俞明惠 程玉 范志強(qiáng)

摘要? ? 用不同濃度的Zn2+溶液（0、10、50、100、200、400 mg/L）對(duì)矮桿波斯菊種子進(jìn)行處理，研究矮桿波斯菊種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)情況。結(jié)果表明，隨著Zn2+濃度的增大，矮桿波斯菊種子發(fā)芽勢(shì)和相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和相對(duì)發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)發(fā)芽指數(shù)均大致表現(xiàn)出先上升、后下降的趨勢(shì)。當(dāng)Zn2+濃度為10 mg/L時(shí)，其對(duì)種子發(fā)芽勢(shì)和相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和相對(duì)發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)發(fā)芽指數(shù)的促進(jìn)作用最明顯。隨著Zn2+濃度的增大，矮桿波斯菊幼苗根長(zhǎng)大致表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，苗高大致表現(xiàn)出先上升、后下降的趨勢(shì)，且其對(duì)根系和苗高的抑制作用也增強(qiáng)。

關(guān)鍵詞? ? 矮桿波斯菊;Zn2+;種子萌發(fā);幼苗生長(zhǎng)

中圖分類號(hào)? ? S642.2? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

Abstract? ? The seeds of Cosmos bipinnata were treated with different concentrations of Zn2+ solution（0，10，50，100，200，400 mg/L）to study the seed germination and seedling growth.The results showed that the germination energy and relative germination energy，germination rate and relative germination rate，germination index and relative germination index of C. bipinnata all showed a trend of first rising and then falling.When the concentra-tion of Zn2+ was 10 mg/L，its promoting effect on seed germination energy and relative germination energy，germination rate and relative germination rate，germination index and relative germination index was the most obvious.With the increase of the concentration of Zn2+，the root length of the seedlings showed a trend of decreasing，and the seedling height showed a trend of first rising and then decreasing，and its inhibitory effect on the root system and seedling height was also strengthened.

Key words? ? Cosmos bipinnata;Zn2+;seed germination;seedling growth

隨著工業(yè)發(fā)展及城市化進(jìn)程加快，城市土壤重金屬污染越來(lái)越嚴(yán)重。重金屬進(jìn)入土壤通常不能被土壤微生物分解，具有明顯的生物富集作用，其在土壤中累積會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)造成危害[1]。在重金屬污染中，鋅的污染比較嚴(yán)重，其影響作物生長(zhǎng)發(fā)育，降低作物產(chǎn)量和品質(zhì)[2]。有研究表明，過(guò)量的鋅會(huì)破壞細(xì)胞膜的完整性，使得植物無(wú)法正常生長(zhǎng)[3]。因此，研究重金屬尤其是鋅脅迫影響下植物生長(zhǎng)反應(yīng)越來(lái)越受到人們重視。

波斯菊別名秋英、大波斯菊，是菊科秋英屬的一年生草本花卉，自然花期6～10個(gè)月，喜溫暖、涼爽的氣候，耐貧瘠土壤，花期長(zhǎng)、花大色粉，觀賞價(jià)值高。目前，波斯菊廣泛應(yīng)用于城市園林綠化，是城市綠化的重要園林花卉品種之一。波斯菊在城市園林綠化中的應(yīng)用廣泛。本試驗(yàn)研究不同濃度鋅脅迫對(duì)矮桿波斯菊種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)情況的影響，以期為城市污染環(huán)境中綠化品種選擇提供參考。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2019年3—5月在安慶師范大學(xué)皖西南生物多樣性研究與生態(tài)保護(hù)安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。供試材料為矮桿波斯菊種子，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)購(gòu)買于江蘇省宿遷市沭陽(yáng)縣沭陽(yáng)斗研種業(yè)有限公司。

1.2? ? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理，即使用Zn2+不同濃度（10、50、100、200、400 mg/L）對(duì)矮桿波斯菊處理，以不添加Zn2+（0 mg/L）為對(duì)照（CK）。每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.3? ? 試驗(yàn)方法

