（植物学专业论文）锰、铁污染对商陆和高羊茅生理生态影响的研究.pdf

摘要 摘要 金属污染环境的治理和修复越来越成为世界性的重大环境问题，引起各 国政府高度重视。当今，在不同的学科领域开展了污染环境修复的大量研究 工作，其中植物修复已成为在世界范围内污染环境治理的研究热点。植物修 复与物理、化学方法相比具有操作简单、投资少和不易造成二次污染的特点； 与微生物法相比，植物修复可以用于处理多种金属复合型污染物，尤其适合 于大面积低浓度的污染物处理。开展植物修复研究具有重要的理论与实践意 义。 本课题针对水体、土壤中锰、铁的污染开展植物修复机理的研究，通过 系统的实验，得出：m n 2 + 、f e ”污染对商陆( p h y t o l a c c aa c i n o s ar o x b ) 和 高羊茅( f e s t u c aa r u n d i n a c e as c h r e b ) 种子萌发的影响较小，但对幼苗生长 过程影响较明显，高浓度m n 2 + 、f e 2 + 导致植物无法正常成苗。商陆作为锰超 积累植物对m n 2 + 污染环境具有高抗性，生理生化指标显示其能够耐受小于 7 0 0m g l 以的m n 2 + 污染环境，而商陆对f e 2 + 胁迫较为敏感，3 0m g l - 1 的f e 2 + 可极显著影响其生理反应；高羊茅对m n 2 + 、f e 2 + 具有一定的抗性，其生理耐 受范围分别是7 5m g l 1 、6 0m g l 1 。进一步研究表明，m l l 2 + 胁迫能够诱导商 陆细胞小分子量( ( 2 6 6 0i ) 蛋白的大量表达，而高羊茅在m n 2 + 、f e 2 + 以及 商陆在f e 2 + 胁迫中则无此类现象。对m n 2 + 、f e 2 + 复合污染时商陆根表面锰铁 氧化膜分析得出，在复合金属污染过程中，商陆根表面富集一定量的m n 、 f e 元素并形成根表金属氧化膜，对胁迫环境植物生长具有一定的保护作用。 关键词：商陆；高羊茅；种子萌发；生理生化指标；s d s 电泳：锰铁氧化膜 中文文摘 中文文摘 植物修复技术因其操作成本低、不造成二次污染、美化环境等优势，在当今世 界范围内金属污染日趋严重的形势下，越来越受到各国研究人员的重视。超积累植 物作为植物修复技术的核心，成为该技术研究的热点。目前人们所发现的超积累植 物多为金属重度污染区、矿地等野生种，将其直接应用于金属污染较为严重的城市 生态环境中，有着缺乏美观和无法适应城市生境等限制。在植物修复材料的选择上， 首先要考虑采用本地种为宜。 本研究以我国首次发现的锰超积累植物商陆为材料，同时也采用我国城市景观 绿化中分布广泛的草坪植物高羊茅为材料，开展m n 2 + 、f e 2 + 污染的植物修复机理研 究，实验设计从m n 2 + 、f e 2 + 对种子萌发、幼苗生长、植株的生理生化影响以及叶片 可溶性蛋白变化等方面深入探讨了m n 2 + 、f e 2 + 对植物的胁迫作用，并比较这两种植 物的差异。针对m n 2 + 、f e 2 + 复合污染实验中发现合适的配合浓度能够起到减轻金属 对植物的毒害作用现象，设计了根表面金属氧化膜提取实验以探究植物胁迫保护机 制。实验结论具有重要的理论和应用价值。 商陆( p h y t o l a c c aa c i n o s ar o x b ) 属于商陆科多年生草本植物，是一种生物量大、 生长快、地理分布面广、适应性强的中草药植物，常见于我国的大部分地区。在锰 污染植物修复的研究中发现其对金属锰具有较强的超积累性，为我国首次发现的锰 超积累植物，还有研究表明商陆也是镉超积累植物。 高羊茅( f e s t u c aa r u n d i n a c e as c h r e b ) ，又称苇状羊茅，禾本科羊茅属多年生 草本植物，丛生型，生长适应性广，具有耐寒，耐践踏，抗病性强等特性。其原产 于欧洲，为冷季型草种，适合在我国大部分地区生长，成坪效果较好，所以在城市 园林绿化、水土保持及体育等产业中都有举足轻重的作用。高羊茅具有应用范围广 和利用价值高的特点，因此国内外在引种栽培、草坪建植、种子生产、遗传育种以 及抗逆性上都做了一些相应的研究。其中，关于高羊茅的抗逆性研究一直是我们关 注的焦点，有报道高羊茅对铜具有一定的抗逆性。 金属离子对植物的伤害最初是从种子萌发与幼苗生长开始，虽然有报道金属离 子的存在对植物种子的萌发有一定的促进作用，但总体上当金属离子浓度超过一定 水平时对植物种子萌发都有抑制作用。