（环境工程专业论文）2类种子萌发时呼吸作用对酸雨胁迫的响应.pdf

摘要 摘要 随着酸雨对生态系统的危害范围和程度不断扩大，酸雨导致的酸性土壤在全球影响 广泛，据估计，全世界大约3 0 的可耕地面积和超过5 0 的潜在耕地面积为酸性土壤。 种子萌发是植物生命历程的起点，酸雨淋溶及酸性土壤能够影响种子萌发参数的改变和 萌发生理进程，从而影响作物后期形态结构，最终影响作物生长。本文以酸雨高发区主 要作物水稻( o r y z a s a t i v a l ) “宁梗1 号 和高粱( 勋耐z f 历v u l a r e ) “黄土高粱种子为材料， 采用模拟酸雨水培的方法研究了酸雨对两类作物种子萌发时呼吸作用影响，旨在为酸雨 胁迫伤害机制提供宏观的生理生态学依据，揭示种子抗性机理，以探索酸雨对作物影响 的途径提供切实可行的农业防护措施。主要研究内容如下： l 低强度酸雨( p h 5 0 3 0 ) 促进种子萌发，高强度酸雨( p h 2 5 2 0 ) 胁迫下，2 类种子不萌 发。2 类种子5 项萌发指标与各自的c k 相比，降( 增) 幅不同。 2 酸雨胁迫下，随着酸雨强度增加，呼吸作用减弱，2 类种子呼吸作用减弱的幅度不同； 同时2 类种子萌发对酸雨胁迫时间( t - - q ) 的响应方式不尽一致，其差异主要表现在呼吸速 率和呼吸商2 项指标变幅上。 3 酸雨影响2 类种子萌发时c a t 活性、h 2 0 2 含量、可溶性总糖含量，其3 项指标对酸雨胁 迫时问的响应方式不尽一致。 4 两类种子对酸雨的反应是不同的，综观呼吸作用、c a t 活性变化、h 2 0 2 含量、可溶 性糖含量等指标的变化，结合二者萌发指标的响应，可得水稻种子抗酸雨能力高于高粱 种子。 关键词：酸雨；水稻种子；高粱种子；呼吸作用；c a t ；h 2 0 2 ；可溶性总糖 a b s t r a c t ab s t r a c t a st h ea c i dr a i na r e a sa r e w i d e l ys p r e a da n dt h es e r i o u s n e s sa r ei n c r e a s e d t h e h a r m f u l n e s so fa c i dr a i na n ds o i la c i d i f i e di s b e c o m i n go n eo ft h es e r i o u se n v i r o n m e n t a l p r o b l e m so ft h em o d e mw o r l d s e e dg e r m i n a t i o ni st h eb e g i n n i n go fp r o d u c t i v i t y t h e h a r m f u l n e s so fa c i dr a i na n ds o i la c i d i f i e di n f l u e n c e so i lc r o p s g e r m i n a t i o n m o r p h o l o g i c a l s t r u c t u r e ，g r o w t ha n dd e v e l o p m e n t ，p h y s i o l o g ya n db i o c h e m i s t r ya n ds oo n t h e r e f o r e ，r i c e s e e d s ( o r y z a s a t i v a l ) o f n i n g ji n gl ”a n ds o r g h u ms e e d s ( s o r g h u mv u l a r e lo f h u a n g t u g a o l i a n g ，w e r eu t i l i z e da so u re x p e r i m e n t a lo b j e c t s ，w h i c hw e r eg e r m i n a t e di nc u l t u r e c o