孫 晶，馬 廣，畢廷濤

（1.云南省環(huán)境科學(xué)研究院，云南昆明650034；2.云南省環(huán)境保護(hù)廳，云南昆明650000）

砷脅迫對(duì)不同麥種根長(zhǎng)、株高、生物量的試驗(yàn)性研究

孫 晶1，馬 廣2，畢廷濤1

（1.云南省環(huán)境科學(xué)研究院，云南昆明650034；2.云南省環(huán)境保護(hù)廳，云南昆明650000）

采用室內(nèi)水培方法，通過測(cè)定根長(zhǎng)、株高、生物量等基本形態(tài)指標(biāo)研究砷脅迫下3個(gè)大麥品種 （大麥08BD－2，大麥二號(hào)，大麥三號(hào)）對(duì)砷的的耐性和吸收遷移特征。結(jié)果表明，隨著砷濃度的升高，大麥的根長(zhǎng)、株高、生物量呈下降趨勢(shì)，與砷濃度成負(fù)相關(guān)，其中株高與砷濃度的相關(guān)系數(shù)分別為：－0.9108、－0.9557、－0.9984，生物量與砷濃度的相關(guān)系數(shù)分別為：－0.8952、－0.9424、－0.9776?？梢?個(gè)品種中大麥08BD－2對(duì)砷的耐性較好。

大麥；砷脅迫；相關(guān)系數(shù)；耐性；研究

砷是土壤中的類金屬元素，被國(guó)內(nèi)外列為優(yōu)先控制污染物之一。農(nóng)田土壤遭受重金屬污染以及由此造成的對(duì)農(nóng)作物和人體健康的威脅是當(dāng)今世界普遍關(guān)注的問題。作物幼苗生長(zhǎng)階段是作物一生中最關(guān)鍵的時(shí)期，對(duì)于作物的形態(tài)建成和產(chǎn)量有著直接的影響，也是對(duì)外界逆境較為敏感的時(shí)期［1］。當(dāng)土壤砷含量達(dá)到一定濃度時(shí)，會(huì)對(duì)大麥生長(zhǎng)造成危害，使大麥生長(zhǎng)發(fā)育受到顯著抑制，籽粒中砷含量超標(biāo)，因而對(duì)食品安全造成威脅［2］。

本研究對(duì)3個(gè)大麥品種進(jìn)行一系列砷脅迫，并固定一個(gè)砷濃度（5mg／L），通過根長(zhǎng)、株高、生物量等指標(biāo)研究不同時(shí)間其對(duì)砷的動(dòng)態(tài)吸收和遷移特征，評(píng)價(jià)不同大麥品種對(duì)砷的耐性。找到對(duì)砷具有高耐性的大麥品種，為在砷污染區(qū)合理發(fā)展和布局農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供一定的參考。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)材料

本研究所用的大麥為云南省農(nóng)科院提供的大麥08BD－2、大麥2號(hào)、大麥3號(hào)3個(gè)無污染品種，下面分別簡(jiǎn)稱為1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)。

1.2 總體設(shè)計(jì)

（1）選取3種大麥品種分別在含三價(jià)砷的4種不同濃度梯度條件下的1／4濃度的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng)，砷濃度分別為0、5、15、30 mg／L；并觀察在同一濃度（5mg／L）下每隔一個(gè)時(shí)間段（5d），3種大麥的生長(zhǎng)情況。

（2）研究砷脅迫下3個(gè)大麥品種的耐性特征，測(cè)定根長(zhǎng)、株高、生物量等基本形態(tài)指標(biāo)。

1.3 大麥的處理

配置全營(yíng)養(yǎng)液，將砷酸氫二鈉分別以0、5、15、30mg／L 4個(gè)濃度梯度（砷離子濃度以純砷計(jì)）加入到Hoagland營(yíng)養(yǎng)液（配方如表1所示）中。選粒大飽滿的大麥籽粒，先用乙醇消毒3min，再浸泡6h，然后將浸泡過的大麥種子移入培養(yǎng)皿中催芽2～3d，選取露白一致的種子放入培養(yǎng)皿中，每個(gè)培養(yǎng)皿內(nèi)加入30ml 4個(gè)濃度梯度的含砷營(yíng)養(yǎng)液，置室溫自然光照下萌發(fā)，每一處理重復(fù)3次。同時(shí)，設(shè)置一個(gè)時(shí)間動(dòng)態(tài)組，固定濃度為5mg／L，每隔5d采一次樣。