在结合实际情况的基础上本课题设计了 v 福建师范大学刘海山硕士学位论文 m n 2 + 、f e 2 + 分别不超过2 0 0 0m g l 1 、7 2 0m g l - 1 的梯度浓度胁迫种子萌发与成苗实验， 获得以下结果，商陆种子的发芽率与对照相比在m n 2 + 为 t 4 5m g l 。1 时发芽率极显著低于对照。高羊茅种子在m n 2 + 2 0 0 0m g l 1 范围内发芽率未受影响，f e 2 + 1 3 6 0 m g l j 时与对照相比发芽率极显著降低。高羊茅 种子在m n 2 + 、f e 2 + f 氐浓度时有促进种子萌发，提高发芽率的现象，而商陆则无此类现 象，仅在m n 2 + 、f e 2 + 低浓度时促进种子快速完成萌发，提高了发芽势。m n 2 + 、f e 2 + 对种 子幼苗的抑制作用明显高于对种子萌发的抑制，高浓度的m n 2 + 、f e 2 + 都能够导致萌发 的商陆和高羊茅幼苗直接死亡，无法完成苗后期生长。商陆和高羊茅幼苗受m n 2 + 抑 制的范围分别是8 0 0m g l - 1 、5 0 0m g l ，受f e 2 + 抑制的范围分别是4 5m g l 、1 8 0 m g l 1 。 在不利环境因素的影响下光合作用常会表现出一定的被抑制现象，金属离子污 染就是其中的影响因素之一。金属离子过多能够引起叶绿素含量下降以及叶绿体结 构的损伤从而影响植物的光合能力。同时植物细胞受金属毒害作用具有一个共同的 特征，即产生高度反应性氧自由基( r e a c t i v eo x y g e ns p e c i e s ，r o s ) ，细胞经r o s 诱导产生多种抗氧化酶或其他非酶类抗氧化剂，从而抵御r o s 引起的氧化损伤与致 死效应。过氧化物酶( p e r o x i d a s e ，p o d ) 为植物主要抗氧化酶之一，p o d 活性在 一定胁迫范围内维持稳定或提高为显著差异反映了植物对逆境的一种抗性，被看作 是植物防御反应机制的一部分，但差异达到极显著程度可以认为植物受环境胁迫的 伤害比较严重。在植物逆境生理研究中，丙二醛( m a l o n d i a l d e h y d e ，m d a ) 含量被 用作一种伤害指标，m d a 的积累能够反应植物体内自由基的活动状况。细胞内的 可溶性糖是植物的渗透调节物质，在植物处于金属胁迫条件下，特别是金属离子对 根的伤害较大时，植物吸水受阻，叶片细胞内可溶性糖逐步积累。 商陆和高羊茅在f e 2 + 、m n 2 + 逆境胁迫下其光合生理、过氧化物酶、丙二醛和可 溶性糖都受到了不同程度的影响，从实验结果来看f e 2 + 对这两种植物生长的影响都 比较明显，3 0m g l 1 的f e 2 + 即能极显著影响商陆的生长生理，高羊茅较商陆的耐f e 2 + 性高，能够耐受6 0m g l 1 的f e 2 + 胁迫，而商陆对m n 2 + 表现出非常明显的高抗性，能 够耐受直至6 0 0m g l 。以下的高锰环境，高羊茅对m n 2 + 具有一定的抗性，能够耐受 7 5m g l 1 的锰环境。在复合污染处理实验中发现，适合的m n 2 + 、f e 2 + 复合污染浓度 可以减轻金属离子对植物的毒害作用，如商陆在m n 2 + + f e 2 + ( 7 0 0m g l + 3 0m g l 1 ) 、 高羊茅在m n 2 + + f e 2 + ( 7 5m g l 1 + 3 0m g l o ) 时各项生理指标都显示该组合金属离子 v i 中文摘要 毒害作用较小。 s d s 聚丙烯酰胺凝胶电泳( s d s p a g e ) 是一种常用的蛋白质分析手段，根据 s d s p a g e 时蛋白质迁移率图谱可以用于比较不同分子量的蛋白质变化。商陆在 m n 2 + 存在条件下叶片可溶性蛋白含量随m n 2 + 离子浓度的提高而增加，其中小分子蛋 白 1 ) ，叶m n 含量较高，且商陆具有生物量大、 分布广、抗病虫害等优点，是我国首次发现的m n 超积累植物，具有广阔的研究和 应用前景。 三、金属污染植物修复生理机制的研究进展 植物修复技术作为目前污染环境治理有效的技术手段之一，具有操作实施成本 较低、对人类和环境的修复与美化并行等优点，超积累植物的筛选和运用研究是植 物修复技术的前提条件，所谓超积累植物不仅要对高浓度污染物具有较强的耐性， 而且能够起到从污染环境中大量吸收并且将污染物运输积累至其植株的地上部分。 