n t a i n e rk e p ti ns i m u l a t e da c i dr a i n i nt h i ss t u d y , t h ee f f e c td u r i n gs e e dg e r m i n a t i o no ft h e t w ok i n d so fs e e d su n d e rd i f f e r e n tl e v e lo fa c i dr a i ns t r e s sw a si n v e s t i g a t e d n ea i mw a st o p r o v i d em a c r o s c o p i c a l l y p h y s i o l o g i c a la n de c o l o g i c a lr e f e r e n c e sf o re l a b o r a t i n gt h e m e c h a n i s mo fp l a n t s r e s i s t a n c et oa c i dr a i ns t r e s s ，t oo f f e ra n o t h e rn e w e c o l o g i c a ld e f e n s e s t r a t e g yf o rp r e v e n t i n gc r o p sf r o ma c i dr a i ns t r e s s i tp r o v i d e de x p e r i m e n tg i s tf o rt h ec r o p a p p l i e di na g r i c u l t u r e t h em a j o re x p e r i m e n tr e s u l t sa r es h o w na sf o l l o w s ： o n e ：l o ws t r e n g t ha c i dr a i n s ( p h 5 0 - - 3 0 ) h e l pt h es e e dt ob o u r g e o n ，d u r i n gt h e h i g hs t r e n g t h a c i dr a i n ( p h2 5 2 0 ) ，t w ot y p e so f s e e dd o e s n ts p r o u t t w ot y p e so fs e e d sf i v ei t e ms p r o u t i n d e xs i g nw i t hr e s p e c t i v e l yo ft h ec k c o m p a r ea n dd e c l i n e ( i n c r e a s e ) ad i s s i m i l a r i t y t w oa c i dr a i n sc o e r c eb o t t o m ，a l o n gw i t ha c i dr a i ns t r e n g t hi n c r e m e n t b r e a t h ea f u n c t i o nt o d i ed o w n ，t w ot y p e so f s e e db r e a t ht h ef u n c t i o nd i ed o w no f r a n g ed i s s i m i l a r i t y ：i nt h e m e a n t i m et w o ：t y p e so fs e e d ss p r o u tt ot h ea c i dr a i nc o e r c ea r e s p o n dt oo f t i m e sm e t h o dn o t t oe x e r tc o n s i s t e n t l y , i t sd i f f e r e n c em a i n l y e x p r e s s e si nb r e a t h i n gv e l o c i t ya n db