融雪剂是现在国内外冬季常用融冰除雪重要技术手段之一。它在消雪除冰、消除交通隐患和提供人们出行便利的同时，也对生态环境造成一定程度影响。市场常见融雪剂按其主要成分分类可分为：氯盐融雪剂、非氯盐类融雪剂和混合型融雪剂^[1]。氯盐融雪剂是广泛使用的融雪剂，其主要成分为NaCl、MgCl₂和CaCl₂。研究表明，氯盐融雪剂不仅会抑制植物种子的萌发、降低种子活力^[2]；影响植物的光合作用^[3]；还会产生盐胁迫导致植物出现生理干旱现象最后甚至脱水死亡^[4]。非氯盐类融雪剂性能较稳定、环保性好，但生产工艺复杂、造价高昂，难以大面积推广应用，如美国的CMA(钙镁乙酸盐)；混合型融雪剂溶解性不如氯盐型融雪剂，且原料来源复杂、生产工艺繁琐^[1]。本研究所选用的融雪剂为非氯盐类融雪剂，采用可降解、资源丰富的腐植酸为主原料，制备的融雪剂可生物降解为植物营养，不会产生二次危害，且价格远低于同类进口产品。随着生态环境的加强及融雪剂环保性和经济性要求，高性价比、可降解的融雪剂成为研究热点。

黄腐酸是一种由高分子化合物组成的腐植酸，具有改良土壤结构、促进化肥增效、改善植物抗逆性、提高作物产量和品质等效应。黄腐酸含有植物生长素和细胞分裂素结构，可促进植物种子萌发及幼苗生长^[5]，缓解盐胁迫对种子萌发影响，促进植物生长^[6-7]。因此可利用黄腐酸改性与钙盐合成新型生态环保融雪剂。根据(GBT 23851—2017)《融雪剂》要求，笔者以市场上推行的氯盐融雪剂和环保型融雪剂为对照，分析新型生态环保融雪剂对植物相对种子受害率、种子活力、发芽率、发芽指数及根长抑制率等指标影响，以期评价新型生态环保融雪剂对植物种子发芽影响，提出其安全使用方法，为其生产应用提供参考。

植物种子：选用我国北方绿化草坪常见的3种冷季型草种，禾本科黑麦草(Lolium perenne)和早熟禾(Poa annua)，豆科白三叶(Trifolium repens)，种子市场购买。

融雪剂：1号生态环保融雪剂，2号氯盐融雪剂，3号混合型融雪剂，元素构成见表 1。1号为北京联合大学韩永萍副教授研制，钠离子和氯离子含量低，价格较低，适宜道路和机场应用；2号氯盐融雪剂为传统型融雪剂对照，钠离子和氯离子含量高，价格较低，一般用于道路和庭院施用；3号混合型融雪剂对照，钠离子较低，氯离子和镁离子较高，价格较贵，一般重要道路等区域应用。

表 1(Tab. 1)

表 1 三种融雪剂材料主要元素构成 Tab. 1 Main element composition of three deicing agent materials 编号No. 名称Name 元素构成Elemental composition (At %) 1 生态环保融雪剂Eco-friendly deicing agent C 32.6%、O 30.3%、Ca 16%、Cl 14.2%、Na 4%、Au 1.5% 2 氯盐融雪剂Chlorine salt deicing agent C 21%、O 24.7%、Ca 2.5%、Cl 24.7%、Na 24.4%、S 2.3% 3 混合型融雪剂Mixed deicing agent C 16%、O 35.4%、Ca 0.8%、Cl 25%、Mg 22.4%、Au 0.3%

表 1 三种融雪剂材料主要元素构成 Tab. 1 Main element composition of three deicing agent materials

试验采用实验室培养皿种子发芽法。首先用浮选法挑选饱满草种，被选草种用浓度为0.8%的过氧化氢浸泡消毒并催熟2 min，最后将草种用去离子水充分冲洗，洗去过氧化氢，种子均匀放置在铺有3层滤纸培养皿中，每皿30粒。分别注入质量浓度为1、3、5、7、10 g/L的1号、2号、3号融雪剂，以蒸馏水为对照，温度控制25℃±1 ℃，每处理设3个重复。隔12 h向培养皿加入5 mL融雪剂溶液，放恒温箱培养。从第2天开始记录各处理种子发芽数，芽长超种子长度一半即为发芽。