早在2 0 世纪5 0 7 0 年代人们已经开展了一些植物的耐性机理研究【4 0 4 1 1 ，随着现代分 子生物学技术的发展，使得植物修复技术研究的方法和手段得到了不断的拓宽与提 高，不少学者已经就植物对金属具有高忍耐性和超积累性的生理机铝i j 研究开展了大 绪论 量的研究工作并取得了一定的成果，植物对金属超积累的生理生化过程研究正成为 超积累植物相关性研究的新热点【3 5 , 4 2 。目前研究人员已经确立了一些超积累植物如 n i 、z n 、c d 的超积累植物遏蓝菜( t h l a s p ic a e r u l e s c e n sl ) ，a s 的超积累植物蜈蚣草 ( p t e r i sv i t t a t al ) 以及m n 超积累植物商陆( p h y t o l a c c aa c i n o s ar o x b ) 等等被作为开 展金属污染植物修复研究的模式植物。超积累植物或者对金属污染环境有高耐受性 的植物通常在金属胁迫条件下具有多种的适应性行为、形态、生理机制，这些机制 能够帮助植物体在金属污染环境中正常生长，如：植株内金属离子的有效性价态变 化、金属毒性离子与各种细胞代谢络合物的结合、以及将金属毒性离子转运到非生 理活性区域等，所有这些超积累植物形成的特殊的机制的作用结果都是为了避免或 减轻体内金属污染物对植物细胞造成毒害。同一超积累植物受金属胁迫时可能存在 几种作用机理同时发挥协调作用，就不同植物体而言起主导作用的适应性机制也可 能存在种属差异，针对这些机理开展相关性研究具有重要的理论和实践价值。 从一些研究结果看，重金属对植物的毒害作用涉及多种生理过程的变化【4 3 1 ，如： 镉可以引起植物细胞发生质壁分离，且一般情况下无法复原；砷能够阻断植物的水 分代谢，以及影响到植物的蒸腾作用。过量的金属离子对植物光合作用的过程抑制 较为明显，其主要是通过抑制光合系统酶的活性以及导致叶绿素合成受阻等光合作 用中许多重要组成成分的变化而引起的。大豆的锰毒症状则表现为胁迫开始时叶片 发黄，叶绿素含量降低，继而由局部发展至全部叶片呈深褐色，直至最后叶柄变黑， 叶片脱落】，镉可以降低水稻的光合强度，铜能抑制植物光合作用过程中光电子传 递，阻碍光合暗反应中c 0 2 的固定等。有研究表明植物受m n 毒害导致叶绿素含量 降低的原因是抑制了植物对叶绿素合成必需元素镁、铁等的吸收【4 5 1 。金属污染同样 也能够导致植物细胞内产生大量活性氧自由基，过量的氧气自由基引起细胞内活性 蛋白质和核酸等生物大分子变性、膜脂过氧化，从而严重伤害植物，使其不能正常 生长，通常采用测定丙二醛( m d a ) 的含量来反映植物膜系统的伤害程度【4 6 1 。植 物在生物系统进化过程中，细胞形成了清除这些活性氧自由基的保卫体系，此保卫 体系主要有氧化物歧化酶( s o d ) ，过氧化物酶( p o d ) ，抗坏血酸过氧化物酶( a s a p o d ) ，抗坏血酸( a s a ) ，类胡萝卜素( c a r ) ，半胱氨酸( c y s ) 等等组成。这些细胞 内抗氧化剂多数都是在金属超标胁迫下诱导产生的，其中，s o d 、p o d 的防卫功能 非常显著【4 3 1 。 t s n e g 等( 1 9 9 3 ) 研究发现，温度和金属胁迫都能增加水稻小分子量蛋白( 1 6 - - - 2 0 k d ) 福建师范大学刘海山硕十学位论文 的m r n a 水平【4 7 】。现代研究发现金属毒害下， 植物体内往往会诱导产生低分子螯 合肽：植物螯合肽( p c ) 、谷胱甘肽( g s h ，合成p c 的前体) 和金属硫蛋白( m t s ) ， 与重金属螯合从而降低其毒性【4 8 , 4 9 】。金属硫蛋白( m t s ) 是富含半胱氨酸残基( c y s t e i n r e s i u d e ) 的一种金属结合蛋白，其分子量较低，一般仅为6 7k d 左右。m t s 通常由 6 1 个氨基酸残基缩合而成，其中1 3 成分是半胱氨酸残基【5 0 1 ，由于m t s 难以纯化， 因此目前还没有直接证据证明m t s 能够帮助植物减轻金属的毒害。g r i l l 等( 1 9 8 5 ) 采 用含2 0u m o l l - 1c d 2 + 的营养液培养多种高等植物，研究发现植物细胞所吸收的c d 2 + 9 0 与结构基本由三个氨基酸组成的缩合多肽结合。他们首次将这种由三个氨基酸 缩合成的多肽命名为p c ( p h y t o c h e l a t i n ) 5 1 】。通常认为，在重金属胁迫下，植物体 内产生的p c 能够结合重金属离子，从而有利于增强植物对重金属的耐性，保证了 细胞正常的新陈代谢【5 2 1 。