選取籽粒飽滿、大小均勻的矮桿波斯菊種子，用1.0%硫酸銅溶液對(duì)種子表面噴灑5～10 min[4]，然后用清水反復(fù)沖洗多次。取出后于40 ℃的恒溫水浴鍋中鈍化病毒8 min，放在水中浸泡3 h，用濾紙把種子表面的水吸干。取直徑為9 cm的培養(yǎng)皿，先用水把培養(yǎng)皿內(nèi)表面濕潤(rùn)，然后在其底部鋪2 層濾紙，緊貼培養(yǎng)皿底部展開，排除氣泡，將處理過(guò)的矮桿波斯菊種子參照培養(yǎng)皿大小，均勻地?cái)[放在濾紙上。每個(gè)培養(yǎng)皿中放置30粒矮桿波斯菊種子，注意擺放均勻整齊，以便觀察篩選。種子數(shù)目不宜過(guò)多，以免影響種子后期長(zhǎng)勢(shì)，也不宜過(guò)少，以便于對(duì)霉變的種子進(jìn)行替換[5]。分別加入含有不同重金屬濃度的霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液（pH值5.5）2 mL，使濾紙完全濕透。然后把種子放置于（25±1）℃智能光照培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)，依據(jù)濾紙濕度狀況每1～2 d補(bǔ)充適量相應(yīng)質(zhì)量濃度的重金屬溶液，使濾紙和矮桿波斯菊種子保持濕潤(rùn)狀態(tài)，且濾紙周圍不出現(xiàn)任何水膜[6]。每隔24 h，觀察并記錄矮桿波斯菊種子萌發(fā)情況，統(tǒng)計(jì)發(fā)芽數(shù)，第3天統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽勢(shì)，第7天統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽率，并計(jì)算發(fā)芽指數(shù);第7天同時(shí)統(tǒng)計(jì)種子根和芽生長(zhǎng)情況。

1.4? ? 統(tǒng)計(jì)指標(biāo)

在觀測(cè)種子萌發(fā)情況時(shí)期，統(tǒng)計(jì)指標(biāo)主要包括發(fā)芽數(shù)、發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、相對(duì)發(fā)芽率、相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽指數(shù);在觀測(cè)幼苗生長(zhǎng)情況時(shí)期，統(tǒng)計(jì)指標(biāo)主要包括有苗高、根長(zhǎng)。種子萌發(fā)以及幼苗生長(zhǎng)過(guò)程中各項(xiàng)指標(biāo)的計(jì)算公式如下[7-8]：

發(fā)芽勢(shì)（%）=3 d內(nèi)籽粒萌發(fā)數(shù)/相應(yīng)的籽?？倲?shù)×100;

相對(duì)發(fā)芽勢(shì)（%）=重金屬處理組發(fā)芽勢(shì)/對(duì)照組發(fā)芽勢(shì)×100;

發(fā)芽率（%）=萌發(fā)數(shù)/籽粒總數(shù)×100;

相對(duì)發(fā)芽率（%）=重金屬處理組萌發(fā)率/對(duì)照組萌發(fā)率×100;

發(fā)芽指數(shù)（%）=第n天的萌發(fā)數(shù)/相應(yīng)的萌發(fā)天數(shù)×100;

相對(duì)發(fā)芽指數(shù)（%）=重金屬處理組發(fā)芽指數(shù)/對(duì)照組發(fā)芽指數(shù)×100。

1.5? ? 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

運(yùn)用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，運(yùn)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 鋅脅迫對(duì)矮桿波斯菊種子發(fā)芽勢(shì)和相對(duì)發(fā)芽勢(shì)的影響

由表1可以看出，鋅脅迫下矮桿波斯菊種子發(fā)芽勢(shì)與相對(duì)發(fā)芽勢(shì)隨Zn2+濃度升高先略有上升。Zn2+濃度為10 mg/L時(shí)，矮桿波斯菊種子發(fā)芽勢(shì)和相對(duì)發(fā)芽勢(shì)分別為60.00%和116.90%。當(dāng)Zn2+濃度為10～100 mg/L時(shí)，不同濃度下矮桿波斯菊種子發(fā)芽勢(shì)和相對(duì)發(fā)芽勢(shì)差異不顯著。當(dāng)Zn2+濃度大于100 mg/L時(shí)，隨Zn2+濃度的提高，矮桿波斯菊種子發(fā)芽勢(shì)和相對(duì)發(fā)芽勢(shì)顯著下降。當(dāng)Zn2+濃度為400 mg/L時(shí)，矮桿波斯菊種子發(fā)芽勢(shì)和相對(duì)發(fā)芽勢(shì)分別為16.70%和32.50%。統(tǒng)計(jì)分析表明，不同濃度鋅處理下矮桿波斯菊種子發(fā)芽勢(shì)和相對(duì)發(fā)芽勢(shì)之間差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。

2.2? ? 鋅脅迫對(duì)矮桿波斯菊種子發(fā)芽率和相對(duì)發(fā)芽率的影響

由表2可知，當(dāng)Zn2+濃度較低（≤10 mg/L）時(shí)，矮桿波斯菊種子的發(fā)芽率和相對(duì)發(fā)芽率隨Zn2+濃度升高而升高。當(dāng)Zn2+濃度為10 mg/L時(shí)，矮桿波斯菊種子發(fā)芽率和相對(duì)發(fā)芽率分別為91.70%和117.00%。當(dāng)Zn2+濃度>10 mg/L時(shí)，矮桿波斯菊種子發(fā)芽率和相對(duì)發(fā)芽率均隨Zn2+濃度的升高而下降。當(dāng)Zn2+濃度為400 mg/L時(shí)，矮桿波斯菊種子發(fā)芽率和相對(duì)發(fā)芽率分別為46.70%和59.60%。統(tǒng)計(jì)分析表明，不同濃度鋅處理下矮桿波斯菊種子發(fā)芽率和相對(duì)發(fā)芽率之間差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。

