离子液体干扰对荆条种子生长的影响

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　　摘要    本文由低到高设置了不同浓度的离子液体（1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐和1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐），对荆条种子进行了特定的胁迫处理，并进行土培培养，观察不同浓度离子液体处理后的荆条幼苗初期生长情况。结果表明，2种离子液体对荆条种子进行浸种处理后，幼苗生长没有表现出明显的规律性变化;但在生长初期幼苗表现出比空白对照生长指标偏低的现象，随着时间推移，这种影响出现减弱迹象，说明离子液体对荆条的浸种表现出了一定的毒性。
　　关键词    离子液体;荆条;胁迫处理;苗高;根长
　　中图分类号    S793.7        文献标识码    A
　　文章编号   1007-5739（2020）02-0105-01                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）
　　1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐离子液体和1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐是完全由离子组成的液体，熔点较低、不易挥发、性质稳定，作为一种工业溶剂而在许多化学和生物反应中用以代替传统溶剂[1]。1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐和1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐虽为绿色合成物质，但近年来已被验证对植物和动物有一定的毒性影响，且其生物降解率很低，在工业中大规模使用，不可避免地会对环境和生物体形成潜在的威胁[2-3]。荆条是华北地区重要的水土保持树种之一，也是具有多种用途的山区绿化树种之一，在辽宁、河北、山东、河南、山西、陕西、内蒙古等地均有分布[4-5]。本试验探究了不同浓度离子液体干扰的荆条种子，进行土培种植后生长所受到的影响。
　　1    材料与方法
　　1.1    试验材料
　　供试荆条种子及土壤于2018年秋季采集于沈阳市法库县包家屯乡三合成村北山的荆条灌丛。2种咪唑类离子液体是A组（1-乙基-3-甲基咪唑甘氨酸盐）和D组（1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸鹽）。
　　1.2    试验方法
　　1.2.1    种子预处理。选择饱满的种子，用240目砂纸轻轻打磨1 min，去除种子外面的宿萼。用自来水冲洗干净，置于2% H2O2溶液中浸泡5 min，再用去离子水清洗数次，于阴凉处晾干待用[1]。
　　1.2.2    不同浓度离子液体的配置。将2种离子液体分别稀释至100、200、500、1 000、2 000 mg/L，标记好备用（后续表述中分别用1～5代表这5个浓度） 。
　　1.2.3    种子的胁迫处理。试验根据浸泡种子所用的液体不同共设置3个处理，分别为去离子水空白对照（CK）、1-乙基-3-甲基咪唑甘氨酸盐（AP）、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐（DP）。处理AP、DP均按照1.2.2中的浓度梯度浸泡种子24 h（浸泡时置于28 ℃培养箱中培养），24 h后将种子用去离子水反复冲洗，以除去表面溶液，滤干后置于干燥的滤纸上自然阴干，后续都用清水灌溉[6-7]。每个处理3次重复，每个重复5粒种子。
　　1.2.4    土壤准备。挑出供试土壤中较大石块与植物根系，将较大的土块压碎，混合均匀，过2 mm筛，贮存备用。将处理后的荆条种子播撒在花盆中，每盆5粒，压实并均匀浇水[8-9]。
　　1.2.5    数据记录。记录供试种子萌发及幼苗的生长情况，持续记录12次（每5～7d浇水记录1次）。
　　2    结果与分析
　　从图1、2可以看出，处理AP地上部分苗高普遍低于自然生长的CK组，随着浓度的逐渐增加（处理AP1～AP5），苗高呈下降趋势，处理AP4（浓度1 000 mg/L）的荆条苗高最小;地下部分植物根茎的长度普遍变化不大，也是处理AP4根长下降明显。处理DP中，浸泡离子液体浓度在200 mg/L和500 mg/L时（处理DP2、DP3），荆条幼苗的苗高和根长比CK和其他组下降明显;然而，对于较高浓度的离子液体浸泡后的种子，其后期的生长发育所受影响较CK反而较小。
　　3    结论与讨论
　　用不同浓度的1-乙基-3-甲基咪唑甘氨酸盐和1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐离子液体对荆条种子进行浸种处理后，幼苗生长没有表现出明显的规律性变化;但通过记录发现，在初期幼苗表现出比空白对照生长指标偏低的现象，随着时间推移，这种影响出现减弱迹象，说明离子液体对荆条的浸种表现出了一定的毒性。本试验仅初步做了离子液体浸种后对植物幼苗生长的影响，后续可以进行土培幼苗的离子液体浇灌干扰试验，并对干扰后的植物生理响应进行微观检测，进一步分析离子液体对植物生长的毒理研究。
　　4    参考文献
　　[1] 毛伟伟，王僮，王勃翰，等.不同浓度1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐离子液体对荆条种子生长发育的影响[J].现代农业科技，2019（10）：109.
　　[2] 吴波，张玉梅，王华平.离子液体的安全性研究进展[J].化工进展，2008，6（27）：814-818.
　　[3] COULING D J，BERNOT R J，DOCHERTY K M，et al.Assessing the factors responsible for ionic liquids toxicity to aquatic organisms via qua-ntitative structure-property relationship modeling[J].Green Chem，2006，8：82-90.
　　[4] 李义强，宋桂龙，郭宇.水浸与赤霉素处理对荆条种子萌发影响研究[J].种子，2012，31（3）：10-12.
　　[5] 王晓蓓.优良护坡植物：荆条的种子萌发及护坡性能研究[D].北京：北京林业大学，2007.
　　[6] 张春霞.水土保持灌木：荆条的生物生态学特性初步研究[D].北京：北京林业大学，2007.
　　[7] 杨芬芬，孟洪，李春喜，等.离子液体对三种农作物发芽和生长的毒性研究[J].环境工程学报，2009，3（4）：751-754.
　　[8] 陈忠林，王洋，关伟，等.离子液体[C2mim][Val]对小麦幼苗生长及生理特性的影响[J].农业环境科学学报，2011，30（8）：1508-1513.
　　[9] 杨艺晓，赵继红，张宏忠.离子液体对高等植物的毒性及其生物降解性研究综述[J].郑州轻工业学院学报（自然科学版），2013，28（6）：35-38.
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