閆榮玲，廖 陽(yáng)，郭平安

（湖南科技學(xué)院生命科學(xué)與化學(xué)工程系，湖南 永州 425100）

酸雨對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)危害嚴(yán)重，其可以損傷作物的葉片等器官或改變作物的生長(zhǎng)環(huán)境從而直接或者間接地影響到作物最終的產(chǎn)量[1-4]。水稻在我國(guó)大面積種植，研究酸雨對(duì)水稻種子萌發(fā)以及幼苗生長(zhǎng)的影響具有一定實(shí)踐指導(dǎo)意義。試驗(yàn)設(shè)置不同pH 值（分別為 3.0，4.0，5.0）的浸種液或培養(yǎng)液以模擬不同程度的酸雨脅迫，對(duì)比正常條件與模擬酸雨條件下，水稻種子的發(fā)芽率以及幼苗生長(zhǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)，以了解酸雨對(duì)水稻種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

水稻品種為金優(yōu)555，購(gòu)自永州市零陵區(qū)種子站。

1.2 模擬酸雨配置

前人研究表明[4]，湖南省內(nèi)酸雨的陰離子主要是SO42-，通過(guò)蒸餾水對(duì)摩爾濃度比3∶1濃硫酸和濃硝酸溶液的混合液進(jìn)行稀釋獲得pH值分別為3.0，4.0，5.0的模擬酸雨液，以pH值約為6.5的自來(lái)水作對(duì)照（CK），用于種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)；在對(duì)幼苗進(jìn)行處理時(shí)，所用模擬酸雨則是用兩種酸的混合液調(diào)節(jié)霍蘭氏營(yíng)養(yǎng)液，得到pH值分別為3.0，4.0，5.0的營(yíng)養(yǎng)液。

1.3 模擬酸雨對(duì)水稻種子萌發(fā)的影響

選取籽粒飽滿的水稻種子在蒸餾水中充分吸脹后隨機(jī)平均分成4組，均勻撒播于墊有濾紙的培養(yǎng)皿中并編號(hào)，分別對(duì)應(yīng)不同pH值的模擬酸雨處理組和對(duì)照組，每組3個(gè)重復(fù)。所有處理置于25℃恒溫培養(yǎng)箱中催芽，第7天進(jìn)行發(fā)芽率統(tǒng)計(jì)。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中注意跟蹤觀察并始終保持濾紙濕潤(rùn)。

1.4 模擬酸雨對(duì)水稻幼苗生長(zhǎng)的影響

統(tǒng)計(jì)完發(fā)芽率后，對(duì)照組的種子轉(zhuǎn)移到添加了霍蘭氏營(yíng)養(yǎng)液的培養(yǎng)皿中，置25℃恒溫培養(yǎng)箱繼續(xù)培養(yǎng)，直到幼苗長(zhǎng)到2 cm左右。選取長(zhǎng)勢(shì)相近的水稻幼苗60株平均分成4組（每組3個(gè)重復(fù)）轉(zhuǎn)移到玻璃培養(yǎng)瓶中，并開(kāi)始模擬酸雨處理，即其中3個(gè)組幼苗的培養(yǎng)液變換為pH值分別為3.0，4.0，5.0的營(yíng)養(yǎng)液，剩余的1組繼續(xù)用正?；籼m氏營(yíng)養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)作為對(duì)照。當(dāng)對(duì)照組中幼苗高度達(dá)到10 cm左右時(shí)，對(duì)各組進(jìn)行葉長(zhǎng)、苗高、植株鮮重、不定根數(shù)等生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)量或計(jì)數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 模擬酸雨對(duì)種子萌發(fā)率的影響

從圖1中可以看出，對(duì)照組的種子萌發(fā)率達(dá)到98.6%，而模擬酸雨脅迫處理后種子的萌發(fā)率受到不同程度的影響。pH值越低，種子萌發(fā)率越低。pH值3.0條件下，萌發(fā)率下降到80.2%，比對(duì)照組下降18.4個(gè)百分點(diǎn)，與對(duì)照組存在極顯著差異（p<0.01）。pH值4.0條件下，種子萌發(fā)率與照組存在顯著差異（p>0.05）。而pH 5.0條件下，種子萌發(fā)率與對(duì)照無(wú)顯著差異。