另外，研究发现对于不同的重金属，p c 所起到的解毒作 用也不同，p c 对于植物的镉和汞毒害可能起了重要解毒作用，而对于铜和锌的毒害 作用p c 则不是主要解毒机制p 3 1 。 植物的根系是植物体主要的营养器官之一，它延伸进去土壤深层，具有吸收水 分和土壤中矿质营养等生理功能，此外，根还通过吸附及离子交换作用在根系附近 积聚了大量污染物质，大大降低了污染的移动性。根系对金属离子的固定和吸收在 金属污染土壤修复中起着重要作用，同时金属对植物的毒害作用也首先在根部表现 出来，如根部发黑坏死、须根数减少、吸水能力降低等。植物在生长过程中可以向 其根际环境分泌氧使f e 2 + 、m n 2 + 共沉淀形成胶膜状铁锰氧化膜5 4 1 ，具有保护植物， 降低金属毒害作用【5 5 1 。 综上，世界上己发现的超积累植物已有几百种之多，但比较集中与某个或某些 金属，且成熟的植物提取修复技术应用性研究还很少报道，大多数研究只是处于盆 栽和田间试验部分超积累植物阶段，研究的重点多集中在考查超积累植物的修复潜 力，至于应用于修复实践的植物技术则比较缺乏。 四、本课题的意义 随着人们生活水平的逐步提高，对生活环境的绿化需求不断加大，全国城市 各企事业单位、学校、生活区等公共绿地面积每年呈上升趋势。城市绿化建设的 投入改善了人们的居住和工作的环境，但同时由于绿化面积的扩大加剧了绿化用 水量的增加。目前，在我国不少城市绿化用水依然存在着采用自来水作为绿化水 源，这与我国饮用水资源缺乏的现状是相违背的。因此，使用其他替代水资源作 绪论 为城市绿化用水成为了急需解决的课题。利用替代水资源对城市园林进行灌溉， 在欧美一些国家己有几十年的历史【5 引。欧洲各国虽然水资源丰富，但为了减少 对饮用水资源的过分消耗的压力，积极开展利用城市污水等其他水源作为景观绿 化用水。而我国在这方面的研究与实践相对较少，以福建省福州地区为例，不少 绿地使用饮用水灌溉造成严重的水资源浪费。福建省地处我国南方，地下水资源 丰富，合理开发使用地下水作为城市景观绿化用水、工业用水等，不仅节约宝贵 的饮用水资源，而且经济效益显著。但由于长期污染，地下水金属含量常超标， 据福建省地质工程勘察实验室地下水水质分析报告，福州地区大学城地下水中铁 锰元素含量较高，f e + 含量为8 9 m g l 1 ，n j l r l 2 + 的含量达到2 2m g l 1 ，均严重超出 国家饮用水水质标准( g b 5 7 4 9 2 0 0 6 ) 2 0 0 多倍( 总锰量 o 1m g l 、总铁量 0 3m g l 。1 ) 和景观环境用水水质标准( g b t 1 8 9 2 1 2 0 0 2 ) 所规定的标准( 总锰 量 2 0m g l d ) 。类似污染情况在我国其他地区也都有出现【5 9 , 6 0 l ，并形成由城市 向农村延伸的趋势。科学研究表明，金属含量超标的污水灌溉将导致植物不能正 常生长甚至死亡，并可能因长期浇灌造成土壤金属离子累积而引起土壤污染。 孙吉雄等【6 l 】用污染水源灌溉多年生黑麦草( l o 厅u mp e r e n n el ) 、草地早熟禾( p o a p r e t e n s i s ) 、高羊茅( f e s t u c aa r u n d i n a c e as c h r e b ) 和中华结缕草( z o y s i a s i n i c a ) ，发现脯 氨酸积累量、过氧化氢酶活性及细胞膜透性3 个生理指标和草坪草的地下生物量一 个生物学指标与清水浇灌无显著差异。d r a k a t o s 等吲研究了用含有高浓度c u 2 + ，z n 2 + 的污染水源灌溉不同景观植物，结果表明，相对其他植物，天竺葵叶片具有吸收c u 2 + 、 z n 2 + 的能力( 9 6 0m g k g 。1 ) 。张炜鹏【6 3 】研究发现垂枝t 溶( f i c u sb e n i a m i n ae x o t i e a ) 、菩 提树旷r e l i g i o s a ) 、凤凰木( d e l o n i xr e g i a ) 、南洋杉( a r a u c a r i ac u n n i n g h a m i i ) 分别对 p b 、c d 、h g 、a s 的积累作用较大，宜用这些树木进行城市景观绿化的重金属污染 的治理和修复。这些都为采用污染水质进行城市绿化使用提供了可行性。李芸瑛畔】 用电镀含铬污水浇灌凤眼蓝( z n c h o r i n ac r a s s i p e s ) 和吊竹梅( z n b r i n a p e n d u a ls h n i a l ) ， 结果表明，此污水对根尖有丝分裂有较明显的抑制作用，对吊竹梅核畸变作用明显。 