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模拟酸雨对不同抗性植物种子萌发的影响

曾庆玲  
【摘要】:酸雨对植物的生态生理影响国内外已有大量报道,酸雨对植物影响的研究触角已掠及种子萌发,但多数关于酸雨环境植物学效应的研究很少考虑种子组成以及萌发过程中种子内在变化对酸雨的反应。因此,研究不同抗性植物种子萌发及生理生化过程对酸雨胁迫伤害的应激反应甚为重要,它为微观上揭示酸雨伤害植物机理,宏观上进一步认识酸化环境下植物种群变化动态,群落波动、演替的潜在原因,以及正确评估酸雨给我国农林业生产造成的损失和抗酸(雨)减灾的农业生产区划等提供新的思考方向和依据。 本文以抗性植物水稻(Oryza sativa)、中等抗性植物小麦(Triticum aestivum)和敏感植物油菜(Brassica chinensis var. oleifera) 为实验观察对象,考察模拟酸雨(简称酸雨)在植物生活史第一阶段——种子萌发阶段的环境植物学效应,研究3类抗性植物种子萌发过程对酸雨胁迫强度、胁迫时间的响应,以及产生响应差异的内在原因,主要实验结果如下: 采用pH 2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0酸雨处理不同抗性植物种子,酸雨胁迫时间为1周。研究酸雨胁迫强度对3类抗性种子萌发过程发芽指标(发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、异状发芽率)和生理指标(吸水值、呼吸速率、贮藏物质消耗率、贮藏物质运转率、根长抑制指数、芽长抑制指数)的影响。实验结果表明,⑴当酸雨胁强(pH)=2.0~2.5时,3类抗性种子皆不萌发;⑵胁强(pH)≥3.0时,3类种子发芽率(势)、发芽(活力)指数都与pH 值显著正相关,萌发指标的最大变幅是水稻<小麦<油菜异状发芽率与pH 值显著负相关;⑶当胁强(pH )≥2.5时,3类种子吸水值、呼吸速率、贮藏物质运转效率也与pH 值显著正相关, 水稻与小麦贮藏物质消耗率与pH 值显著正相关,而油菜贮藏物质消耗率与pH 值显著负相关,最大变幅是水稻<小麦<油菜⑷3类种子的根、芽长抑制指数都与pH 值显著负相关。pH 3.0~5.0酸雨胁迫下,根、芽抑制强度均为水稻<小麦<油菜。 采用pH 2.5、3.0、3.5、4.0酸雨处理3类抗性种子,研究酸雨胁迫时间对3类抗性种子萌发过程(发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数)和生理指标(贮藏物质消耗率、贮藏物质运转率、根长抑制指数、芽长抑制指数)的影响。酸雨胁迫时间的处理方式为:酸雨胁迫1d,转于CK溶液中至萌发实验结束,表示为 (1AR+6W);胁迫2d,转CK溶液中,表示为 (2AR+5W)…;直至胁迫7d (7AR)。测定指标,研究结果表明,随酸雨胁迫时间变化,3类种子发芽率(势)、发芽(活力)指数、贮藏物质消耗(运转)率与酸雨胁迫时间呈显著负相关(油菜消耗率与酸雨胁迫时间呈正相关),根(芽)长抑制指数与酸雨胁迫时间呈显著正相关,但各指标与CK达到差异显著水平的胁时不同,表现为水稻>小麦>油菜;上述指标的最大变幅为水稻<小麦<油菜。 采用pH 3.0、3.5、4.0酸雨处理不同抗性植物种子,萌发过程中种子一直受酸雨 WP=6 胁迫,动态测定指标,即从萌发(胁迫)3天起,每天取样测定各处理种子生理指标(贮藏物质消耗率、贮藏物质运转率、根长抑制指数、芽长抑制指数),生化指标(过氧化氢酶与过氧化物酶活性、还原糖与磷脂含量),至实验结束。研究酸雨胁迫强度与胁迫时间对种子萌发若干生理生化指标的影响。实验结果显示,3类抗性植物种子萌发若干生理生化指标对酸雨胁迫强度与胁迫(萌发)时间的响应,既受胁强(pH )影响,也受胁迫(萌发)时间制约,各指标变化规律不尽一致;当t=7d时,与CK相比,不同胁强(pH 3.0、3.5、4.0)下各指标增(减)幅为:水稻<小麦<油菜。 综合上述研究结果,3类抗性种子萌发响应酸雨胁迫能力存在明显差异,表现为水稻>小麦>油菜。


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