r e a t h c o m p a n y st w oi n d e xs i g n st oc h a n g e t h r e e ：a c i dr a i n si m p a c tt h ec o n t e n to fc a t ，t o t a ls u g a ra n dh 2 0 2 ，d i s s o l u b i l i t yw h e na c i d r a i n sl n f l u e n c e dt w ot y p e so fs e e d st os p r o u t i tt h r e ei n d e xs i g n sc o e r c e dt ot h ea c i dr a i n t i m e o f r e s p o n dt ot h ew a y n o tt oe x e gc o n s i s t e n t l y f o u r ：t w ot y p e so fs e e d sa r ed i f f e r e n tt ot h er e a c t i o no fa c i dr a i na n dt a k ea c o m p r e h e n s i v e v i e wo fb r e a t ht h ev a r i e t y ，h 2 0 2c o n t e n t ，d i s s o l u b i l i t ys u g a rc o n t e n t so ft h ef u n c t i o n 。c a t a c t i v i t ye t c t h ev a r i e t yo ft h ei n d e xs i g n ，c o m b i n et w os p r o u tr e s p o n dt oo fi n d e xs i g n c a n g e tt h er i c es e e da n t i - a c i dr a i na b i l i t ys t r o n g e rt h a nt h es o r g h u ms e e d k e y w o r d s ：a c i dr a i n ；r i c es e e d ；s o r g h u ms e e d ；r e s p i r a t i o n ；c a t ；h 2 0 2 ；s o l u b i l i t ys u g a r i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是奉人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意 签 名：煎蛰 日 期： 遍墨：垒：2 墨 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留，使用学位论文的规定： 江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文， 并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致 保密的学位论文在解密后也遵守此规定 签名：芏虱堕壅墨：垦：2 互 导师签名：) 羽鸯 日 期： 盘墨：鱼：兰 第一章绪论 第一章绪论 1 1 研究背景 1 1 1 酸雨污染现状及其危害 近年来，随着国民经济的发展和能源消耗的不断增长，尤其因能源紧缺而大上火力 发电厂项目等，我国【l 】二氧化硫排放量已达1 8 0 0 多万吨以上，酸雨问题变得越来越严重。 广东、广西、四川盆地和贵卅i 的大部分地区所形成的华南、西南酸雨区，已成为与西欧、 北美并列的世界三大酸雨区之一，同时又形成了以长沙为中心的华中酸雨区和厦门、上 海等华东沿海酸雨区，以及青岛等酸雨区，有些地方降水p h 值最低达3 5 以下。二氧化 硫排放引起的酸雨污染不断扩大，n 2 0 世纪9 0 年代中期，酸雨【2 】已从8 0 年代初期的西南 局部地区扩展到长江以南大部分城市和乡村，青藏高原以东的广大地区，并向北方发展， 酸雨面积占土地面积的3 0 ，给生态环境和国民经济带来了严重的危害。