酸性土壤对小叶茼蒿种子的影响

酸性土壤对小叶茼蒿种子的影响

杨璞1 姚上观2

（1吴川市覃巴镇农业技术服务中心，广东吴川，524500

2吴川市吴阳镇农业技术服务中心，广东吴川，5245000）

摘要：本研究在改变调整土壤的pH值，并试图找到小叶茼蒿种子萌发的最佳酸性梯度，从而为小叶茼蒿种子在土壤的更广泛的生产提供基础理论指导。(1)通过添加在不同用量的硫酸亚铁和熟石灰粉末对土壤进行酸化处理，观察小叶茼蒿在不同土壤酸度的处理下的发芽情况。(2)处理土壤后对小叶茼蒿种子叶绿素含量等萌发生理指标的一些影响。种子萌发结束后,测量种苗根长和株高。使用分光光度计测量在470nm，665nm，649nm下的吸光值，对种子的叶绿素色素的定量进行测量。观察不同pH的酸化土壤对小叶茼蒿种子的影响。

关键词：酸性土壤；小叶茼蒿种子；影响

1 引言

土壤酸化在如今作物的生产方面，已成为影响严重的土壤退化问题。这些年来,关于耕地土壤pH值下降的报道在全国各地越来越多，土壤酸化的原因之一是酸沉降，酸化的土壤会导对种子萌发和幼苗生长产生严重抑制，会让土壤内部的结构变差、肥力降低从而影响植物作物的生长发育,更严重甚至会使其枯萎、死亡,这也会对人类的身体健康产生影响。

2 材料及方法

2.1 实验材料

小叶茼蒿种子（买自佳木斯市西林路绿丰种子公司），土壤与花盆（佳木斯市花鸟鱼市场），硫酸亚铁粉末，碳酸钙粉，95%乙醇，石英砂。

2.2 试验设计

本实验通过向土壤中添加硫酸亚铁粉末和碳酸钙粉的方法将土壤pH调节至3.0、4.0、4.5、5.0、5.5，6.0，7.0共7个梯度，选取饱满且大小一致的种子经0.3%的高锰酸钾消毒与浸种后均匀播种于每盆土壤中,每盆播种30粒，从播下种子日期起每天观察种子的发芽情况,记录发芽数。种子萌发结束后,测量种苗根长和株高、叶长。计算种子的发芽势、发芽率、发芽指数、简化活力指数和平均发芽时间。得出不同pH的酸化土壤对小叶茼蒿种子的影响。

2.3 试验设备及仪器

722可见分光光度计、DM直热电热套、FA2014电子天平。

2.4实验原理及方法

2.4.1实验原理

叶片叶绿素含量与光合作用密切相关,叶绿素含量的测定无论是在生理上，还是在选育品种以及抗性研究等方面都很有必要。叶绿素含量的经典测定方法是光电比色法，即用光电比色计以无机有色溶液为标准进行比色测定。分光光度法测定叶绿素含量，就是利用叶绿素a和叶绿素b吸收光谱的不同，测定各特定峰值波K下的光密度，再根据色素分子在该波长下的消光系数，计算出浓度。根长和芽长与叶长测定：各pH土壤中选取5株，用直尺进行测量并记录。

2.4.2 实验方法

（1）实验通过采取土壤样品10g，加入硫酸亚铁粉末和碳酸钙粉末，将样品与试剂充分搅拌，土壤与水按1：5比例配置为溶液，通过比色法测定溶液pH，称量适量硫酸亚铁、碳酸钙粉末在加入土壤后继续用比色法测量，土壤pH调节至3.0、4.0、4.5、5.0、5.5，6.0，7.0时记录加入试剂用量，按照样品与试剂的比例在花盆中的土壤（400g）加入定量试剂。中性土壤pH=7(对照)，盖上土壤。连续培养观察8d,每天记录每个酸性梯度的种子的起始时间、每日发芽数、峰值,种子发芽以胚芽达到种子长度的1/2为准,以连续3d没有种子露出胚芽作为该处理实验结束时间。

