周緣娣　黃良偉　吳小松

摘要 本試驗(yàn)以玉米為試驗(yàn)材料，研究聚乙二醇（PEG）引發(fā)對(duì)鎘脅迫下玉米種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，在一定的濃度鎘脅迫下，用20%的PEG引發(fā)處理玉米種子，能顯著提高玉米種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和幼苗的干重、鮮重，降低發(fā)芽抑制率和根長(zhǎng)抑制率。

關(guān)鍵詞 玉米；PEG引發(fā)；種子萌發(fā)；幼苗；鎘脅迫

中圖分類(lèi)號(hào) S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）13-0013-02

鎘是所有的重金屬當(dāng)中對(duì)土壤的污染最為明顯的一種。特別是這幾年來(lái)因?yàn)榈V產(chǎn)、冶金等工業(yè)的發(fā)展，對(duì)產(chǎn)生的鎘沒(méi)有很好地處理，導(dǎo)致我國(guó)農(nóng)業(yè)土壤受鎘污染逐漸加重[1]。重金屬的污染不但對(duì)土壤造成嚴(yán)重影響，同時(shí)也使農(nóng)作物產(chǎn)量與質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，嚴(yán)重降低了人們的生活幸福度[2]。種子引發(fā)可提高作物耐性和提高種子的活力[3]。聚乙二醇（PEG）引發(fā)種子的機(jī)理就是種子在一定滲透壓的溶液中，由于完成了一些有利于萌發(fā)及生長(zhǎng)的物質(zhì)代謝過(guò)程，從而使其萌發(fā)能力有了明顯的提高[4]。本試驗(yàn)通過(guò)觀察PEG處理過(guò)的玉米種子在不同濃度鎘脅迫下的不同表現(xiàn)，以此來(lái)得出在鎘脅迫下能促進(jìn)玉米種子的萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的最佳濃度的PEG，從而提高玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

玉米種子為市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)的種子，從中選擇色澤較好，外形飽滿，大小一致的玉米種子。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 玉米種子引發(fā)。將玉米種子分別用10%、20%、30%的PEG溶液在25 ℃下引發(fā)24 h，平均每組60粒、并另選60粒種子待用以便對(duì)比。將引發(fā)完的種子用蒸餾水沖洗干凈，放在濾紙上，在常溫下晾干。

1.2.2 鎘脅迫試驗(yàn)設(shè)計(jì)。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)鎘濃度（0、100、200 mg/L）模擬鎘脅迫，其中以0濃度為空白對(duì)照組（CK），每個(gè)濃度處理設(shè)4個(gè)重復(fù)，共12個(gè)處理組（表1），每組20粒玉米種子。

1.3 測(cè)定內(nèi)容與方法

發(fā)芽抑制率（%）=（空白對(duì)照組種子萌發(fā)數(shù)-處理組種子萌發(fā)數(shù)）/空白對(duì)照組種子萌發(fā)數(shù)×100；

根伸長(zhǎng)抑制率（%）=（空白對(duì)照組根長(zhǎng)-處理組根長(zhǎng)）/空白組根長(zhǎng)×100；

發(fā)芽率（%）=發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù)×100；

發(fā)芽勢(shì)（%）=第t天發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù)×100。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行處理[5-6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 PEG引發(fā)對(duì)鎘脅迫下玉米種子發(fā)芽的影響

從表2可以看出，隨著鎘離子濃度的加大，玉米種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)呈逐漸下降趨勢(shì)，鎘對(duì)其的抑制率也在不斷上升。當(dāng)PEG濃度為20%時(shí)能有效提高種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及種子的耐鎘性，降低鎘對(duì)玉米發(fā)芽抑制率和根長(zhǎng)抑制率，以此來(lái)加快種子發(fā)芽，增強(qiáng)種子活力。

2.2 PEG引發(fā)對(duì)鎘脅迫下玉米幼苗生長(zhǎng)的影響

2.2.1 對(duì)玉米幼苗株高和根長(zhǎng)的影響。隨著鎘濃度的加大，玉米幼苗的株高和根長(zhǎng)受到了嚴(yán)重的抑制（表3）。當(dāng)鎘濃度為100 mg/L時(shí)，玉米幼苗株高與對(duì)照相比下降了43%左右，根長(zhǎng)則下降了75%左右。鎘濃度為200 mg/L時(shí)，玉米幼苗株高與對(duì)照相比下降了72%左右，根長(zhǎng)下降了93%左右?？梢?jiàn)隨著鎘濃度的加大，玉米生長(zhǎng)受到的抑制明顯加大了。方差分析結(jié)果表明，在同種鎘濃度處理中，PEG處理與未處理的沒(méi)有達(dá)到顯著水平，即PEG處理基本作用不大。

2.2.2 對(duì)玉米幼苗干重和鮮重的影響。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及分析，發(fā)現(xiàn)在不同濃度的鎘脅迫下用不同濃度的PEG對(duì)玉米進(jìn)行處理，各組試驗(yàn)數(shù)據(jù)差異顯著并呈現(xiàn)一定規(guī)律。隨著鎘濃度的增加，玉米的鮮重呈明顯下降趨勢(shì)（圖2）。在相同濃度鎘脅迫下，隨著PEG濃度的升高，玉米幼苗的干重和鮮重均呈先下降后上升的規(guī)律，在PEG濃度為20%時(shí)，玉米的干重、鮮重為最大值（圖1、2）。當(dāng)鎘濃度為100 mg/L時(shí)，用濃度為20%PEG引發(fā)的處理組干重、鮮重為最大值，分別達(dá)到了0.87、2.41 g，相對(duì)于對(duì)照組干重分別提高了31.9%、15.9%；當(dāng)鎘濃度為200 mg/L時(shí)，用濃度為20% 的PEG引發(fā)的處理組干重、鮮重值最高，分別為0.84、1.86 g。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，用濃度為20%的PEG引發(fā)處理鎘脅迫下的玉米種子，其發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)得到了顯著的上升，發(fā)芽抑制率、根長(zhǎng)抑制率相對(duì)其他組也有所降低，長(zhǎng)出的幼苗的干重、鮮重等各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)也有所提升。可見(jiàn)，PEG引發(fā)處理可以降低鎘對(duì)玉米種子的危害，使玉米種子的萌發(fā)率得到有效的提升，促進(jìn)玉米幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育。該結(jié)果為解決鎘脅迫下玉米種子出苗率低、質(zhì)量差等問(wèn)題提供了理論依據(jù)。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 李婧，周艷文，陳森，等.我國(guó)土壤鎘污染現(xiàn)狀、危害及其治理方法綜述[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2015（24）：104-107.

[2] 丁華毅.生物炭的環(huán)境吸附行為及在土壤重金屬鎘污染治理中的應(yīng)用[D].廈門(mén)：廈門(mén)大學(xué)，2014：10-12.

[3] 趙玥，辛霞，王宗禮，等.種子引發(fā)機(jī)理研究進(jìn)展及牧草種子引發(fā)研究展望[J].中國(guó)草地學(xué)報(bào)，2012（3）：102-108.

[4] 張自陽(yáng)，姜小苓，盧春瑞，等.PEG引發(fā)處理對(duì)人工老化小麥種子活力及幼苗生長(zhǎng)的影響[J].河南科技學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013（1）：1-5.

[5] 馬貴，鄒蕊.鎘脅迫對(duì)玉米萌發(fā)的影響[J].寧夏師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，34（6）：59-61.

[6] 楊雙春，張洪林.鎘脅迫對(duì)玉米生理特性的影響[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2006，14（1）：57-59.