综上，本课题对水体、土壤中f e 、m n 的污染开展植物修复机理与应用研究， 采用锰镉超积累植物商陆和我国大部分城市主要的绿化植物高羊茅为实验材料，研 究锰铁对其种子萌发、生理生化耐性、蛋白表达影响等内容的，具有重要理论价值， 同时为城市土壤污染修复和绿化替代用水问题提供科学依据，从而减低城市绿化对 自来水的消耗，以节约宝贵的饮用水资源，研究结果具有较高的经济和社会效益。 第一章锰、铁对商陆和高羊茅种子萌发及幼苗生长的影响 第一章锰、铁对商陆和高羊茅种子萌发及幼苗生长的 影响 一、刖 雷 锰铁是水中常见的污染物，广泛存在于天然水d p 5 9 , 6 0 】。当饮用水铁含量超过o 3 m g l ，锰含量超过o 1m g l 1 时就对人体有害。我国是一个水资源极其匮乏的国家， 合理开发使用地下水或城市污水处理回用水作为景观绿化建设用水，不仅节约宝贵 的饮用水资源，而且经济效益显著。据福建省地质工程勘察实验室福州地区大学城 地下水水质分析报告显示锰元素含量高达2 2 2 8m g l - 1 ，明显超出国家景观环境用水 水质标准( g b t1 8 9 2 1 2 0 0 2 ) 的规定( 总锰量 2 0m g l - 1 ) ，同样铁元素含量高达 8 9 7 3m g l - 1 。研究表明，采用金属含量超标的水源灌溉将导致植物种子不能正常萌 发成苗，发芽率降低，并可能因为长期浇灌造成土壤金属离子累积引起土壤污染， 从而进一步加大了对植物种子萌发及幼苗生长的影响【6 5 1 。 商陆( p h y t o l a c c aa c i n o s ar 0 x b ) 属于商陆科多年生草本植物，是一种生物量大、 生长快、地理分布面广、适应性强的中草药植物，分布于我国的大部分地区。在锰 污染植物修复的研究中发现其对锰金属具有较强的超积累性，为我国首次发现的锰 超积累植物【3 8 ，3 9 1 ，还有研究表明商陆也是镉超积累植物【6 6 1 。 高羊茅( f e s t u c aa r u n d i n a c e as c h r e b ) 为我国南方地区常见的绿化草种，各城市都 有不同面积的分布。国内外在对它们的引种栽培、草坪建植、种子生产、遗传育种 以及抗逆性上都做了一些相应的研刭6 7 , 6 8 】。高羊茅在城市园林绿化、水土保持及体 育等产业中都有举足轻重的作用。其中，关于绿化草种的金属污染抗逆性研究为我 们关注的焦点，有报道高羊茅种子对p b 具有一定的抗逆性【6 9 1 ，未有对m n 2 + 、f e 2 + 抗逆性报道。 本实验研究商陆、高羊茅种子在不同浓度m n 2 + 、f e 2 + 胁迫条件下，种子发芽率、 发芽势、发芽指数以及种子萌发成苗情况，实验结果为合理开发金属污染水质作为 绿化用水时的城市草坪绿化提供参考，并为土壤和水体锰、铁离子污染的植物修复 措施提供实验依据。 福建师范大学刘海山硕士学位论文 二、材料与方法 1 、材料及处理方法 ( 1 ) 材料 商陆种子采自福建师范大学( 农业部甘蔗生理生态与遗传改良重点实验室) 实 验地，当年生新种；高羊茅种子( 尤瑞那品种) 购自北京横店草业有限公司。 ( 2 ) 处理方法 商陆种子使用9 8 浓硫酸浸泡处理1 0m i n ，蒸馏水洗净，采用不同胁迫处理溶 液浸种1 2h 后，分别置于双层滤纸培养皿中，每皿5 0 粒，2 5 + 2 c 恒温室内黑暗条 件下萌发培养【7 0 1 。 高羊茅种子洗净，采用不同胁迫处理溶液浸种浸种1 2h 后，分别置于双层滤纸 培养皿中，每皿1 0 0 粒，2 5 + 2 恒温室内，2 2 0 0l x 光照条件下萌发培养。 商陆和高羊茅种子培养期间适时添加各自相应的处理溶液，以种子周围不出现 水膜为度。以蒸馏水作为对照，每个处理设置重复3 次。 商陆种子胁迫处理溶液：m n 2 + 质量浓度( 2 0 0m g l 、5 0 0m g l 1 、8 0 0m g l 、 1 0 0 0m g l 、1 5 0 0m g l 一、2 0 0 0m g l 。1 ) ，f e 2 + 质量浓度( 1 5m g l 、3 0m g l 、4 5 m g l 、6 0m g l - 1 、7 5m g l 1 、9 0m g l 、1 8 0m g l 1 ) 。 高羊茅种子胁迫处理溶液：8 1 2 + 质量浓度( 2 5m g l - 1 、5 0m g l 、10 0m g l - 1 、 2 0 0m g l 1 、5 0 0m g l 一、1 0 0 0m g l 一、2 0 0 0m g l 。