王 虹 王 穎 劉 娜

（上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點實驗室，上海 奉賢 201403）

酸雨是指pH值小于5.6的雨雪或其他形式的降水。隨著工業(yè)化進程的推進和氣候的變化，酸雨已經(jīng)成為較嚴(yán)重的環(huán)境問題之一[1]。酸雨對植物的傷害主要表現(xiàn)在通過淋溶等方式直接損害植物的葉片及抑制種子的萌發(fā)，并通過引起土壤酸化及重金屬累積等間接方式影響植物的生長。Devpura等[2]的研究表明，酸雨抑制了豆類種子的萌發(fā)，當(dāng)pH值降到3.5時豆類作物葉片受到損傷，當(dāng)pH值降到2.1時葉片開始產(chǎn)生枯斑甚至死亡。王秀英[3]對小麥的研究表明，模擬酸雨脅迫導(dǎo)致了小麥葉片生長受抑，植株葉綠素含量及抗氧化酶活性等生理指標(biāo)隨著酸雨酸性的增強而下降。此外，Tong等[4]研究表明，酸雨可以增加土壤中鋁的含量，從而抑制小麥根系的生長。

近年來，隨著經(jīng)濟的快速增長，汽車尾氣排放量逐年增加，上海已成為我國酸雨較為嚴(yán)重的地區(qū)之一[5]。綠葉蔬菜含礦物質(zhì)和維生素較為豐富，是上海地區(qū)主要栽培的蔬菜種類，其對酸雨脅迫也較為敏感[6]。因此，本文以小青菜為材料，研究模擬酸雨對其種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，以期為本地區(qū)防治酸雨對蔬菜作物的危害提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

按照上海市自然降雨主要化學(xué)成分比例C1-∶SO42-∶NO3-=3∶4∶3配置不同pH值溶液，將溶液調(diào)配成pH值為2.5、3.0、4.0和5.0的4種酸度，分別模擬超重度酸雨、重度酸雨、中度酸雨和輕度酸雨，并以pH值為7.0的中性去離子水作對照（ck）。供試小青菜品種為華王。

1.2 試驗方法

將小青菜種子分裝在鋪有兩層濾紙的培養(yǎng)皿中，每個培養(yǎng)皿中均勻擺放50粒種子，并分別加入不同酸度的溶液15 mL。共5個處理，每個處理3次重復(fù)。每天定時向培養(yǎng)皿中補充相應(yīng)的處理溶液3 mL，并定期更換濾紙。培養(yǎng)條件：光周期為12 h，光強為100 μmoL·m-2·s-1，溫度為28℃。每天記錄種子的發(fā)芽數(shù)，第3 d統(tǒng)計發(fā)芽率，第7 d統(tǒng)計發(fā)芽勢，第12 d每個處理隨機挑選5粒發(fā)芽種子測定幼苗鮮重、干重，并計算發(fā)芽勢、發(fā)芽率及活力指數(shù)。同時，取樣測定幼苗葉綠素含量、根系活力及丙二醛（MDA）含量。幼苗的干鮮重使用電子天平測定，葉綠素含量采用95%乙醇提取法測定，根系活力采用TTC法測定，MDA含量采用硫代巴比妥酸法測定[7]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

發(fā)芽勢（%）=（3 d內(nèi)發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100，

發(fā)芽指數(shù)=∑Gt/Dt，式中Gt為時間t的發(fā)芽數(shù)、Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)，

活力指數(shù)=S×∑Gt/Dt，式中S為胚根的鮮重。

2 結(jié)果與分析

2.1 模擬酸雨對小青菜種子萌發(fā)的影響

表1反應(yīng)了不同pH值模擬酸雨對小青菜種子萌發(fā)相關(guān)的各項指標(biāo)的影響。由表1可知，當(dāng)模擬酸雨pH值為7時，小青菜種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)最大；當(dāng)模擬酸雨pH值＜5時，隨著pH值的降低，小青菜種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢及活力指數(shù)顯著降低，當(dāng)模擬酸雨pH值達到2.5時，僅有極少數(shù)種子萌發(fā)。與模擬酸雨pH值為7的對照相比，pH值為5.0、4.0、3.0和2.5的模擬酸雨處理分別使小青菜種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢及活力指數(shù)降低了13.12%、21.27%、33.35%、84.11%，21.20%、32.30%、50.47%、95.71%和33.68%、52.65%、72.63%、97.40%，表明不同pH值的模擬酸雨顯著抑制了小青菜種子的萌發(fā)。

