，鉛對三球懸鈴木種子萌發和幼苗生長存在抑制作用，發芽勢和發芽率隨著處理濃度的升高而降低，同時芽長和根長也隨之降低；三球懸鈴木MDA含量和POD活性在處理后發生了明顯變化，其中MDA含量隨處理濃度的升高而升高，而POD活性變化情況則與之相反。

鉛處理；三球懸鈴木；種子萌發；幼苗生長

進入到21世紀，環境生態問題日益突出，已嚴重影響了社會經濟發展和人們的正常生活，其中，重金屬污染在環境惡化過程中所占比重越來越大，對生態環境構成了嚴重威脅[1-2]。隨著工礦企業的發展和汽車廢氣排放量的增加，鉛污染已成為目前城市環境污染中重要的重金屬污染物，因此減輕或解除鉛污染是城市環境生態改善的有力措施之一。懸鈴木稱為“世界行道樹之王”，具有遮蔭效果好、滯積灰塵、抗空氣污染能力強的特點，尤其在吸附有害氣體方面表現突出，對城市環境改善具有顯著作用。因此，以三球懸鈴木為試驗對象，研究鉛對其種子萌發和幼苗生長的影響，了解懸鈴木在鉛污染環境中的生長情況以及其對鉛污染的反應，為懸鈴木在城市行道樹綠化中的作用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為采自河南農業大學6年生三球懸鈴木（Linn.）的成熟種子。供試藥劑為分析純硝酸鉛（Pb（NO3）2）。

1.2 試驗方法

試驗前將三球懸鈴木種子用0.1% HgCL，消毒5 min，擦干后用清水浸種5 h，然后置于溫水中催芽48 h后放置在墊有3張濾紙的培養皿中，依次加入5 mL不同質量濃度的鉛處理液（處理濃度依次為100 mg/L、300 mg/L、500 mg/L、700 mg/L和900 mg/L），對照培養皿中加5 mL蒸餾水。每個處理選取60粒種子，重復3次，培養皿放置在培養室內進行培養。

1.3 生長指標測定

進行統計時以胚根長度≥1 cm、下胚軸長度≥1 cm 為發芽標準。種子發芽第7天記錄發芽種子數，計算發芽勢，發芽勢=[（第7天發芽的種子數/供試種子總數）×100%]；第14天記錄發芽種子數，計算發芽率，發芽率=[（第14天發芽的種子數/供試種子總數）×100%]；第21天測量幼苗的芽長和根長。

1.4 生理指標測定

生長至第28天，取三球懸鈴木幼苗葉片，測定以下生理指標。MDA含量和POD活性參照路文靜等[3]的方法測定。

1.5 數據處理

試驗數據用SPSS 18.0軟件進行處理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同質量濃度鉛處理對三球懸鈴木種子發芽勢和發芽率的影響

在不同質量濃度鉛處理下，三球懸鈴木種子發芽勢和發芽率均受到了抑制（見表1）。研究結果顯示，在鉛質量濃度為100 mg/L的處理中，種子的發芽勢、發芽率分別為87.33%和88.33%。隨著處理溶液濃度的升高，種子的發芽勢和發芽率受到的抑制作用愈加明顯，其中處理質量濃度達到300 mg/L及其以上時，與對照相比種子的發芽勢和發芽率差異顯著，處理質量濃度為900 mg/L時，種子的發芽勢和發芽率分別降到最低，分別為65%和66%。

表1 不同質量濃度鉛處理對三球懸鈴木種子發芽勢和發芽率的影響

注：同行數據后不同小寫字母表示在α= 0.05水平差異顯著（＜0.05），下同。

2.2 不同質量濃度鉛處理對三球懸鈴木幼苗生長的影響

如表2所示，不同質量濃度的鉛對三球懸鈴木芽和根的生長都有不同程度的抑制作用。與對照相比，質量濃度在300 mg/L 時，鉛對三球懸鈴木芽和根的生長抑制已達到顯著水平，且隨著鉛質量濃度的繼續增大，抑制效果也越來越顯著。其中，質量濃度為900 mg/L 時三球懸鈴木的芽長和根長分別為1.96 cm和0.35 cm，為對照的51%和26%，說明鉛對三球懸鈴木的幼苗生長具有顯著抑制作用。