1 ) ，r e ：+ 质量浓度( 1 5m g l 1 、3 0 m g l 、6 0m g l - 1 、9 0m g l 、1 8 0m g l 1 、3 6 0m g l - 1 、7 2 0m g l 1 ) 。 2 、种子萌发与成苗统计 发芽计数标准：商陆种子发芽胚根首先突破种皮，以当天胚根达到种子本身长 度为发芽标准计数，高羊茅以胚根和胚芽同时达到种子本身长度计数。 成苗计数标准：商陆种子萌发到胚根长为2e m 时为健康成苗( 可以进一步移栽 成活) 。同理，高羊茅以芽长4c m 时为健康成苗。 发芽时间：发芽结束时间规定以发芽末期连续5d 不超过1 时为萌发结束期【7 l 】。 计算公式如下【7 2 】： 发芽率( ) = ( 发芽种子数供试种子数) x 1 0 0 ， 发芽势( ) = ( 4 天内发芽种子粒数供试种子数) x 1 0 0 ， 发芽指数( g i ) = z g t d t ，其中，g t ：在浸种后t 日的发芽数，d t ：相应的发芽 第一章锰、铁对商陆和高羊茅种子萌发及幼苗生长的影响 天数。 成苗率( ) = ( 健康成苗种子数供试种子数) x 1 0 0 ， 发芽种子的成苗率( ) = ( 健康成苗种子数发芽种子数) x 1 0 0 ， 3 、数据处理 使用e x c e l 数据统计与作图，s p s s ( v 1 6 0 ) 进行数据分析比较。 三、结果与分析 1 、不同m n 2 + 、f e 2 + 浓度对商陆种子发芽的影响 表1 1m 1 1 2 + 胁迫对商陆种子发芽的影响 对照( c k ) 2 0 0 5 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 8 1 6 7 士4 9 3a b a b2 3 o o 士2 o oa a c9 o l 士1 3 5a a c 8 4 o o 士3 6 1a a2 7 o o 士1 7 3b a b1 1 6 7 士1 4 2b a b 7 5 6 7 士5 0 3b c a b c2 7 3 3 士2 0 8b a b1 1 2 7 士- 0 9 2b a b 7 5 6 7 士4 1 6b c a b c2 8 3 3 士2 0 8b b1 2 8 0 士0 9 6b b 7 4 6 7 士2 3 1e x l a b c1 9 0 0 a ：1 7 3c c8 0 l 士0 3 7a c 7 4 3 3 士2 8 9c d b c1 9 6 6 d ：1 5 3c c7 7 1 士1 3 8a c 6 8 0 0 士4 0 0d c1 0 6 6 + 2 0 8d d 3 7 5 + 1 8 9c d 用a n o v a 和d u n c a n s 多重检验，不同小写字母表示差异显著( 0 0 5 ) ，不同大写字母表示差异极显著 ( p o 0 1 ) ，表中数据为3 次重复平均值4 - 标准差 t h ed i f f e r e n tl o w e r c a s el e t t e r sm e a ns i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n t ( f o 0 5 ) a n dt h ed i f f e r e n tc a p i t a ll e t t e r sm e a nu t m o s t s i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n to r o 0 11u s i n ga n o v aa n dd u n c a n sm u l t i p l er a n g et e s t d a t a sa l em e a n so f3r e p l i c a t i o n s ( m e a n 士s d ) 1 1 福建师范人学刘海山硕士学位论文 c k2 0 0 5 0 08 0 0 1 0 0 01 5 0 02 0 0 0 啊n 2 + 处理婊度，m g l - 1 c 2 0 05 0 05 0 01 0 0 01 5 0 02 0 0 0c k2 0 05 0 08 0 01 0 0 01 5 0 0 2 0 0 0 舶f + 处理浓度，m g r t 聃n z + 处理浓留m g l 1 图1 - 1m n 2 + 胁迫对商陆种子发芽的影响 f i g 1 1e f f e c to fm n 2 + s t r e s so nt h eg e r m i n a t i o no fp h y t o l a c c a a ：发芽率；b ：发芽势；c ：发芽指数。