根长和芽长：在种子发芽结束后(12 d)，用直尺直接测定测量根长(L)；

发芽率(F)、发芽指数(G)、活力指数(V)和相对种子受害率(S)：

发芽指数：$ G=\frac{\sum g}{D}$；式中：g为t时间内的发芽数量，D为相应的发芽时间，d；

活力指数：V=G×L；G为发芽指数；L为根长, cm；

相对种子受害率：$ S=\frac{F_2-F_1}{F_2}$×100%；式中：F₂为对照实验发芽率，F₁为融雪剂溶液实验发芽率。

使用Excel统计整理数据，SPSS分析检验数据差异性(卡方检验方法)，origin绘图软件绘制图形。

发芽率和发芽指数是评价种子发芽的常用指标，反映种子发芽能力及其整齐度^[8]。由图 1可知，融雪剂对种子发芽率存在一定抑制。一般以当种子发芽率50%时的融雪剂浓度为种子萌发临界值^[9]。回归分析得出，1号、2号、3号融雪剂对黑麦草临界值为：4.94、2.68和6.21 g/L；对白三叶的临界值为：2.89、2.98和4.86 g/L；对早熟禾的临界值为：5.33、4.43和10.76 g/L。可见，3种融雪剂对种子发芽胁迫依次为：2号氯盐融雪剂>1号新型生态环保融雪剂>3号环保融雪剂。2号融雪剂主要成分是NaCl，随Na⁺浓度上升的种子盐胁迫逐渐加大，高浓度10 g/L时Na⁺浓度超过种子耐受浓度，种子大量脱水，最终死亡；1号融雪剂主要成分是黄腐酸，低浓度时可促进种子发芽，高浓度时其发芽率也显著下降。

图 1(Fig. 1)

图 1 不同融雪剂对(a)黑麦草、(b)白三叶、(c)早熟禾发芽率和发芽指数的影响 Fig. 1 Effects of different deicing agents on (a) Lolium perenne cv. Green Emerald, (b) Trifolium repens, and (c) Poa pratensis germination rate and germination index

发芽指数表示种子萌发速度和田间出苗整齐度^[10]。由图 1可知，发芽指数变化趋势和发芽率基本一致，只是草种间略有差异，黑麦草发芽指数随融雪剂浓度升高化降幅较大，早熟禾降幅较小。早熟禾在3种类型融雪剂处理下表现出较强抗胁迫能力。黑麦草在1号、3号处理下浓度10 g/L时发芽指数下降81%和63%，2号处理下降95%。这和2号融雪剂含较高浓度氯化钠的干旱胁迫有关^[11]。

种子相对受害率直接反映融雪剂胁迫下植物种子受害情况，据国家标准(GBT 23851—2017) 《融雪剂》要求，种子相对受害率要≤50%。由图 2可知，随着3种融雪剂浓度上升，种子相对受害率呈上升趋势，相同浓度下，种子相对受害率依次为2号＞1号＞3号。回归分析可知，种子相对受害率达到50%时，1号、2号、3号融雪剂对黑麦草影响浓度为：6.07、3.28和7.15 g/L，对白三叶影响浓度为：4.21、4.14和6.28 g/L，对早熟禾影响浓度为：5.76、4.74和11.54 g/L。比较而言，豆科植物白三叶对融雪剂浓度受害敏感，禾本科早熟禾和黑麦草相对耐受力较大。

图 2(Fig. 2)

图 2 不同融雪剂对(a)黑麦草、(b)白三叶、(c)早熟禾种子相对受害率和活力指数的影响 Fig. 2 Effects of different deicing agents on (a) Lolium perenne, (b) Trifolium repens, and (c) Poa pratensis relative seed victimization rate and vigor index

种子活力指数可反应种子生长及生长整齐度^[12]。由图 2可知，随融雪剂浓度上升，种子活力指数呈降低趋势。在融雪剂浓度>5 g/L时，种子生长受到显著抑制，其中2号融雪剂对种子生长抑制最严重。

不同融雪剂处理下草坪草种子萌发指标间相关分析表明(表 2、表 3和表 4)，融雪剂对3种草坪草种子的发芽指标影响基本一致。发芽率与发芽指数、活力指数和根长呈显著正相关(P＜0.01)，与种子相对受害率呈显著负相关(P＜0.01)。因此，种子相对受害率与发芽率、发芽指数、活力指数和根长间呈显著负相关(P＜0.01)。

表 2(Tab. 2)

表 2 1号融雪剂处理下种子萌发指标相关性 Tab. 2 Correlation of seed germination indexes under No.1 deicing agent treatment 指标 Index 相关系数Correlation coefficient 发芽率 Germination rate 发芽指数 Germination index 种子相对受害率 Relative seed damage rate 活力指数 Vitality index 根长 Root length 发芽率Germination rate 1 发芽指数Germination index 0.935** 1 种子相对受害率Relative seed damage rate -0.993** -0.924** 1 活力指数Vitality index 0.820** 0.895** -0.763** 1 根长Root length 0.830** 0.921** -0.787** 0.971** 1 注：**.在0.01水平(双侧)上显著相关。下同。Notes: There was significant correlation at the level of 0.01 (bilateral).The same below.