据统计，仅西 南、华南酸雨区而造成的林木死亡，农业减产【3 】，金属腐蚀等的经济损失每年达1 4 0 亿元。 目前，中国大气污染的程度已相当于世界发达国家5 0 - - 6 0 年代污染最严重的时期。 酸雨的危害【4 】有以下三个方面：( 1 ) 酸雨对森林的危害状况。酸雨对树木【5 】的直接伤 害表现在三个方面：酸雨使叶子产生伤斑，减少光合组织，对树木生长产生潜在的抑 制效应；酸雨增大呼吸速率，减少物质积累，增大物质消耗，对树木产生潜在的抑制 效应：酸雨使树木叶子营养元素淋失增度，对树木产生潜在的抑制作用。( 2 ) 酸雨对农 作物的危害状况。酸雨通过两种途径影响农作物：一是直接接触植物的营养器官和生殖 器官，影响其同化能力和生产力；另一种是逐渐影响土壤，改变其物理、化学和生物性 质，经过较长的时期使土壤肥力降低，从而间接影响农作物的生长和生产力。酸雨对农 作物的直接接触不仅降低了农作物的产量还影响其营养品质。p h 值4 6 的酸雨就可以引 起农作物的产量下降，而且随着降水酸度的增加，农作物产量下降得越明显。( 3 ) 酸雨对 人体健康的危害状况【6 1 。酸雨污染【7 】严重的地区儿童免疫功能呈下降趋势，严重污染区 儿童血清含量明显低于相对清洁区，说明儿童免疫功能呈抑制作用。严重污染区儿童的 血象，生理指标的收缩压、舒张压有下降趋势。呼吸系统功能下降，支气管哮喘发作次 数增多，慢性鼻炎、咽喉炎等鼻咽喉部疾病的患病率增加。酸雨污染区老年人眼部和呼 吸道系统的患病率增加，酸沉降颗粒物在小于0 4 微米时可被直接吸收到人体肺部从而损 害呼吸器官。酸雨、酸雾对呼吸道粘膜、皮肤、眼部也会有刺激作用。 1 1 2 酸雨对植物种子萌发的影响 当酸雨的污染浓度超过植物的生长极限值时，植物质膜透性、各种生理生化过程、 生长环境和营养状况受到不同程度的伤害【剐，最后使植物的生长发育受到不同程度的抑 制。 酸雨能引起种子透性的变化嗍，使其离子平衡失调，破坏内部正常的生理效应，致 使种子萌发受阻。低p h 值酸度可以直接导致种子变形、萎缩、失水或出现不育等现象。 江南大学硕士学位毕业论文 聂呈荣等 1 0 1 的研究发现，在p h 值4 5 以下的酸液胁迫下，花生( a r a c h i sh y p o g a e a ) 种子的 发芽率、胚根长度和活力指数等均随其p h 值的降低而极显著降低。然而，也有实验发现 一些植物的种子，特别是树木种子的萌发对酸雨不敏感。模拟实验表明，女贞( l i g u s t r u m l u c i d u m ) 种子即使在高酸度条件下对酸雨的反应也不敏感。在对几种美国树种所进行的 模拟酸雨试验中，也发现了类似的结果( l e ee ta l ，1 9 7 9 ；p e r c y ，1 9 8 6 ；s c h e r b a t s k o ye ta l ， 1 9 8 7 ) 1 1 】。对此现象e l d h u s e t 等解释说：种子开始萌发时的水分吸收、组织溶胀和种皮破 裂是一个被动过程，紧接着在胚中进行细胞分裂和组织伸长。但p h 值极低的酸雨对种子 萌发的潜在影响依然存在，如：闽粤栲种子在低浓度酸雨处理下对其发芽率的影响不明 显，且萌发后幼苗能生长正常。但高浓度( p h 2 0 ) 的模拟酸雨则严重抑制了该林木种子的 萌发，其发芽率只有对照的2 3 4 ，且幼根和胚轴也明显地受到了伤害，使之呈现锈色， 发芽后不久即枯萎死亡，幼苗成活率极低【1 2 1 。种种实验说明不同植物对酸雨胁迫的响应 存在较大的差别，这与不同物种自身的特性有关。 1 1 3 存在问题 目前酸雨的研究主要是在实验室和大田中进行的，多考虑的是单个酸雨因子对植物 的影响，而在自然条件下，是各个因子综合在一起对植物发生作用的，这样研究的结果 就很难运用到实际生产生活中去，所以要加强酸雨与其他因素综合作用下对植物的影响 研究。而且目前的研究多限于酸雨对植物影响的量化研究，但其影响的机理多不清楚。 