PEG引发对镉胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响

周缘娣　黄良伟　吴小松

摘要 本试验以玉米为试验材料，研究聚乙二醇（PEG）引发对镉胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明，在一定的浓度镉胁迫下，用20%的PEG引发处理玉米种子，能显著提高玉米种子的发芽率、发芽势和幼苗的干重、鲜重，降低发芽抑制率和根长抑制率。

关键词 玉米；PEG引发；种子萌发；幼苗；镉胁迫

中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）13-0013-02

镉是所有的重金属当中对土壤的污染最为明显的一种。特别是这几年来因为矿产、冶金等工业的发展，对产生的镉没有很好地处理，导致我国农业土壤受镉污染逐渐加重[1]。重金属的污染不但对土壤造成严重影响，同時也使农作物产量与质量不达标，严重降低了人们的生活幸福度[2]。种子引发可提高作物耐性和提高种子的活力[3]。聚乙二醇（PEG）引发种子的机理就是种子在一定渗透压的溶液中，由于完成了一些有利于萌发及生长的物质代谢过程，从而使其萌发能力有了明显的提高[4]。本试验通过观察PEG处理过的玉米种子在不同浓度镉胁迫下的不同表现，以此来得出在镉胁迫下能促进玉米种子的萌发及幼苗生长的最佳浓度的PEG，从而提高玉米的产量和质量。

1 材料与方法

1.1 试验材料

玉米种子为市场购买的种子，从中选择色泽较好，外形饱满，大小一致的玉米种子。

1.2 试验设计

1.2.1 玉米种子引发。将玉米种子分别用10%、20%、30%的PEG溶液在25 ℃下引发24 h，平均每组60粒、并另选60粒种子待用以便对比。将引发完的种子用蒸馏水冲洗干净，放在滤纸上，在常温下晾干。

1.2.2 镉胁迫试验设计。试验设3个镉浓度（0、100、200 mg/L）模拟镉胁迫，其中以0浓度为空白对照组（CK），每个浓度处理设4个重复，共12个处理组（表1），每组20粒玉米种子。

1.3 测定内容与方法

发芽抑制率（%）=（空白对照组种子萌发数-处理组种子萌发数）/空白对照组种子萌发数×100；

根伸长抑制率（%）=（空白对照组根长-处理组根长）/空白组根长×100；

发芽率（%）=发芽种子数/种子总数×100；

发芽势（%）=第t天发芽种子数/种子总数×100。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel软件进行处理[5-6]。

2 结果与分析

2.1 PEG引发对镉胁迫下玉米种子发芽的影响

从表2可以看出，随着镉离子浓度的加大，玉米种子的发芽率、发芽势呈逐渐下降趋势，镉对其的抑制率也在不断上升。当PEG浓度为20%时能有效提高种子发芽率、发芽势及种子的耐镉性，降低镉对玉米发芽抑制率和根长抑制率，以此来加快种子发芽，增强种子活力。

2.2 PEG引发对镉胁迫下玉米幼苗生长的影响

2.2.1 对玉米幼苗株高和根长的影响。随着镉浓度的加大，玉米幼苗的株高和根长受到了严重的抑制（表3）。当镉浓度为100 mg/L时，玉米幼苗株高与对照相比下降了43%左右，根长则下降了75%左右。镉浓度为200 mg/L时，玉米幼苗株高与对照相比下降了72%左右，根长下降了93%左右。可见随着镉浓度的加大，玉米生长受到的抑制明显加大了。方差分析结果表明，在同种镉浓度处理中，PEG处理与未处理的没有达到显著水平，即PEG处理基本作用不大。

2.2.2 对玉米幼苗干重和鲜重的影响。通过对试验数据的处理及分析，发现在不同浓度的镉胁迫下用不同浓度的PEG对玉米进行处理，各组试验数据差异显著并呈现一定规律。随着镉浓度的增加，玉米的鲜重呈明显下降趋势（图2）。在相同浓度镉胁迫下，随着PEG浓度的升高，玉米幼苗的干重和鲜重均呈先下降后上升的规律，在PEG浓度为20%时，玉米的干重、鲜重为最大值（图1、2）。当镉浓度为100 mg/L时，用浓度为20%PEG引发的处理组干重、鲜重为最大值，分别达到了0.87、2.41 g，相对于对照组干重分别提高了31.9%、15.9%；当镉浓度为200 mg/L时，用浓度为20% 的PEG引发的处理组干重、鲜重值最高，分别为0.84、1.86 g。

3 结论与讨论

试验结果表明，用浓度为20%的PEG引发处理镉胁迫下的玉米种子，其发芽率和发芽势得到了显著的上升，发芽抑制率、根长抑制率相对其他组也有所降低，长出的幼苗的干重、鲜重等各项生长指标也有所提升。可见，PEG引发处理可以降低镉对玉米种子的危害，使玉米种子的萌发率得到有效的提升，促进玉米幼苗的生长发育。该结果为解决镉胁迫下玉米种子出苗率低、质量差等问题提供了理论依据。

4 参考文献

[1] 李婧，周艳文，陈森，等.我国土壤镉污染现状、危害及其治理方法综述[J].安徽农学通报，2015（24）：104-107.

[2] 丁华毅.生物炭的环境吸附行为及在土壤重金属镉污染治理中的应用[D].厦门：厦门大学，2014：10-12.

[3] 赵玥，辛霞，王宗礼，等.种子引发机理研究进展及牧草种子引发研究展望[J].中国草地学报，2012（3）：102-108.

[4] 张自阳，姜小苓，卢春瑞，等.PEG引发处理对人工老化小麦种子活力及幼苗生长的影响[J].河南科技学院学报（自然科学版），2013（1）：1-5.

[5] 马贵，邹蕊.镉胁迫对玉米萌发的影响[J].宁夏师范学院学报，2013，34（6）：59-61.

[6] 杨双春，张洪林.镉胁迫对玉米生理特性的影响[J].中国生态农业学报，2006，14（1）：57-59.