不同濃度1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸鹽離子液體對荊條種子生長發(fā)育的影響

毛偉偉 王僮 王勃翰 鄭安 隋子庚 韓雨

摘要? ? 離子液體普遍具有一定毒性，本文主要研究1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸鹽對荊條種子生長發(fā)育的影響。由低到高設(shè)置不同濃度1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸鹽的離子液體，對荊條種子進(jìn)行脅迫處理，觀察不同濃度離子液體處理后的荊條種子的發(fā)芽率與幼苗初期生長情況。結(jié)果表明，離子液體對荊條幼苗根生長有促進(jìn)作用，對芽生長有一定抑制作用。

關(guān)鍵詞? ? 離子液體;荊條;種子發(fā)芽率

中圖分類號? ? S793.7? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼? ? A? ? ? ? 文章編號? ?1007-5739（2019）10-0109-01

離子液體是一類完全由離子組成的液體，具有熔點(diǎn)較低、不易揮發(fā)、性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，在許多化學(xué)和生物反應(yīng)中被用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)溶劑。由于離子液體作為工業(yè)溶劑大規(guī)模使用，不可避免地流失到環(huán)境中，會對環(huán)境和生物體造成潛在風(fēng)險。1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸鹽[BMIm][TfO]屬于咪唑類離子液體，咪唑類離子液體雖然為綠色合成物質(zhì)，但近年來已被驗證對植物和動物有一定毒性影響，且其生物降解率很低，對環(huán)境和生物安全有一定威脅[1-2]。

荊條（Vitex negundo L.var.heterophylla）為馬鞭草科牡荊屬落葉灌木，是華北地區(qū)重要的水土保持樹種，也是具有多種用途的山區(qū)綠化樹種[3]，在我國遼寧、河北、山東、河南、山西、陜西、內(nèi)蒙古等地均有分布[4]。荊條作為抗性與適應(yīng)力強(qiáng)的植物，廣泛應(yīng)用于礦山廢棄地等惡劣環(huán)境的生態(tài)修復(fù)工程中。本文探究了不同濃度1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸鹽離子液體對荊條種子生長發(fā)育的影響，以期為有關(guān)生態(tài)風(fēng)險評價與生態(tài)修復(fù)植物選擇提供參考。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗材料

荊條種子于2018年秋季采自沈陽市法庫縣包家屯鄉(xiāng)三合成村北山的荊條灌叢。

1.2? ?試驗方法

1.2.1? ? 含水量測定。種子含水量是種子檢驗項目和種子質(zhì)量指標(biāo)之一[5-6]。種子內(nèi)所含水包括游離水、束縛水和化合水3種。取3份樣品測定后取平均值，為了避免測定誤差，應(yīng)盡量縮短檢驗樣品暴露在空氣中的時間。含水量計算公式為種子含水量（%）=（干燥前供檢種子質(zhì)量-干燥后供檢種子質(zhì)量）/干燥前供檢種子質(zhì)量×100。經(jīng)測定，試驗所用荊條種子平均含水量為3.89%，表明所采集的荊條種子合格。

1.2.2? ? 種子預(yù)處理。初步打磨：選擇飽滿的種子，用240目砂紙輕輕打磨1 min，去除種子外面的宿萼。清洗和消毒：用自來水沖洗種子后，用2%過氧化氫溶液浸泡種子5 min，后用去離子水清洗數(shù)次，于陰涼處晾干待用。

1.2.3? ? 種子脅迫處理。共設(shè)7個處理，分別為1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸鹽離子液體50 mg/L（A）、100 mg/L（B）、200 mg/L（C）、300 mg/L（D）、500 mg/L（E）、1 000 mg/L（F）和空白對照（CK）。3次重復(fù)，每個重復(fù)30粒種子。將種子放入各個燒杯，用等量去離子水和不同濃度的離子液體分別浸泡種子12 h。12 h后將種子從燒杯中撈出，用去離子水反復(fù)沖洗以除去表面溶液，濾干后分別置于鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中。

1.2.4? ? 種子培養(yǎng)。將培養(yǎng)皿置于光照培養(yǎng)箱中，設(shè)置28 ℃ 8 h、15 ℃ 16 h，每日補(bǔ)加等量去離子水，以保持種子發(fā)芽所需的濕潤環(huán)境。

1.3? ? 調(diào)查統(tǒng)計

連續(xù)記錄種子15 d發(fā)芽情況并記錄幼苗芽長與根長。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 不同處理對種子發(fā)芽率的影響

由圖1可知，處理C荊條發(fā)芽率最高，為100.00%，較CK處理提高了3.33個百分點(diǎn);處理A、D、E、F荊條發(fā)芽率均為97.78%，較CK處理提高了1.11個百分點(diǎn);處理B荊條發(fā)芽率為98.89%，較CK提高了2.22個百分點(diǎn)。分析發(fā)現(xiàn)，用離子液體處理過的荊條種子發(fā)芽率均高于CK，處理 A～C發(fā)芽率不斷升高，處理D～F發(fā)芽率降低并保持穩(wěn)定。上述現(xiàn)象表明，離子液體可相對提高荊條種子發(fā)芽率，而毒性表現(xiàn)并不明顯。

2.2? ? 不同處理對幼苗芽長和根長的影響

由圖2可知，荊條種子經(jīng)培養(yǎng)箱培養(yǎng)15 d后，各處理幼苗芽長均小于CK;除處理B外，各處理幼苗根長都大于CK。分析發(fā)現(xiàn)，離子液體對荊條根的生長有一定促進(jìn)作用，而對芽的生長有一定抑制作用，離子液體的梯度變化并沒有對幼苗的芽長和根長生長產(chǎn)生有規(guī)律的影響。

3? ? 結(jié)論與討論

近年來，荊條良好的生態(tài)特性受到越來越多的關(guān)注且應(yīng)用廣泛，但由于荊條種子具有較深度休眠特性，果包對種子發(fā)芽起著嚴(yán)重阻礙作用[7-9]，導(dǎo)致種子發(fā)芽時間長且發(fā)芽率低（約50%）。本文中對照組荊條種子發(fā)芽率高達(dá)96.67%，較野外荊條種子正常發(fā)芽率高1倍，其原因可能是采收的種子成熟度高，挑選了顆粒飽滿的種子并進(jìn)行了浸泡處理。經(jīng)離子液體處理的荊條種子發(fā)芽率較對照略高，并未表現(xiàn)出毒性。荊條幼苗的根長普遍長于對照組，而芽長普遍低于對照組，說明離子液體對荊條幼苗根的生長有一定促進(jìn)作用，對芽的生長有一定抑制作用。試驗的不足之處為離子液體的濃度梯度設(shè)置較少，荊條的種皮較厚，離子液體對荊條種子發(fā)芽與生長的毒性影響表現(xiàn)不明顯，有待進(jìn)一步研究。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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基金項目? ?遼寧大學(xué)2018年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目“離子液體對荊條生長發(fā)育的影響”。

作者簡介? ?毛偉偉（1979-），男，山東平度人，副研究員，從事生態(tài)修復(fù)、生態(tài)園林和森林生態(tài)等生態(tài)學(xué)方面的研究工作。

收稿日期? ?2019-02-01