到目前为止，关于酸雨对植物影响的研究多为短期的实验条件下的结果，缺乏长期持续 的系统的酸雨研究；鉴于酸雨的研究，因为要考虑到避免自然降雨的影响多在实验室中 进行，所以因场所条件的限制大多数研究中使用的都是小菌，如何把小苗转换为大树， 进而转换森林、生态系统也应是今后研究的主题。这些方面还有待于更多的学者投身进 来，进一步研究。为酸南区林木配置、作物种植、物种保护等提供更直接更科学的理论 依据。 1 2 酸雨对植物种子呼吸作用的影响 1 2 1 呼吸作用简介 种子呼吸是种子内活的组织在酶的参与下将贮藏物质进行一系列的氧化分解，同时 释放能量的过程。种子呼吸会使种子的质量、品质发生变化，同时还会影响到种子的水 分、温度等因素的变化，从而影响到贮藏的稳定性。 种子呼吸可分为有氧呼吸和和缺氧呼吸两种类型。在有氧气的条件下，种子进行有 氧呼吸，将有机物质彻底分解为二氧化碳和水；在缺氧的条件下，种子进行缺氧呼吸， 将有机物质分解为不彻底的氧化产物( 如酒精、乳酸等) 。 1 2 2 酸雨对同类型种子呼吸作用的影响 张少英l l 列等人以不同品种、不同贮藏年限的甜菜种子为材料研究表明：在种子萌发 u 4 j 过程中，呼吸强度在萌发初期迅速升高，然后维持2 “d ，萌发后期逐渐下降；高活 力种子在萌发过程中呼吸代谢旺盛，其呼吸强度高于低活力种子；种子吸胀后，保持旺 2 第一苹绪论 盛代谢强度，是保证迅速萌发和出苗整齐的首要条件。呼吸强度是呼吸代谢强弱的重要 指标，从种子萌发过程中呼吸强度的变化看，干种子呼吸很弱，随种子吸胀、萌发，呼 吸强度迅速加强，在吸胀后第二天达到了高峰，2 “d 内维持高水平，随后呼吸强度逐 渐下降。高活力种子在整个萌发过程中呼吸强度均高于低活力种子。1 9 9 6 年采收的协作 2 号在种子萌发的二天比低活力种子高5 0 ，1 9 9 5 年采收的公范5 号种子比低活力的高 1 9 。 1 2 3 酸雨对不同类型种子呼吸作用的影响 呼吸速率是种子萌发过程中能量代谢状态，或组织损伤程度的间接反映。周割5 】等 人研究表明：在不同p h ( 2 肚5 0 ) 酸雨胁迫下，水稻、小麦和油菜种子呼吸速率均发生明 显改变，且与p h 呈显著正相关舻0 9 8 6 5 、0 9 9 8 8 、0 9 8 8 9 ) ；p h 从5 0 降至2 0 时，水稻呼 吸速率( 7 3 0 7 ) 下降 小麦( 8 3 8 7 ) 油菜( 8 7 5 0 ) ，尤其在高强度酸雨( p h 2 0 3 o ) 胁迫 下，三者呼吸速率与c k 相比，均达差异显著水平，但水稻呼吸速率变幅( 2 3 0 7 ) 小麦 ( 2 5 8 1 ) 油菜( 5 6 2 5 ) ，表明酸雨对水稻与小麦能量代谢的干扰小于油菜。 1 3 立题依据及主要研究内容 1 3 1 立题依据 纵观世界酸雨危害分布统计情况，大体上发达国家比发展中国家严重，南方降雨多 地区比北方降雨少的地区严重，经济发达地区比经济落后地区严重，人口稠密地区比人 口稀少地区严重，春夏季比秋冬季严重。我国是世界上受酸雨危害严重地区之一，仅次 于欧洲和北美【i 引。目前，我国酸雨区已由上世纪8 0 年代初的西南局部地区发展到西南、 华中、华南、华北地区。继北欧、北美之后，我国青藏高原以东、长江干流以南已经成 为世界第三大酸雨区。而这些酸雨区往往是我国重要的农业区，生物多样性又极其丰富。 酸雨对农林作物的危害非常大【l6 1 。农林作物裸露于地表，根系浅，接触酸雨。首先 使农林作物的叶子发黄、枯萎直至死亡；同土壤中的金元素因被酸雨溶解，造成无机矿 物质大量流，植物无法获得充足的养分，使农田土壤酸化、贫瘠，粮食、蔬菜、瓜果大 面积减产，加剧了我国粮食问题，也威胁到人们粮食安全。严重影响了国民经济的发展 和人民群众的正常生活。 为降低酸雨对粮食生产的危害，如何减缓酸雨对农作物及生态系统的胁迫也成了各 国学者研究的热点。在我国，酸雨成因主要是燃煤排放的大量s 0 2 ，是典型的“硫酸型酸 雨”。中国是燃煤大国，防治酸雨的主要控制对象是s 0 2 ，根据可持续发展的战略思想， 提出如强化环境管理，因地制宜选择适用清洁煤炭能源技术，在我国酸雨分布区还应该 尽量选用抗酸性强的农作物和树种，减少农、林业的损失；多种绿肥，施有机肥，在酸 化土壤地区还可施石灰，提高土壤缓冲能力，缓解土壤酸化进程等对策。 