（2）叶绿素测定：李合生2000测定方法取新鲜植物叶片（或其它绿色组织）或干材料，擦净组织表面污物，剪碎（去掉中脉），混匀。称取剪碎的新鲜样品0.2g，共3份，分别放入研钵中，加少量石英砂和碳酸钙粉及2～3ml95％乙醇，研成均浆，再加乙醇10ml，继续研磨至组织变白。静置3～5min。取滤纸1张，置漏斗中，用乙醇湿润，沿玻棒把提取液倒入漏斗中，过滤到25ml棕色容量瓶中，用少量乙醇冲洗研钵、研棒及残渣数次，最后连同残渣一起倒入漏斗中。用滴管吸取乙醇，将滤纸上的叶绿体色素全部洗入容量瓶中。直至滤纸和残渣中无绿色为止。最后用乙醇定容至25ml，摇匀。把叶绿体色素提取液倒入光径1cm的比色杯内。以95％乙醇为空白，在波长665nm、649nm、470nm下测定吸光度。叶绿素a、叶绿素b的丙酮溶液在可见光范围内的最大吸收峰分别位于663mm、645nm处，同时已知叶绿素a和叶绿素b在663nm处的消光系数分别为82.04和9.27:在645nm处的消光系数分别为16.75和45.60。

将测定得到的吸光值代入下面的公式：

Ca=13.95A665－6.88A649；

Cb=24.96A649－7.32A665

Ck=（1000D470-2.05Ca-114.8Cb）/245

据此即可得到叶绿素a和叶绿素b的浓度（Ca、Cb：mg/L），二者之和为总叶绿素的浓度。最后根据下式可进一步求出植物组织中叶绿素的含量：

叶绿素的含量（mg/g）=[叶绿素的浓度×提取液体积×稀释倍数]样品鲜重（或干重）

2.5 实验步骤

2.5.1 选种与消毒

试验取材源于佳木斯西林路绿丰种子公司，品种名：小叶茼蒿。首先将小叶茼蒿种子放进蒸馏水中，静置5min。然后将种子浸入0.3%高锰酸钾溶液中，消毒30min，再用蒸馏水多次冲洗直至液体无色，用滤纸擦拭种子，选取30粒大小相似的种子，共7份。

2.4.2 土壤的配制

（1）取10g土壤样品，将土壤与水按照1：5配置成溶液，采用比色法测量该溶液的pH值。用FA2014型电子天平，另取五份10g土壤样品，分别称取0.2g、0.4g、0.8g、1.2g的硫酸亚铁粉末，0.2g碳酸钙粉末，并将称取完的试剂分别倒入样品土壤中，将试剂与土壤充分搅拌，在烧杯中配置成溶液后用比色法测定pH，用电子天平称取适量试剂加入土壤，直至土壤pH为3.0、4.0、4.5、5.0、5.5，6.0，7.0。记录使10g土壤样品pH为以上值时加入的试剂量。

（2）使用称量电子称将花盆去皮，加入土壤称取相同质量的土壤400g，共7份。

（3）根据能使10g土壤pH分别为3.0、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、7.0加入试剂的量，按照10g；400g=1：40，试剂乘以40倍，加入到花盆中400g土壤中，充分搅拌。

（4）将充分搅拌后的花盆土壤取样称量，配置成溶液后比色法检测pH值是否准确。

2.5.2 种子的培养

取出浸好种的种子分别配置于不同浓pH的土壤中，以中性土壤pH=7作为对照组。将小叶茼蒿种子分别分成七份，每份30粒。将种子均匀撒入花盆内。将种子培养，培养到4 d后测发芽势，7 d后测出发芽率及其他相应的生理指标。

2.5.3 叶绿素含量的测量

取新鲜植物叶片（或其它绿色组织）或干材料，擦净组织表面污物，剪碎（去掉中脉），混匀。称取剪碎的新鲜样品0.2g，共3份，分别放入研钵中，加少量石英砂和碳酸钙粉及2～3ml95％乙醇，研成均浆，再加乙醇10ml，继续研磨至组织变白。静置3～5min。取滤纸1张，置漏斗中，用乙醇湿润，沿玻棒把提取液倒入漏斗中，过滤到25ml棕色容量瓶中，用少量乙醇冲洗研钵、研棒及残渣数次，最后连同残渣一起倒入漏斗中。用滴管吸取乙醇，将滤纸上的叶绿体色素全部洗入容量瓶中。直至滤纸和残渣中无绿色为止。最后用乙醇定容至25ml，摇匀。把叶绿体色素提取液倒入光径1cm的比色杯内。以95％乙醇为空白，在波长665nm、649nm、470nm下测定吸光度。记录数值。