用o n e - w a y a n o v a 检验，与对照相比“表示差异显著( p 0 0 5 ) ，“表 示差异极显著( p o 0 1 ) a ：g e r m i n a t i v ep e r c e n t a g e ；b ：g e r m i n a t i o nv i g o r ；c ：g e r m i n a t i o ni n d e x m c f l f l l ss i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n t ( f o 0 5 ) a n d m c a n su t m o s ts i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n t ( p 1 0 0 0m g l 1 时抑制了商陆种子的萌发，发芽率、 发芽势和发芽指数都出现显著或极显著的降低。 扣坞l；乌圯加8 6 寸2 o 摇* 娥撼 寐敞栽 第一章锰、铁对商陆和高羊茅种子萌发及幼苗生长的影响 表1 2f e 2 + 胁迫对商陆种子发芽的影响 t a b l e 1 2e f e c to ff e ”s t r e s s0 1 1t h eg e r m i n a t i o no fp h y t o l a c c a - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ - _ - - _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ 一l r_ _ _ _ - _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ 一 f e 2 + 浓度m g l q 发芽率发芽势发芽指数 对照( c k ) 8 1 6 7 士4 9 3a c a c2 3 0 0 士2 0 0a a c9 0 1 士1 3 5a a 1 58 1 1 3 士5 2 0a c a c2 6 6 7 1 5 3b a1 0 2 2 士1 1 la a 3 08 3 4 7 士3 9 3a a2 7 3 3 士1 5 3b a9 5 0 士0 5 3a a 4 5 6 0 7 5 9 0 1 8 0 6 9 6 0 士5 5 0b bl7 0 0 士1 7 3c b6 3 0 士o 7 0b b 6 9 6 0 士5 5 0b bl7 6 7 士3 0 6c b6 6 5 士0 8 9b b 7 3 6 7 士4 9 3b c b a1 8 3 3 士2 5 2c b c6 5 3 士1 1 8b b 7 1 5 3 d = 4 3 2b b c1 7 3 3 士2 0 8c b5 9 2 土0 6 1b b 6 9 3 0 士1 5 6b b1 5 o o 士2 0 0c b6 3 3 + 1 0 7b b 表注见表1 1n o t e s 鹋et a b l e1 - l ：眚 如 2 5 球拍 骶 蜒l j l o i o c 1 5 5 0 衢 7 5 1 8 0 f 孑处理浓度，m g l 。1 c l l暑o4 l6 0t 59 01 8 0 f e z + 她埂慷度，m e l 。1 d i 巧 5 04 56 0t 59 01 8 0 f 2 + 处理浓度，m g r 1 图1 - 2f e 2 + 胁迫对商陆种子发芽的影响 f i g 1 - 2e f f e c to ff e 2 + s t r e s so nt h eg e r m i n a t i o no f p h y t o l a c c a 图注见图l - in o t e ss e ef i gi - 1 1 3 帅阳舶帕0 冀谴m 撤瓤 埔垢m 埋坩8 6 d 2 0 籁靼敞捉 福建师范大学刘海山硕+ 学位论文 商陆种子在f e z + 胁迫下，f e 2 + 浓度达到4 5m g - l 。时发芽率和发芽指数与对照相 比极显著降低，低于此浓度则没有影响( 表1 2 ，图1 - 2a 、c ) ，而发芽势却在f e 2 + 浓度1 5m g l - 1 、3 0m g l - 1 时因促进作用显著升高了( 表1 - 2 ，图1 - 2b ) 。当f e 2 + 浓 度高于4 5m g l - 1 时商陆种子的发芽率、发芽势和发芽指数都受到了显著的抑制作 用。 