表1 霍格蘭氏液的配方

2 結(jié)果與分析

2.1 砷脅迫大麥根生長(zhǎng)的影響

觀察根的形態(tài)發(fā)現(xiàn)，在0～l5mg／L砷處理中，隨著砷濃度的提高，大麥根系的主根生長(zhǎng)受到抑制，側(cè)根和根毛生長(zhǎng)較對(duì)照緩慢；30mg／L的砷處理時(shí)，大麥根系變成黑褐色，側(cè)根和根毛不能生長(zhǎng)，形成了一個(gè)個(gè)小米粒大小的瘤狀。由于無法量得根長(zhǎng)，所以未對(duì)其列出相關(guān)數(shù)據(jù)。

2.2 砷脅迫大麥株高的影響

在同一濃度（5mg／L）含砷營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)條件下，大麥的株高隨時(shí)間變化如圖1所示。觀察圖形變化可知，植株在整個(gè)生育期株高與時(shí)間成正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.6981、0.6697、0.9748。

在培養(yǎng)20d后，在不同濃度的含砷營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)條件下大麥的株高隨濃度的變化差異如圖2所示。隨著砷濃度的升高，株高明顯受到抑制，株高與砷濃度呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為：－0.9108、－0.9557、－0.9984。

2.3 砷脅迫對(duì)大麥生物量的影響

在固定濃度為5mg／L的含砷營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)條件下，3個(gè)大麥品種的生物量隨時(shí)間的變化如圖3所示。

各個(gè)大麥品種的生物量隨濃度升高的變化如圖4所示，3個(gè)大麥品種的生物量隨砷濃度的升高而明顯降低，生物量與砷濃度呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為：－0.8952、－0.9424、－0.9776。

3 結(jié)論

（1）砷對(duì)大麥株高的抑制作用：在相同濃度5mg／L處理下，3號(hào)生長(zhǎng)幅度較大，受砷的抑制作用較小，1號(hào)和2號(hào)相當(dāng)；在4個(gè)不同濃度處理下，3種大麥的株高隨濃度的升高而縮短，其中1號(hào)對(duì)砷脅迫最不明顯。

（2）砷對(duì)大麥生物量的抑制作用：在相同濃度5mg／L處理下，3個(gè)品種的生物量出現(xiàn)1號(hào)＜2號(hào)＜3號(hào)；3個(gè)大麥品種的生物量隨砷濃度的升高而明顯降低，1號(hào)對(duì)砷脅迫最不明顯，3個(gè)不同品種的小麥對(duì)砷的耐受性依次為：3號(hào)＜2號(hào)＜1號(hào)。

可見3個(gè)品種中大麥08BD－2對(duì)砷的耐性較好。

［1］張義賢，李曉科.鎘、鉛及其復(fù)合污染對(duì)大麥幼苗部分生理指標(biāo)的影響［J］.植物研究，2008，28（1）：43－57.

［2］朱云集，王晨陽，馬元喜，等.砷脅迫對(duì)大麥根系生長(zhǎng)及活性氧代謝的影響［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2000，20（4）：797－800.

An Experimental Study on the Arsenic Intim idation Responses on the Root Length，Height，and Biomass of Three Kinds of W heat Seeds

SUN Jing1，MA Guang2，BITing－tao1
（1.Yunnan Institute of Environmental Science，Kunming Yunnan 650034，China）

The arsenic tolerance in three wheat seeds ofwheat08BD－2，wheat No.2，and wheat No.3 aswell as the characteristics of arsenic absorption and movementwere studied through measuring the root length，height，and biomass of these three wheat seeds under the lab culture.The results showed that the root length，height，and biomass ofwheat declined with the increase of arsenic concentration，which indicated a negative correlation.The correlation coefficients between the height and the arsenic concentration of three wheat seeds are－0.9108，－0.9557，and－0.9984 respectively.The biomass have negative correlation of－0.8952，－0.9424，and－0.9776 with the arsenic concentration.Therefore，thewheat08BD－2 had stronger arsenic tolerance than other two wheat seeds.

wheat；arsenic intimidation；correlation coefficient；tolerance；study

X131

A

1673－9655（2015）02－0017－03

2014－11－05