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摘 要：该研究以永州本地黑豆品种为试验材料，分析了不同浓度的铝浸种后黑豆种子萌发和幼苗生理特性的变化。结果表明：10～5000mg/L的铝浸种对黑豆的发芽率无明显影响，5000mg/L铝处理降低了黑豆种子的发芽势；较高浓度（1000mg/L以上）的铝浸种处理抑制了黑豆幼苗根和茎的生长。铝浸种提高了黑豆幼苗叶片中MDA的含量，中高浓度的铝浸种处理对黑豆幼苗造成了伤害。而过氧化氢酶（POD）活性在铝浓度为10mg/L、100mg/L、1000mg/L时受铝胁迫的影响较小，但在铝浓度为2000mg/L、5000mg/L时显著增加了POD活性。POD活性的升高有助于提高黑豆幼苗对铝的适应性。
关键词：铝浸种；黑豆；种子萌发；生理响应
中图分类号 Q945.78 文献标识码 A 文章編号 1007-7731（2017）18-0009-03
Effect of Seed Soaking with Aluminum on Seed Germination of Black Bean
Zhao Yuyun et al.
（Life Science & Chemical Engineering Department，Hunan University of Science and Technology，Yongzhou 425199，China）
Abstract：Black bean seeds，planted locally in Yongzhou，were soaked in aluminum （Al） solutions （0，10，100，1000，5000 mg/L） for 15 hours to study the effects of Al on seed germination and seedling physiology.It was found soaking with 10-1000 mg/L Al3+did not significantly change the germination rate of black beans，but soaking with 5000 mg/L Al3+ significantly decreased the germination energy.Thus，soaking with above 1000 mg/L Al3+ inhibited the growth of roots and stems of black bean seedlings.Al soaking increased the malonaldehyde contents in seedling leaves，but the medium and high concentration soaking damaged the seedlings of black beans.Peroxidase activity was not largely affected by soaking with 10～1000 mg/L Al3+，but was significantly increased by soaking with 2000～5000 mg/L Al3+.The improvement of peroxidase activity contributes to higher Al adaptability of black bean seedlings.
Key words：Aluminum；Black bean；Seed germination；Seedling physiology
铝是土壤中含量最丰富的金属元素之一，通常以难溶性的硅酸盐或其他沉淀物形式存在，对植物并没有毒害，但在酸性条件下（pH<5）原固定于晶格中的铝可以逐渐解离，以离子形态Al3+的形式释放到溶液中，并在微摩尔浓度级水平下对植物产生毒害[1]。我国南方分布着大面积的酸性土壤，约占全国土地总面积的21%[2]。近年来，随着工业的发展，环境酸化的问题日益严重，酸雨的频繁沉降及农业化肥的大量使用，土壤中的富铝作用大大增强，铝毒害已成为酸性土壤中抑制作物生长和导致作物减产、品质下降的主要因素之一[3]。由于大多数的作物对铝毒较敏感，因此研究铝对作物的影响具有较大的理论和实际意义。
黑豆富含蛋白质、脂肪、氨基酸等营养物质，并富含多种生物活性物质，具有抗氧化性、抗肿瘤活性和保护心血管的作用，是我国传统的药食两用食品[4]。本研究以永州本地黑豆品种为试验材料，采用不同浓度铝浸种处理，探索铝浸种对黑豆种子萌发的影响，为进一步研究黑豆耐铝的生理生化机制及其丰产提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料 永州本地黑豆品种八月爆Soybean （Glycine max var）。
1.2 种子处理 首先对种子进行风选、水漂、剔除机械碾轧损伤及虫蛀、发霉、过小的种子。水漂时要用手轻轻地反复搓洗，反复撇捞杂质劣豆。然后将黑豆捞入筛子中控去水分。将精选后的黑豆用0.5%的次氯酸钠溶液浸泡5min，再用蒸馏水清洗3次后，分别置于装有不同浓度的铝溶液的已恒温的（38℃）烧杯中浸泡。浸种15h后，将种子从烧杯中取出沥干，转移到培养皿中，用培养液在一定温度的恒温恒湿培养箱中培养发芽水洗涤10min。
1.3 铝浓度设计和浸种 试验共设置6个铝浓度浸种液，以Al2（SO4）3·18H2O的形式加入，浓度分别为0（对照）、10mg/L、100mg/L、1000mg/L、2000mg/L、5000mg/L共6个组，每个处理重复3次，浸种时间为15h，浸泡温度为38℃。
1.4 播种 以培养皿（Ф12cm）作发芽床，底部铺2层纱布，18个培养皿，并将已浸种处理过的种子每皿100粒均匀摆放在纱布上，种子上方铺一层湿润的纱布，每个处理重复3次。在恒温培养箱中进行萌发实验，每日喷适量的蒸馏水，使种子保持湿润状态。培养的条件为：温度32℃，湿度90%。
关键词：铝浸种；黑豆；种子萌发；生理响应
中图分类号 Q945.78 文献标识码 A 文章編号 1007-7731（2017）18-0009-03
Effect of Seed Soaking with Aluminum on Seed Germination of Black Bean
Zhao Yuyun et al.