2 、不同m n 2 + 、f e 2 + 浓度对高羊茅种子发芽的影响 表1 3m n 2 + 胁迫对高羊茅种子发芽的影响 对照( c k ) 2 5 5 0 1 0 0 2 0 0 5 0 0 l o o o 2 0 0 0 9 1 6 7 士1 5 3a a7 9 0 0 - a ：5 2 9a a b5 0 9 6 士2 7 0a b a b 9 5 0 0 士2 0 0b a8 9 6 7 4 - 2 0 8b a 5 5 7 9 士3 2 7a a 9 5 3 3 ：1 5 3b a8 4 0 0 4 - 6 o oa b a b5 2 1 9 士6 3 6a b a b 9 5 0 0 士1 7 3b a 8 5 3 3 4 - 0 5 8a b a b 5 3 9 3 4 - 1 6 5a a b 9 2 6 7 4 - 3 2la b a8 2 3 3 4 - 5 13a b a b5 5 17 士3 9 9a a 9 4 3 3 圭o 5 8a b a81 0 0 - i 6 0 8a b a b4 6 9 7 士5 2 1b c a b c 9 1 3 3 i 1 1 5a a7 8 3 3 4 - 4 1 6a a b4 5 4 2 = t = 3 4 0 b c b c 91 6 7 士2 0 8a a 7 7 0 0 士8 5 4a b4 1 6 2 4 - 2 6 9c c 表注见表1 1n o t e ss e et a b l e1 - 1 1 4 第一章锰、铁对商陆和高羊茅种子萌发及幼苗生长的影响 c k2 55 01 0 02 0 05 0 01 0 0 0 2 0 0 0 啊n 2 + 女臼里维度，哺g r 1 c k2 55 01 0 02 0 05 0 01 0 0 0 2 0 0 0 u n + 处理浓度，m g r 1 1 9 0 c 2 5 5 0 1 0 02 0 0 | 0 01 0 0 0 2 0 0 0 啊n ? 处理浓度，m g l 、 图1 3m n 2 + 胁迫对高羊茅种子发芽的影响 f i g 1 - 3e f f e c to f m n 2 + s t r e s so i lt h eg e r m i n a t i o no f t a l lf e s c u e 图注见图1 - 1n o t e ss f i gi - 1 表1 - 3 、图1 - 3 ，高羊茅在m n 2 + 处理浓度2 5m g - l 1 、5 0m g l 。1 和1 0 0m g l 。1 发 芽率显著高于对照，其他浓度均未有影响( 图1 - 3a ) 。m n 2 + 处理浓度2 5m g l - 1 时发 芽势比对照显著提高( 图1 3b ) 。高羊茅的发芽指数只有在m n 2 + 处理浓度2 0 0 0m g l 1 时才出现显著低于对照，其他浓度情况下也均未有影响( 图1 3c ) 。 1 5 伯柏加o 。 冀、姗靛越 的们趵o 豁m 敞犍 阳加0 。 寐撤艇 福建师范大学刘海山硕士学位论文 表1 _ 4f e 2 + 胁迫对高羊茅种子发芽的影响 对照( c k ) 1 5 3 0 6 0 9 0 1 8 0 3 6 0 7 2 0 9 1 6 7 + 1 5 3a a b7 9 0 0 4 - 5 2 9a b a 5 0 9 6 4 - 2 7 0a b a 9 4 3 3 4 - 3 7 9a b a8 2 6 7 4 - 0 5 8a b a4 7 1 3 4 - 1 9 7a b a b 9 4 6 7 4 - 1 5 3a b a8 5 0 0 4 - 1 0 0a a5 2 7 1 士1 4 7a a 9 3 0 0 4 - 1 0 0a b a 81 6 7 4 - 7 0 2a b a4 5 7 6 4 - 3 0 0b c a b 9 5 0 0 4 - 1 7 3b a8 2 3 3 4 - 7 0 9a b a4 1 0 8 4 - 7 2 2c b c 9 4 3 3 4 - 1 5 3a b a7 7 3 3 4 - 3 0 6b a3 4 3 0 4 - 3 3 2d c 8 8 0 0 4 - 1 0 0e b3 8 o o 士3 4 6c b1 2 6 5 4 - 1 9 9e d 9 6 7 + 1 5 3d c2 0 0 - 士2 0 0d c0 3 4 4 - 0 3 7f e 表注见表1 1n o t e ss e et a b l e1 1 1 0 0 9 0 8 0 7 0 森6 0 抵5 0 斌4 0 3 0 2 0 1 0 0 c k1 53 06 09 01 8 03 6 0 7 2 0 f e 2 + 处理浓度m g l 一