2.3? ? 鋅脅迫對(duì)矮桿波斯菊種子發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)發(fā)芽指數(shù)的影響

在各種測(cè)定種子發(fā)芽的指標(biāo)中，發(fā)芽率表示重金屬離子對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的阻礙程度。發(fā)芽指數(shù)可以綜合性地表現(xiàn)重金屬離子阻礙種子萌發(fā)的程度，比發(fā)芽率更能靈敏地表現(xiàn)種子活力。

由表3可知，當(dāng)Zn2+濃度增大時(shí)，矮桿波斯菊種子發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)發(fā)芽指數(shù)表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)Zn2+濃度為10 mg/L時(shí)，種子發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)發(fā)芽指數(shù)達(dá)到最大值，分別為31.00%和138.50%。此后，種子發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)發(fā)芽指數(shù)隨Zn2+濃度的增加而下降。當(dāng)Zn2+濃度為100 mg/L時(shí)，矮桿波斯菊種子發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)發(fā)芽指數(shù)均與對(duì)照相近，分別為22.60%和100.80%。當(dāng)Zn2+濃度為400 mg/L時(shí)，矮桿波斯菊種子發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)發(fā)芽指數(shù)分別為12.30%和54.80%，結(jié)果說(shuō)明高濃度的Zn2+對(duì)矮桿波斯菊種子發(fā)芽的抑制作用較強(qiáng)。

2.4? ? 鋅脅迫對(duì)矮桿波斯菊幼苗根長(zhǎng)、苗高的影響

由表4可知，矮桿波斯菊幼苗根長(zhǎng)大致表現(xiàn)出隨Zn2+濃度升高而下降的趨勢(shì)。當(dāng)Zn2+濃度為100 mg/L時(shí)，根長(zhǎng)為4.0 mm，是對(duì)照處理的75%。苗高隨Zn2+濃度升高大致表現(xiàn)出先上升、后下降的趨勢(shì)。當(dāng)Zn2+濃度為10 mg/L時(shí)，苗高為4.0 mm，為對(duì)照處理的111%。當(dāng)Zn2+濃度繼續(xù)升高時(shí)，苗高逐步下降。當(dāng)Zn2+濃度為100 mg/L時(shí)，苗高為3.4 mm，是對(duì)照處理的94%。當(dāng)Zn2+濃度過(guò)高（>200 mg/L）時(shí)，矮桿波斯菊幼苗的根長(zhǎng)和苗高生長(zhǎng)均被完全抑制，出現(xiàn)不長(zhǎng)根、不長(zhǎng)芽的情況。統(tǒng)計(jì)分析表明，不同濃度鋅處理下矮桿波斯菊幼苗根長(zhǎng)和苗高之間差異均達(dá)顯著水平（P<0.05）。

3? ? 結(jié)論與討論

鋅既是植物生長(zhǎng)必需的微量元素，又是土壤污染的主要重金屬，不同濃度鋅離子對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育有重要影響。種子是植物生長(zhǎng)的起點(diǎn)，在重金屬污染情況下，植物種子能否萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)情況是植物能否進(jìn)行有性繁殖的先決條件[9]。發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)等是評(píng)價(jià)種子萌發(fā)的常用指標(biāo)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，鋅處理對(duì)矮桿波斯菊種子萌發(fā)有顯著影響。隨著Zn2+濃度的增大，矮桿波斯菊種子發(fā)芽勢(shì)和相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)發(fā)芽指數(shù)表現(xiàn)出先上升、后下降的趨勢(shì)。Zn2+濃度為10 mg/L的處理對(duì)種子發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)發(fā)芽指數(shù)的促進(jìn)作用最為明顯，這與鋅對(duì)豆科植物影響的試驗(yàn)結(jié)果一致[10]。有研究認(rèn)為，重金屬對(duì)種子萌發(fā)影響一般表現(xiàn)為低濃度促進(jìn)和高濃度抑制[11-13]。在Zn2+對(duì)植物生長(zhǎng)的影響方面，其表現(xiàn)出對(duì)根系生長(zhǎng)的影響大于對(duì)苗高的影響。在本研究中，矮桿波斯菊幼苗根長(zhǎng)隨Zn2+濃度升高而下降，而苗高隨Zn2+濃度升高大致表現(xiàn)為先上升、后下降，說(shuō)明Zn2+對(duì)根長(zhǎng)的影響更大。當(dāng)Zn2+濃度為10 mg/L時(shí)，苗高達(dá)到峰值，之后下降。隨著Zn2+濃度增加，其對(duì)根系和苗高的抑制作用也加強(qiáng)。當(dāng)Zn2+濃度≥200 mg/L時(shí)，矮桿波斯菊幼苗根系和苗高都受到抑制，無(wú)法生長(zhǎng)。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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