（Life Science & Chemical Engineering Department，Hunan University of Science and Technology，Yongzhou 425199，China）
Abstract：Black bean seeds，planted locally in Yongzhou，were soaked in aluminum （Al） solutions （0，10，100，1000，5000 mg/L） for 15 hours to study the effects of Al on seed germination and seedling physiology.It was found soaking with 10-1000 mg/L Al3+did not significantly change the germination rate of black beans，but soaking with 5000 mg/L Al3+ significantly decreased the germination energy.Thus，soaking with above 1000 mg/L Al3+ inhibited the growth of roots and stems of black bean seedlings.Al soaking increased the malonaldehyde contents in seedling leaves，but the medium and high concentration soaking damaged the seedlings of black beans.Peroxidase activity was not largely affected by soaking with 10～1000 mg/L Al3+，but was significantly increased by soaking with 2000～5000 mg/L Al3+.The improvement of peroxidase activity contributes to higher Al adaptability of black bean seedlings.
Key words：Aluminum；Black bean；Seed germination；Seedling physiology
铝是土壤中含量最丰富的金属元素之一，通常以难溶性的硅酸盐或其他沉淀物形式存在，对植物并没有毒害，但在酸性条件下（pH<5）原固定于晶格中的铝可以逐渐解离，以离子形态Al3+的形式释放到溶液中，并在微摩尔浓度级水平下对植物产生毒害[1]。我国南方分布着大面积的酸性土壤，约占全国土地总面积的21%[2]。近年来，随着工业的发展，环境酸化的问题日益严重，酸雨的频繁沉降及农业化肥的大量使用，土壤中的富铝作用大大增强，铝毒害已成为酸性土壤中抑制作物生长和导致作物减产、品质下降的主要因素之一[3]。由于大多数的作物对铝毒较敏感，因此研究铝对作物的影响具有较大的理论和实际意义。
黑豆富含蛋白质、脂肪、氨基酸等营养物质，并富含多种生物活性物质，具有抗氧化性、抗肿瘤活性和保护心血管的作用，是我国传统的药食两用食品[4]。本研究以永州本地黑豆品种为试验材料，采用不同浓度铝浸种处理，探索铝浸种对黑豆种子萌发的影响，为进一步研究黑豆耐铝的生理生化机制及其丰产提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料 永州本地黑豆品种八月爆Soybean （Glycine max var）。
1.2 种子处理 首先对种子进行风选、水漂、剔除机械碾轧损伤及虫蛀、发霉、过小的种子。水漂时要用手轻轻地反复搓洗，反复撇捞杂质劣豆。然后将黑豆捞入筛子中控去水分。将精选后的黑豆用0.5%的次氯酸钠溶液浸泡5min，再用蒸馏水清洗3次后，分别置于装有不同浓度的铝溶液的已恒温的（38℃）烧杯中浸泡。浸种15h后，将种子从烧杯中取出沥干，转移到培养皿中，用培养液在一定温度的恒温恒湿培养箱中培养发芽水洗涤10min。
1.3 铝浓度设计和浸种 试验共设置6个铝浓度浸种液，以Al2（SO4）3·18H2O的形式加入，浓度分别为0（对照）、10mg/L、100mg/L、1000mg/L、2000mg/L、5000mg/L共6个组，每个处理重复3次，浸种时间为15h，浸泡温度为38℃。
1.4 播种 以培养皿（Ф12cm）作发芽床，底部铺2层纱布，18个培养皿，并将已浸种处理过的种子每皿100粒均匀摆放在纱布上，种子上方铺一层湿润的纱布，每个处理重复3次。在恒温培养箱中进行萌发实验，每日喷适量的蒸馏水，使种子保持湿润状态。培养的条件为：温度32℃，湿度90%。