植物u 7 1 生长的起点是种子的萌发，而呼吸作用又是种子萌发最重要的生理过程之 一，也是反映种子萌发情况的最重要指标。因此，研究酸雨胁迫下植物种子呼吸作用的 影响有极其重要的实际意义。可为解决酸雨胁迫下粮食减产问题提供基本依据。 江南大学硕士学位毕业论文 1 3 2 研究内容 本论文研究了2 类种子萌发时呼吸作用对酸雨胁迫的响应，主要研究内容如下： ( 1 ) 酸雨对种子萌发的影响 ( 2 ) 酸雨对种子萌发时呼吸作用的影响 ( 3 ) 酸雨胁迫对种子萌发时c a t 和h 2 0 2 含量的影响 ( 4 ) 酸雨胁迫对种子萌发时可溶性糖的影响 4 第二章酸雨胁迫对种子萌发指标的影响 第二章酸雨胁迫对种子萌发指标的影响 2 1 前言 种子的萌发出苗过程是种子内外一系列复杂的生物化学反应过程，受很多因素的影 响，主要是种子内部的生理因素和种子外部的生态环境因素。一般情况下，成熟度高的 种子发芽率高。因为正常成熟的种子胚乳中角质结构较多，而未正常成熟的种子其胚乳 成粉质，角质结构的吸水量低于粉质( 如高温、干旱条件下造成假熟的种子) ，所以，正 常成熟的种子在萌发过程中只需吸收少量的水分就可萌发。种子的萌发首先需要充足的 水分。一般种子要吸收其本身重量的2 5 - 5 0 或更多的水分才能萌发，如水稻种子发 芽的最低需水量为种子干重的2 6 ，玉米种子发芽最低需水量为种子干重的4 8 ，小麦 种子发芽的最低需水量为种子干重的4 5 等【1 8 1 。种子只有在吸水饱和后才能进行细胞内 的一系列生化反应，使贮存的营养物质从不溶解状态变为溶解状态，运输到胚的生长部 位供生长利用。 从生活史角度看，种子萌发既是植物生命进程的起点，也是植物最早接受酸雨胁迫 的阶段。了解种子、尤其是不同抗性植物种子萌发对酸雨胁迫的反应，是系统认识酸雨 伤害机理的良好途径。本实验以高粱和水稻种子为试验材料，探讨了酸雨胁迫对2 类种 子萌发的影响。 2 2 材料与方法 2 2 1 主要试剂 石英砂 氯化高汞 六次甲基四胺 e d t a 甲基酚橙 浓硫酸 浓硝酸 三氯乙酸 硫代巴比妥酸 磷酸氢二钠 磷酸二氢钠 过氧化氢( 3 0 ) 磷酸二氢钾 愈创木酚 a r a r a r a r a r a r a r a r b r a r a r a r a r c r 中国医药( 集团) 上海化学试剂公司 中国医药( 集团) 上海化学试剂公司 中国医药( 集团) 上海化学试剂公司 中国医药( 集团) 上海化学试剂公司 中国医药( 集团) 上海化学试剂公司 中国医药( 集团) 上海化学试剂公司 中国医药( 集团) 上海化学试剂公司 国药集团化学试剂有限公司 国药集团化学试剂有限公司 国药集团化学试剂有限公司 国药集团化学试剂有限公司 中国医药( 集团) 上海化学试剂公 中国医药( 集团) 上海化学试剂公 中国医药( 集团) 上海化学试剂公 江南大学硕士学位毕业论文 2 2 2 主要仪器 3 0 3 3 型电热恒温培养箱 2 0 2 a 2 型电热恒温干燥箱 $ 2 4 分光光度计 b c d 1 9 9 d 冷藏冷冻箱 b c d 2 4 5 冷藏冷冻箱 金花牌系列移液器 马头牌j - 2 架盘药物天平 j a l 2 0 3 型电子天平 t d l - 6 0 b 型台式低速离心机 t g l 16 g a 冷冻离心机 t d l 8 0 2 b 低速台式离心机 p h s 2 9 a 酸度计 恒温水浴锅 2 。2 。3 试材培养 上海申光仪器仪表有限公司 上海申光仪器仪表有限公司 上海棱光技术有限公司 河南新飞电器有限公司 合肥荣事达电冰箱有限公司 北京青云航空仪表有限公司 上海艺用激光仪器厂 上海恒平科学仪器有限公司 上海安亭科学仪器厂 上海安亭科学仪器厂 上海安亭科学仪器厂 上海精密科学仪器有限公司 上海申光仪器仪表有限公司 ( 1 ) 模拟酸雨配制 模拟酸雨( 含离子构成，以下简称酸雨) 配制参照文献 1 9 l ，先配制p h l 0 酸雨母液， 其中硫酸根和硝酸根体积比为4 7 ：1 。以蒸馏水将母液调制成p h 2 。