表2 不同質量濃度鉛處理對三球懸鈴木芽長和根長的影響

2.3 不同質量濃度鉛處理對三球懸鈴木幼苗葉片MDA和POD的影響

從表3可以看出，隨著鉛質量濃度的增大，三球懸鈴木葉片的MDA含量呈上升趨勢，其中，對照和300 mg/L處理濃度之間MDA含量差異不顯著，而對照和其他處理間MDA含量具有顯著差異。處理濃度為900 mg/L 時MDA含量升高到5.89 μmol·g-1，為對照的1.8倍。當鉛處理后，POD活性都低于對照（見表3）。其中，處理質量濃度為900 mg/L時POD活性達到最低為23.15 U·g-1。試驗結果表明，隨著鉛處理濃度的升高，三球懸鈴木對逆境的抵抗能力逐漸降低，達到一定程度后，生長將會受到嚴重影響。

表3 不同質量濃度鉛處理對三球懸鈴木幼苗葉片MDA和POD的影響

3 結論與討論

種子萌發時需要適宜的溫度、水分和空氣，其中水分可以幫助種子完成酶的活化和增強呼吸作用和代謝作用，因此，吸收水分中若存有過量重金屬離子時將會導致代謝功能紊亂，將嚴重影響種子的萌發[4]。研究結果發現，鉛對三球懸鈴木種子萌發具有顯著的抑制作用，隨著鉛處理質量濃度的升高，三球懸鈴木種子的發芽勢、發芽率呈逐漸下降趨勢，最低時分別為65%和66%。此外，從芽和根的生長情況也表明鉛對三球懸鈴木的幼苗生長有重要影響，與對照組相比，濃度在300 mg/L時鉛對三球懸鈴木芽和根的生長抑制就達到顯著水平，隨處理質量濃度的增大，芽長和根長受到的抑制效果越來越明顯。

MDA是衡量植物抗逆能力的重要指標之一[5]。研究結果表明，三球懸鈴木葉片中MDA含量隨著鉛處理程度的升高呈現上升趨勢，說明三球懸鈴木有一定的抵抗鉛污染的能力，刁俊明等[6]人的研究也得到了相似的結果。過氧化物酶是植物體內重要的呼吸酶類，其活性高低與酚類物質代謝和植物抗性密切相關[7-8]。研究發現，鉛處理下三球懸鈴木葉片的POD活性呈現降低的趨勢，說明隨著鉛處理程度的增大，POD活性受到了抑制，清除活性氧的能力顯著下降。

[1]黃勇，郭慶榮，任海，等. 城市土壤重金屬污染研究綜述[J]. 熱帶地理，2005，25（1）：14-17.

[2]肖艷輝，何金明，潘春香. 鉛處理對茴香植株生長及精油組分的影響[J]. 生態環境學報，2014，23（2）：326-331.

[3]路文靜，李奕松. 植物生理學實驗教程[M]. 北京：中國林業出版社，2012.

[4]宋勤飛，龍邁. 不同濃度鉛處理對3種茄果類蔬菜種子萌發的影響[J]. 種子，2009，28（11）：104-107.

[5]邱真靜，李毅，種培芳. PEG脅迫對不同地理種源沙拐棗生理特性的影響[J]. 草業學報，2011，20（3）：108-114.

[6]刁俊明，曾憲錄，鐘福生. 不同濃度鉛處理對桐花樹葉片生理指標的影響[J]. 嘉應學院學報：自然科學版，2012，30（5）：61-66.

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[8]吳銀明，王平，劉洪升，等. 分根PEG脅迫對羊草幼苗植物量、活性氧代謝及脯氨酸含量的影響[J]. 甘肅農業大學學報，2008，43（2）：114-119.

2014-12-13

國家林業局林業公益性行業科研專項（201004022）。

趙振利(1979-)，男，河南禹州人，博士，從事林木生物技術研究。

S 722.1

A

1003-2630（2014）04-0014-02

（責任編輯：王文彬）