2.6 测定指标

2.6.1 种子萌发指标测定

因此本实验选用发芽势、发芽指数、活力指数作为检验干旱胁迫和盐胁迫对小叶茼蒿种子萌发特性影响的指标。

发芽势(%)=(发芽高峰期内发芽的种子数/供试种子总数)×100%;

发芽率(%)=(发芽种子数/供试种子总数)×100%;

发芽指数(germination index,GI)=∑(Gt/Dt),式中:Gt为t时间的每日新增发芽数,Dt为相应的天数;活力指数=∑ (Gt/Dt)×S,式中:S为幼苗平均鲜重。

2.6.2根、茎、叶长度和幼苗鲜重

萌发结束后,每盘选取5株长势相似的幼苗，用直尺测量其根长、茎长，叶长。并用FA2014型电子天平称量幼苗鲜重。

2.7数据统计分析

实验数据采用SPSS20.0统计分析软件进行单因素方差分析。数据结果以“平均值±标准差”表示，采用Microsoft Excel 2007软件作图。

3 结果及分析

3.1 酸性土壤pH对小叶茼蒿种子发芽率的影响

土壤的pH对小叶茼蒿种子的发芽率有一定的影响，小叶茼蒿种子在土壤酸化处理后的发芽率发生了变化，6.0，5.5幼苗的发芽率高于对照组，说明比中性土壤较低的pH有利于小叶茼蒿种子的出苗。但当土壤pH为5.0，4.5时各项指标均低于对照组，证明土壤pH5.0，4.5会小叶茼蒿种子的萌发存在抑制作用。当土壤pH为4.0，3.0时，都出现抑制现象，在此时小叶茼蒿种子不发芽。土壤pH为6.0，5.5，5.0时候并未推迟小叶茼蒿种子发芽的起始发芽时间;在土壤pH为5.0，4.5时，小叶茼蒿种子起始发芽时间更久；当土壤pH为4.0，3.0，小叶茼蒿种子在实验规定时间内不发芽。

3.2酸性土壤pH对小叶茼蒿种子发芽势的影响

发芽势是影响发芽率的主要因素,也是影响种子品质的重要指标之一。当种子遭受胁迫时,发芽势受到的影响高于发芽率。土壤pH6.0，5.5时发芽势高于对照组，且这时发芽势最高。而在pH为5.0，4.5时小叶茼蒿种子的发芽势明显被降低了，并且pH为4.5时发芽势降低趋势更大。土壤pH5.5，6.0时发芽势最高，随着pH的继续降低，发芽势降低的程度越高。种子的发芽势越高，表示着小叶茼蒿种子活力更加强，发芽也越整齐，出苗越一致。表明土壤pH5.0，4.5处理后会影响小叶茼蒿种子萌发的整齐度。当土壤pH为4.0，3.0，小叶茼蒿种子不发芽，发芽势为0。

3.3酸性土壤pH对小叶茼蒿种子发芽指数的影响

随着土壤pH的降低，发芽指数呈现先升高后降低，酸性土壤pH为6.0时小叶茼蒿种子的发芽指数最强，而其他各处理组pH为6.0，5.5之间差异并不显著，并且与对照组差异不大。其他各处理组即pH为5.0，4.5的发芽指数与对照组相比差异显著。当土壤pH为4.0，3.0并不发芽。

3.4酸性土壤pH对小叶茼蒿种子鲜重的影响

酸胁迫下小叶茼蒿幼苗胚根鲜重呈先增高后减小趋势,且不同处理与对照组差异不大;土壤pH为4.5，6.0，5.0处理下小叶茼蒿幼苗的鲜重小于对照组pH为7的鲜重。pH为5.5处理后的小叶茼蒿种子鲜重高于对照组的鲜重值;说明小叶茼蒿种子在土壤酸度为pH=5.5时生长更为良好。小叶茼蒿种子平均鲜重为0.052g。

3.5酸性土壤pH对小叶茼蒿种子活力指数的影响

随着土壤pH的降低，小叶茼蒿种子的活力指数呈现出先升后降的趋势。酸处理土壤在一定范围内有利于小叶茼蒿种子活力指数的提升，在土壤pH为5.5到时下降，在pH下降为6.0，5.5到最大值。土壤pH为4.5时的活力指数与其他组相比存在显著差异，当土壤pH为3.0，4.0时不发芽，说明低pH对小叶茼蒿产生了抑制作用。

