模拟酸雨对水稻种子发芽及幼苗生长的影响

闫荣玲，廖 阳，郭平安

（湖南科技学院生命科学与化学工程系，湖南 永州 425100）

酸雨对农业生产危害严重，其可以损伤作物的叶片等器官或改变作物的生长环境从而直接或者间接地影响到作物最终的产量[1-4]。水稻在我国大面积种植，研究酸雨对水稻种子萌发以及幼苗生长的影响具有一定实践指导意义。试验设置不同pH 值（分别为 3.0，4.0，5.0）的浸种液或培养液以模拟不同程度的酸雨胁迫，对比正常条件与模拟酸雨条件下，水稻种子的发芽率以及幼苗生长的各项指标，以了解酸雨对水稻种子萌发及幼苗生长的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

水稻品种为金优555，购自永州市零陵区种子站。

1.2 模拟酸雨配置

前人研究表明[4]，湖南省内酸雨的阴离子主要是SO42-，通过蒸馏水对摩尔浓度比3∶1浓硫酸和浓硝酸溶液的混合液进行稀释获得pH值分别为3.0，4.0，5.0的模拟酸雨液，以pH值约为6.5的自来水作对照（CK），用于种子萌发实验；在对幼苗进行处理时，所用模拟酸雨则是用两种酸的混合液调节霍兰氏营养液，得到pH值分别为3.0，4.0，5.0的营养液。

1.3 模拟酸雨对水稻种子萌发的影响

选取籽粒饱满的水稻种子在蒸馏水中充分吸胀后随机平均分成4组，均匀撒播于垫有滤纸的培养皿中并编号，分别对应不同pH值的模拟酸雨处理组和对照组，每组3个重复。所有处理置于25℃恒温培养箱中催芽，第7天进行发芽率统计。在整个试验过程中注意跟踪观察并始终保持滤纸湿润。

1.4 模拟酸雨对水稻幼苗生长的影响

统计完发芽率后，对照组的种子转移到添加了霍兰氏营养液的培养皿中，置25℃恒温培养箱继续培养，直到幼苗长到2 cm左右。选取长势相近的水稻幼苗60株平均分成4组（每组3个重复）转移到玻璃培养瓶中，并开始模拟酸雨处理，即其中3个组幼苗的培养液变换为pH值分别为3.0，4.0，5.0的营养液，剩余的1组继续用正常霍兰氏营养液继续培养作为对照。当对照组中幼苗高度达到10 cm左右时，对各组进行叶长、苗高、植株鲜重、不定根数等生长指标的测量或计数。

2 结果与分析

2.1 模拟酸雨对种子萌发率的影响

从图1中可以看出，对照组的种子萌发率达到98.6%，而模拟酸雨胁迫处理后种子的萌发率受到不同程度的影响。pH值越低，种子萌发率越低。pH值3.0条件下，萌发率下降到80.2%，比对照组下降18.4个百分点，与对照组存在极显著差异（p<0.01）。pH值4.0条件下，种子萌发率与照组存在显著差异（p>0.05）。而pH 5.0条件下，种子萌发率与对照无显著差异。

图1 不同条件下种子萌发率的比较

2.2 模拟酸雨对幼苗生长的影响

不同条件下幼苗生长指标数据汇总于表1。同时，对数据进行转换后（计算出不同条件下的数据与对照组数据的比值），得到了不同酸雨胁迫处理对幼苗各个生长指标的影响趋势图，如图2所示。统计学分析表明，水稻幼苗对所有不同pH值的模拟酸雨胁迫均表现极为敏感，所有生长指标相对对照组均受到明显抑制（p<0.01），且在pH值为5.0条件下，抑制效应已经十分显著。而且随着模拟酸雨pH值的减小，其对幼苗生长的抑制效应有加重的趋势（图 2）。

表1 不同处理条件下幼苗各生长指标数据汇总

图2 各测量参数在不同处理下的变化趋势

3 讨论

近年来，酸雨的污染以及它对农作物生长的影响越来越受到人们的关注[5]。人们通过模拟酸雨胁迫对不同农作物进行处理，以了解其对农作物的生长发育以及各种不同生理生化指标的影响[6]，同时积极探索应对策略[7-8]。

试验结果发现，酸雨胁迫对水稻种子的萌发以及幼苗生长均有明显抑制效应，且随着模拟酸雨的pH值的减低，这种抑制效应越显著。需要指出的是，在pH值5.0模拟酸雨条件下，种子的萌发率相对正常条件虽然有下降趋势，但并未出现显著统计学差异。而在pH值4.0处理下，萌发率下降的幅度较小。这提示酸雨的酸度偏离正常条件在一定范围内时，可能对水稻种子的萌发影响不大，而超过一定值则影响急剧增加。而对于处于幼苗阶段的水稻，在模拟酸雨pH值较高时（pH值5.0）就对幼苗的生长发育表现出明显的抑制效应。这些结果说明，酸雨在水稻出苗后的影响更大。

研究模拟酸雨不直接与植株的叶片接触，不存在模拟酸雨对叶片的淋溶作用和其他直接伤害[9-10]。因此推测，模拟酸雨对植株生长的负面影响可能是由于其直接抑制了根系的分化、生长以及根对营养物质特别是矿质离子的吸收，从而间接影响到整个植株其他器官生理功能如光合作用等，最终体现到整个植株的各个表观生长指标上。

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