表 2 1号融雪剂处理下种子萌发指标相关性 Tab. 2 Correlation of seed germination indexes under No.1 deicing agent treatment

表 3(Tab. 3)

表 3 2号融雪剂处理下种子萌发指标相关性 Tab. 3 Correlation of seed germination indexes under No.2 deicing agent treatment 指标 Index 相关系数Correlation coefficient 发芽率 Germination rate 发芽指数 Germination index 种子相对受害率 Relative seed damage rate 活力指数 Vitality index 根长 Root length 发芽率Germination rate 1 发芽指数Germination index 0.978** 1 种子相对受害率Relative seed damage rate -0.995** -0.972** 1 活力指数Vitality index 0.759** 0.840** -0.715** 1 根长Root length 0.747** 0.817** -0.714** 0.878** 1

表 3 2号融雪剂处理下种子萌发指标相关性 Tab. 3 Correlation of seed germination indexes under No.2 deicing agent treatment

表 4(Tab. 4)

表 4 3号融雪剂处理下种子萌发指标相关性 Tab. 4 Correlation of seed germination indexes under No.3 deicing agent treatment 指标 Index 相关系数Correlation coefficient 发芽率 Germination rate 发芽指数 Germination index 种子相对受害率 Relative seed damage rate 活力指数 Vitality index 根长 Root length 发芽率Germination rate 1 发芽指数Germination index 0.905** 1 种子相对受害率Relative seed damage rate -0.982** -0.880** 1 活力指数Vitality index 0.739** 0.804** -0.640** 1 根长Root length 0.749** 0.814** -0.686** 0.959** 1

表 4 3号融雪剂处理下种子萌发指标相关性 Tab. 4 Correlation of seed germination indexes under No.3 deicing agent treatment

本研究结果表明，不同类型融雪剂对草坪草种子萌发存在低促高抑现象，3种草坪草种子萌发50%抑制的临界值表现为：2号氯盐融雪剂＞1号生态融雪剂＞3号混合型融雪剂；随着融雪剂浓度加大，草坪草种子萌发抑制增强。这与严霞^[13]、刘涛^[14]和BIAN W等^[15]研究结果一致。2号氯盐融雪剂对植物种子萌发抑制作用较为显著，这与何访淋对高羊茅幼苗光合作用^[16]、何佳果对小丽花^[17]、查湘义对绿豆^[18]和张营对早熟禾、黑麦草和白三叶^[20]研究结果基本一致。氯盐融雪剂对种子萌发危害主要是其含钠离子对种子的盐胁迫，盐胁迫的植物适应方式有渗透调节等^[19-20]。1号生态环保融雪剂主要成分是黄腐酸和部分氯化钙，黄腐酸是一种结构负载的混合物，可以络合有害离子对植物细胞的伤害，保护细胞膜，且在一定浓度内可促进种子的细胞分裂和伸长，促进植物生长；同时，在适度逆境下黄腐酸可促进植物抗氧化酶活性增加和调节渗透作用^[21]。因此低浓度黄腐酸可缓解氯盐对种子萌发的盐胁迫，但高浓度黄腐酸会减弱甚至抑制抗氧化酶的酶活性^[22]，增加融雪剂对种子萌发的抑制影响。3号混合型融雪剂主要元素是氯、氧和镁，Ca²⁺含量极少，对种子的萌发盐胁迫较小，低浓度Mg²⁺能在一定程度上促进种子萌发^[23]。因此3号混合型融雪剂对种子萌发率影响最低，但对禾本科黑麦草和早熟禾的种子根系活力应影响较大。

本研究得出以下结论：

1) 不同融雪剂对草坪草种子萌发表现为低促高抑效应。早熟禾、黑麦草和白三叶草3种草坪草种子萌发50%抑制的融雪剂临界值，以及相对受害率均表现为2号氯盐融雪剂＞1号生态环保融雪剂＞3号混合融雪剂。低浓度下1号生态环保型融雪剂对黑麦草、早熟禾种子发芽时根系抑制作用最小，融雪剂浓度>5 g/L时，3种草坪草种子根长生长均显著下降。

2) 植物种子发芽对不同融雪剂的耐受性表现禾本科好于豆科，3种草坪草种子表现为早熟禾>黑麦草>白三叶草。

3) 本研究只是开展生态融雪剂等不同融雪剂对草坪草种子萌发影响进行探索，按照标准要求，结合钢板腐蚀和土壤环境^[24]，研究1号生态环保融雪剂对种子萌发影响及融雪剂环保性和经济性，建议市场推广应用。