3.6酸性土壤pH对小叶茼蒿种子幼苗生长的影响

小叶茼蒿种子在土壤pH为5.5时的根长，茎长，叶长都大于对照组，说明pH的土壤酸碱性可以促进芽的生长。小叶茼蒿种子在各个处理后的土壤盆里种植，在土壤pH为6处理下茎长与对照组相比均无显著性差异，此时的根长，叶长和小叶茼蒿幼苗总长比对照组更低。当土壤pH为5时，根长，茎长，叶长都降低，明显低于对照组。土壤pH为4.5的时候，根的长度最短，根系生长明显受到了抑制。此后，当土壤pH降到3和4时，小叶茼蒿种子不生长。低pH的土壤抑制了根的生长，说明植物的根系受到了迫害。

4 结果及分析

4.1 酸性土壤pH对小叶茼蒿种子种子发芽率和发芽势的影响

土壤pH为6.0，5.5时发芽率与发芽势高于对照组，且这时发芽率、发芽势最高，呈现出低pH促进幼苗发芽的现象，说明比中性土壤较低的pH有利于小叶茼蒿种子的出苗。而在pH为5.0，4.5时小叶茼蒿种子的发芽势明显被降低了，并且pH为4.5时发芽势与发芽率下降趋势更大。说明低pH的土壤对芽抑制了芽的生长。适当酸处理不影响种子的萌发速率和幼苗的生长，过量则会出现抑制的作用。

4.2酸性土壤pH对小叶茼蒿种子幼苗生长的影响

土壤酸处理对小叶茼蒿的种子萌发指标和幼苗生长指标的抑制作用均表现为5.5>7>6>5>4.5>4=3,酸胁迫下小叶茼蒿幼苗鲜重呈减小趋势,且不同处理后，除pH为5.5时的幼苗鲜重大于对照组，其他均小于对照;小叶茼蒿种子在土壤pH为6处理下茎长与对照组相比均无显著性差异。当土壤pH为5时，根长，茎长，叶长都降低，明显低于对照组。当土壤pH降到3和4时，小叶茼蒿种子不生长。低pH的土壤抑制了根的生长，说明植物的根系受到了迫害。

4.3 酸性土壤pH对小叶茼蒿种子叶绿素含量的影响

土壤酸碱性的降低，叶绿素a、b及类胡萝卜素的浓度呈现先下降后升高再下降趋势，且叶绿素a与叶绿素在土壤pH为5.5升高趋势的数值仍低于对照组浓度，此时类胡萝卜素浓度高于对照组。叶绿素浓度与叶绿素含量趋势相同，都呈现时先升高到土壤pH为6后再降低，与升高趋势相比，下降的差异显著。土壤pH较低时会产生胁迫作用，对植物器官产生伤害。通过观察叶绿素含量的变化，可以表明在pH为6.0的土壤种植的小叶茼蒿种子抗病性更强，病情指数更小。

结 论

（1）在土壤pH为5.5时可以促进小叶茼蒿种子的生长，此时幼苗的根长、茎长、叶长和鲜重，都高于对照组，土壤pH为5.5，6.0时发芽势最高，随着pH的继续降低，发芽势降低的趋势越大。当土壤pH为4.0，3.0，小叶茼蒿种子在实验规定时间内不发芽。由此可知适当酸处理促进种子幼苗的生长，过量则对种子生长出现抑制的作用。

（2）与对照组相比，土壤pH降低会抑制起始发芽的时间。土壤酸化处理下，小叶茼蒿种子的发芽率、发芽势、发芽指数呈现先升高后降低，酸性土壤pH为6.0时小叶茼蒿种子的发芽指数最强。由此可知，土壤pH的改变对种子萌发的时间有影响，土壤酸性越低越抑制种子萌发。

（3）叶绿素a、b及类胡萝卜素的浓度呈现先下降后升高再下降趋势，叶绿素浓度与叶绿素含量趋势相同，都呈现时先升高再降低。说明随着土壤pH的降低，植物抗病性先升高再下降，pH为6.0的土壤种植的小叶茼蒿种子抗病性更强，病情指数更小。

参考文献：

[1]钱婧,蔡青松等.茶渣生物炭对茶园酸性土壤氮吸附—解吸特征及土壤酸性改良的影响[J].农业现代化研究,1-11.

[2]王荣辉,李宇苗等.调理剂对水稻产量及酸性土壤性质的影响研究[J].中国农学通报,2023,39(29):46-51.

[3]赵学强,潘贤章等.中国酸性土壤利用的科学问题与策略[J].土壤学报,1-15.