0 、2 5 、3 0 、3 5 、4 0 、 4 5 、5 0 酸雨，并经p h s 2 9 a 酸度计( 上海精密科学仪器有限公司) 校准。 ( 2 ) 种子预处理 将水稻( o r y z a s a t i v a l ) “宁梗1 号 和高粱( s o r g h u mv u l a r e ) “黄土高粱”种子用o 1 升汞消毒1 5m i n ，去离子水冲洗数次，从中取3 0 粒种子均匀排列在直径1 0c m 、垫有2 层滤纸的培养皿中，以p h 2 0 、2 5 、3 0 、3 5 、4 0 、4 5 、5 0 酸雨进行胁迫处理，对照 ( c k ) 是与母液离子成分相同的中性溶液( p h 6 5 ) ，置恒温培养箱中( 2 5 士0 5 ) ，每处理3 皿，每天更换溶液，统计发芽数，萌发l 周。 2 2 4 测定方法 萌发指标于种子萌发的第1d 开始测定。每天统计发芽的种子数目，第7d 测出所 有种子的鲜重以及异状发芽的种子数目。 种子活力测定按种子检验原理和技术【2 0 】进行：( 1 ) 发芽指数( 鲫= e ( g t d t ) ，式中g t 为在不同时间的发芽数，阢为相应的发芽日数；( 2 ) 活力指数( v 1 ) = s x z ( g t d t ) ，s 为一定 时期内幼苗生长势，以每株苗的平均鲜重( f 表示；( 3 ) 发芽率( g r ) = ( 发芽的种子数供 试种子总数) x 1 0 0 ；( 4 ) 发芽势( = ( 萌发前三天的发芽数之和供试种子总数) 1 0 0 ； ( 5 ) 异状发芽率似g r ) = ( 只长出胚芽而无胚根( 或胚根生长异常) 的种子数供试种子总 数) x 1 0 0 。 6 第二苹酸雨胁迫对种子萌发指标的影响 2 2 5 数据分析 实验中所得数据均经过统计学分析，每个处理重复测定三次，取平均值并求标准误 差( 平均值标准误差) 。通过l s d 检验( p 0 0 5 ) 分析处理间的差异显著性。 2 3 试验结果与分析 2 3 1 酸雨对种子萌发时发芽率的影响 发芽率是反映种子品质优劣的重要指标之一。表2 1 数据显示，酸雨强度p h 2 0 2 5 时，2 类抗性植物种子发芽率均为零，酸雨强度( p h 金3 0 时，高粱种子的发芽率随p h 的 上升先增加后减少而水稻种子的发芽率变幅不大，并与p h 呈显著正相关( r = 0 9 2 4 2 、 0 9 1 5 7 ) ；从发芽率降幅看，p h 3 0 酸雨使高粱发芽率下降3 3 3 ，而水稻则下降1 11 ， 均与c k 差异不显著。发芽率变幅比较( p h 3 0 5 o ) n 样显示，高粱为3 3 3 ，明显高于水 稻( 1 1 1 ) 。上述结果表明，高粱和水稻种子萌发对酸雨的耐受性不同，高粱耐酸雨胁迫 能力 水稻。 9 2 1 酸雨对种子萌发的影响 t a b l e2 - 1t h ee f f e c t so fa c i dr a i no ng e r m i n a t i o no fp l a n ts e e d s 注：表中所列数据为平均数，括号内为相对值；同一列中不同字母表示不同处理间差异显著性统计( 尸 水稻( - 1 0 9 、 1 2 0 0 ) ，证明高粱种子抗酸雨能力弱于水稻。 2 3 4 酸雨对种子萌发时活力指数的影响 发芽指数与活力指数是反映种子活力的综合指标。酸雨胁迫下，2 项指标变律与发 芽率有相同变化( 表2 1 ) 。p h 3 0 5 0 时，2 类种子发芽指数与活力指数和p h 呈显著正相关 ( 】产0 9 2 3 9 、0 9 1 3 7 ，0 9 3 8 1 、0 9 3 5 6 ) ；p h 3 0 时，高粱2 项指标降幅( 4 0 4 ，1 4 4 2 ) 水稻 ( 1 0 9 ，9 8 5 ) ；2 项指标变幅( p h 3 0 5 o ) n 样是高粱( 0 1 9 、1 7 3 2 ) 水稻( - 1 0 9 、 1 2 0 0 ) ，证明高粱种子抗酸雨能力弱于水稻。 2 3 5 酸雨对种子萌发时异状发芽率的影响 异状发芽率指只长出胚芽而无胚根( 或胚根生长异常) 的种子数占供试种子数之百分 比，表示逆境对种子萌发伤害效应。