表1 各處理小青菜種子的萌發(fā)指標(biāo)

2.2 模擬酸雨對小青菜幼苗生長的影響

由圖1可以看出，不同酸度的酸雨處理影響了小青菜幼苗的生長。各處理隨著pH值的降低，小青菜幼苗的鮮重及干重逐漸降低。與pH值為7的對照，pH值為5.0、4.0、3.0和2.5的處理小青菜幼苗的鮮重和干重分別下降了15.90%、30.01%、45.45%、61.82%和25.24%、36.08%、50.75%、68.82%。

圖1 不同pH值模擬酸雨對小青菜幼苗生長的影響

2.3 模擬酸雨對小青菜幼苗葉綠素含量的影響

葉綠素是植物體吸收光能的主要色素，在植物光合作用中起重要作用。由表2可知，各處理小青菜幼苗的葉綠素a含量、葉綠素b含量及葉綠素總量（a+b）均隨pH值的下降而降低，其中pH值為3.0和2.5處理下降比較明顯，與對照相比，其葉綠素a含量、葉綠素b含量及總?cè)~綠素含量分別下降了59.97%、56.52%，65.69%、70.07%和75%、83.82%。

表2 各處理小青菜幼苗的葉綠素含量

2.4 模擬酸雨對小青菜幼苗根系活力及MDA含量的影響

由圖2可以看出，不同pH值模擬酸雨顯著抑制了小青菜幼苗根系的活力。與pH值為7的對照相比，pH值為5.0、4.0、3.0和2.5的處理小青菜幼苗根系活力分別下降了19.74%、33.25%、54.95%和88.5%。MDA含量體現(xiàn)了植物細(xì)胞膜質(zhì)過氧化的程度，MDA含量上升表明植物細(xì)胞膜受到傷害。由圖2可知，不同pH值處理均引起了小青菜幼苗根系MDA含量的上升，與對照相比，pH值為5.0、4.0、3.0和2.5的處理使小青菜幼苗的MDA含量分別上升了13.15%、86.80%、109%及132%。

圖2 不同pH值模擬酸雨對小青菜幼苗根系活力及MDA含量的影響

3 小結(jié)

模擬酸雨脅迫抑制了小青菜種子的萌發(fā)。本試驗結(jié)果表明，與pH值為7的對照相比，不同酸度的模擬酸雨抑制了小青菜種子的萌發(fā)，表現(xiàn)為發(fā)芽率、發(fā)芽勢及活力指數(shù)均隨處理溶液pH值的降低而降低。這與前人對小麥[3]、茄子[8]等的研究基本相同，但與辣椒及番茄等研究有所不同[8]。商桑等[8]的研究表明，番茄種子只有在pH值為2.0～3.0的強酸雨脅迫下才受到輕微抑制，辣椒種子的萌發(fā)幾乎不受酸雨脅迫抑制。這可能是不同蔬菜種類抵抗酸雨脅迫的能力有所不同，同時還與酸雨處理方式、酸雨離子組成等有關(guān)。

小青菜幼苗的鮮重、干重及葉綠素含量隨處理溶液pH值的下降逐漸下降，說明不同酸度模擬酸雨脅迫能抑制小青菜幼苗的生長。這可能是由于模擬酸雨抑制了幼苗光合色素的合成，進而直接影響植物的光合作用，并導(dǎo)致幼苗生長受抑[9]。此外，不同酸度的酸雨還抑制了幼苗的根系活力，增加了幼苗MDA的含量。這可能是由于酸雨中過多的H+導(dǎo)致細(xì)胞膜系統(tǒng)受到傷害，造成植物生理代謝紊亂所引起的[10]?？傊M酸雨抑制了小青菜種子萌發(fā)及幼苗的生長，且處理液pH值越低，抑制程度越顯著。