圖1 不同條件下種子萌發(fā)率的比較

2.2 模擬酸雨對(duì)幼苗生長(zhǎng)的影響

不同條件下幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)數(shù)據(jù)匯總于表1。同時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后（計(jì)算出不同條件下的數(shù)據(jù)與對(duì)照組數(shù)據(jù)的比值），得到了不同酸雨脅迫處理對(duì)幼苗各個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)的影響趨勢(shì)圖，如圖2所示。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析表明，水稻幼苗對(duì)所有不同pH值的模擬酸雨脅迫均表現(xiàn)極為敏感，所有生長(zhǎng)指標(biāo)相對(duì)對(duì)照組均受到明顯抑制（p<0.01），且在pH值為5.0條件下，抑制效應(yīng)已經(jīng)十分顯著。而且隨著模擬酸雨pH值的減小，其對(duì)幼苗生長(zhǎng)的抑制效應(yīng)有加重的趨勢(shì)（圖 2）。

表1 不同處理?xiàng)l件下幼苗各生長(zhǎng)指標(biāo)數(shù)據(jù)匯總

圖2 各測(cè)量參數(shù)在不同處理下的變化趨勢(shì)

3 討論

近年來(lái)，酸雨的污染以及它對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響越來(lái)越受到人們的關(guān)注[5]。人們通過(guò)模擬酸雨脅迫對(duì)不同農(nóng)作物進(jìn)行處理，以了解其對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育以及各種不同生理生化指標(biāo)的影響[6]，同時(shí)積極探索應(yīng)對(duì)策略[7-8]。

試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，酸雨脅迫對(duì)水稻種子的萌發(fā)以及幼苗生長(zhǎng)均有明顯抑制效應(yīng)，且隨著模擬酸雨的pH值的減低，這種抑制效應(yīng)越顯著。需要指出的是，在pH值5.0模擬酸雨條件下，種子的萌發(fā)率相對(duì)正常條件雖然有下降趨勢(shì)，但并未出現(xiàn)顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。而在pH值4.0處理下，萌發(fā)率下降的幅度較小。這提示酸雨的酸度偏離正常條件在一定范圍內(nèi)時(shí)，可能對(duì)水稻種子的萌發(fā)影響不大，而超過(guò)一定值則影響急劇增加。而對(duì)于處于幼苗階段的水稻，在模擬酸雨pH值較高時(shí)（pH值5.0）就對(duì)幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育表現(xiàn)出明顯的抑制效應(yīng)。這些結(jié)果說(shuō)明，酸雨在水稻出苗后的影響更大。

研究模擬酸雨不直接與植株的葉片接觸，不存在模擬酸雨對(duì)葉片的淋溶作用和其他直接傷害[9-10]。因此推測(cè)，模擬酸雨對(duì)植株生長(zhǎng)的負(fù)面影響可能是由于其直接抑制了根系的分化、生長(zhǎng)以及根對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)特別是礦質(zhì)離子的吸收，從而間接影響到整個(gè)植株其他器官生理功能如光合作用等，最終體現(xiàn)到整個(gè)植株的各個(gè)表觀生長(zhǎng)指標(biāo)上。

[1]陳明艷，姜顯政.淺析酸雨的形成危害及防治措施[J].廣東微量元素科學(xué)，2009，（1）：15-20.

[2]燕惠剛，陳欣欣，鐵柏清，等.模擬酸雨對(duì)水稻、玉米和綠豆萌發(fā)及生長(zhǎng)影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展，1998，2：13-16.

[3]童貫和.模擬酸雨致酸土壤對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響[J].農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，2005，（1）：47-50.

[4]王星輝，楊海君，顏丙花，等.鎘、酸雨和農(nóng)藥復(fù)合污染對(duì)小白菜產(chǎn)量和品質(zhì)的毒性效應(yīng)[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，（1）：85-88.

[5]張 龔，曾光明，蔣益民，等.湖南省酸雨變化特征、現(xiàn)狀及成因分析[J].環(huán)境科學(xué)研究，2003，（5）：15-19.

[6]孫文秀，吳晶磊.模擬酸雨對(duì)小白菜生長(zhǎng)過(guò)程中生理生化指標(biāo)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（25）：13596-13597.

[7]趙 棟，潘遠(yuǎn)智，鄧仕槐，等.模擬酸雨對(duì)茶梅生理生態(tài)特性的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，（15）：3191-3198.

[8]Song X D,Jiang H,Yu S Q.Detection of acid rain stress effect on plant using hyperspectral data in three gorges region[J].Chinese Geographical Science,2008,（3）:249-254.

[9]樊后保，臧潤(rùn)國(guó).女貞種子和幼苗對(duì)模擬酸雨的反應(yīng)[J].林業(yè)科學(xué)，2000，（6）：90-95.

[10]黃繼山，溫文保，藺萬(wàn)煌，等.酸雨對(duì)樹(shù)木葉細(xì)胞傷害的模擬研究[J].林業(yè)科學(xué)研究，2002，（2）：219-224.