实验表明，随酸雨( p h 2 5 5 o ) 强度降低，高粱与水 稻异状发芽率呈下降趋势，p h 2 5 时，高粱异状发芽率为5 0 0 0 ，p h 4 5 陡降至5 5 6 ， 水稻则从9 5 5 5 降至1 11 ；p h 3 5 后，水稻异状发芽与c k 几乎无差别。水稻异状发芽 种子在胁迫萌发实验结束、转为与c k 相同条件时，仍能长出胚根，恢复生长。反映出 高粱耐酸雨冲击能力弱于水稻( 表2 1 ) 。 2 4 小结 从伤害阈值看，p h 2 o 砣5 酸雨完全抑制2 种植物萌发，表现为发芽率( 势) 、发芽( 活 力) 指数为零，这与胁迫强度( p h ) 过高有关。当胁迫强度p h 一3 0 时后，正常萌发反应呈 现，且高粱阈值( p i - 1 3 5 4 0 ) 水稻( p h 3 5 ) 。在p h i 水稻( 0 0 0 旷9 8 5 ) 。在p h 3 0 5 0 范围内，高粱和水稻种子上述5 项 萌发指标的变幅是高粱( 0 1 9 - - 1 7 3 2 ) 水稻( o 0 0 , - - 1 2 0 0 ) 。说明酸雨对高粱萌发的 影响 水稻，或高粱对酸雨的抗性 水稻；酸雨伤害阈 值是高粱( p r o 5 4 o ) 水稻( p h 3 o 3 5 ) ；2 类抗性种子对酸雨胁迫强度的耐受性差异( 高 粱 水稻( 3 2 0 8 ) ，表明酸雨对高粱能量代谢 的干扰大于水稻。 和1 酸雨对种子生理活动的影响 t a b l e3 - 1t h ee f f e c t so f a c i dr a i no np h y s i o l o g i c a la c t i v i t i e so f p l a n ts e e d s 江南大学硕 学位毕业论文 3 55 6 0 10 3 6 ( 5 0 7 7 ) e 0 2 2 4 4 ( 31 0 7 ) d 3 0 5 3 3 4 4 7 4 ( 4 8 3 6 沁0 5 6 6 7 ( 7 8 4 4 ) b 2 53 7 0 3 9 17 ( 3 3 5 8 ) f 0 5 6 4 9 ( 7 8 19 ) b 2 0 0 0 0 0 0 ( 0 o o ) ga 0 ( ) e c kl1 8 7 6 4 4 9 ( 1 0 0 0 0 ) a 0 7 4 9 1 ( 1 0 0 0 0 ) a 5 0 7 9l 。0 4 01 ( 6 6 。61 ) b 0 6 0 5 4 ( 8 0 8 2 ) b 4 5 4 8 6 7 4 0 8 ( 4 0 9 8 k0 4 1 6 3 ( 5 5 5 8 _ ) c 4 0 4 3 1 7 1 9 6 ( 3 6 3 5 d0 3 5 4 8 ( 4 7 3 6 ) c 3 53 9 2 1 l1 9 ( 3 3 0 2 ) e 0 2 7 4 3 ( 3 6 。6 2 ) e 3 0 3 引0 4 0 6 ( 3 2 0 8 ) eo 8 2 0 2 ( 1 0 9 5 0 ) a 2 5 3 6 3 7 5 3 0 ( 3 0 6 3 ) e 0 8 4 4 1 ( 1 1 2 6 9 ) a 2 o 0 o o o o ( o o o ) f ( ) d ( 2 ) 不同胁时对种子呼吸速率的影响 图3 1 和图3 1 数据显示，酸雨胁迫强度q h ) 一定时，伴随胁迫时间( 仁d ) 延长，高粱 和水稻种子呼吸速率皆先递增后减小的趋势。当t = 2d 时，不同胁迫强度下高梁呼吸速率 增幅及与c k 的差值是( 4 2 9 、4 1 6 、3 8 8 1 、5 6 2 5 ) 水稻( 6 0 4 、- 5 0 7 、3 2 2 4 、 3 7 9 7 ) 。当t = 6d 时，不同胁迫强度下高粱呼吸速率增幅及与c k 的差值是( 1 0 6 9 、 2 4 9 6 、6 3 7 7 、6 6 3 6 ) 水稻( 4 7 7 、2 1 6 7 、5 5 0 7 、6 7 7 2 ) 。 8 0 0 0 - 7 0 0 ，0 t l 6 0 0 0 邑5 0 0 。0 24 0 0 i0 e 3 0 0 0 褂 蜊2 0 0 0 星1 0