NaCl和Na2CO3脅迫對肥披堿草種子萌發影響的比較研究

李亭亭 高 彬 黃紅云 劉 真 范 海

摘要以肥披堿草種子為材料,分別用NaCl和Na2CO3溶液進行脅迫處理7d,研究其萌發情況。結果表明:不同鹽溶液和不同濃度的同種鹽溶液對肥披堿草種子萌發的影響不同。隨著鹽濃度的升高,種子的萌發受到抑制,各萌發指標均呈明顯降低的趨勢。進行萌發恢復試驗后,原來較高鹽濃度處理下的種子具有較高的恢復率,表明鹽脅迫并沒有使肥披堿草種子永久地喪失萌發能力,當鹽脅迫得到緩解或解除時, 種子就能迅速萌發。

關鍵詞NaCl;Na2CO3;肥披堿草;種子萌發;影響

中圖分類號S131+.2;S543+.9.041文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)21-0276-02

在我國日益擴大的內陸鹽堿地中,除了富含NaCl的鹽漬土外,很大一部分就是以Na2CO3為主的蘇打鹽堿土[1],它們影響植物的生長,決定植物的分布[2]。關于鹽脅迫對植物種子萌發的影響,國內外不少學者進行了大量研究,但大多數的研究集中在以NaCl為主的單純中性鹽方面,而對堿性鹽造成的危害涉及不多,僅在一些鹽生牧草和黃瓜上有所研究[3]。因此,研究植物在蘇打鹽堿土的耐鹽機理以及如何提高植物的耐鹽性,增加在鹽脅迫下農作物的產量具有重要的意義。肥披堿草具有耐旱、抗寒、抗風沙及一定的耐鹽堿能力,對土壤的適應性廣,較適宜于在輕度及中度鹽漬化的土壤上栽培[4-7],是很有前途的優良牧草。筆者以肥披堿草(Elymus dahuricus Turcz)為對象,研究NaCl 和Na2CO3脅迫對其種子萌發的影響,為其在鹽堿地的引種提供理論依據。

1材料與方法

供試材料為肥披堿草種子,采自大慶。將精選飽滿、大小均勻的種子,用5%的NaClO溶液消毒10min,用蒸餾水清洗干凈后用吸水紙擦干表面水分。將培養皿洗干凈晾干后,做好標記,加入定量的溶液:鹽脅迫(NaCl)處理濃度分別為100mmoL/L、200mmoL/L、400mmoL/L,pH值分別為7.36、7.28和7.10;堿脅迫(Na2CO3)處理濃度分別為50 mmoL/L、100mmoL/L、200mmoL/L,pH值分別為11.50、11.59和11.71,每只培養皿放入30粒種子,加入約4mL處理液。每處理3個重復,共21只培養皿,置于25℃恒溫培養箱中培養。每天用相應的處理液沖洗以保證培養皿內的濃度不變,培養7d,中間更換1次濾紙,7d后,將經過處理后未萌發的種子轉入去離子水中進行恢復,恢復5d。萌發率、發芽指數、活力指數、發芽勢、恢復率按以下公式計算[8]。

發芽率(Gr)=n/N×100%(n為發芽數,N為種子數)

發芽指數(Gi)=∑Gi/Dt(Gt為第t天的發芽增值數,Dt為相應的天數)

活力指數(Vi)=S×∑Gt/Dt(S為幼苗生長勢,即胚根平均鮮重)

種子發芽勢(Gp)=最高峰時種子發芽粒數/供檢種子粒數×100%

萌發恢復率=覆水后種子的萌發數/覆水時未萌發的種子總數×100%

2結果與分析

2.1不同處理對各組種子萌發的影響

2.1.1種子萌發率。從圖1可以看出,低Na+濃度時,NaCl處理下的肥披堿草種子萌發率高于Na2CO3,而高Na+濃度時Na2CO3處理下的肥披堿草種子萌發率高于NaCl;就同種溶液而言,肥披堿草種子的萌發率隨處理液濃度的升高而降低,說明鹽堿對種子的萌發有顯著的抑制作用。

2.1.2種子發芽指數。在多種情況下,種子在適宜條件下的發芽率并不能代表種子在田間的出苗率,在發芽率沒有顯著差異的情況下,可以用發芽指數來測定種子活力的差異。發芽指數反映了種子萌發的速度,發芽指數大表明發芽速度快。由圖2可知,隨著NaCl和Na2CO3濃度的增高,發芽指數降低,并且NaCl和Na2CO3對肥披堿草種子發芽指數的影響不同,Na+濃度為100mmoL/L時,NaCl溶液中肥披堿草種子的發芽指數為7.75,略高于Na2CO3溶液中的7.30;而當Na+濃度為200mmoL/L和400mmoL/L時,NaCl溶液中肥披堿草種子的發芽指數分別為1.90、0.90則分別低于Na2CO3溶液中的6.10、1.75,說明在高Na+ 濃度下Na2CO3溶液中肥披堿草種子的發芽速度快。

2.1.3種子活力指數。活力指數不僅反映了種子萌發時的速度,還可以反映種子萌發的質量。活力指數大表明發芽快且長勢好。由圖3可以看出,NaCl和Na2CO3對肥披堿草種子活力指數的抑制作用非常顯著,隨著鹽溶液濃度的升高,活力指數顯著降低。低Na+濃度時NaCl處理下的肥披堿草種子的活力指數高于Na2CO3,而高Na+濃度時 Na2CO3處理下肥披堿草種子的活力指數高于NaCl。

2.1.4種子發芽勢。種子發芽勢決定著出苗的整齊程度,發芽勢高,出苗整齊,幼苗生長一致,反之,幼苗參差不齊。由圖4可知,就同種溶液而言,隨著NaCl和Na2CO3溶液濃度的升高,發芽勢依次降低。而且NaCl和Na2CO3 對肥披堿草種子發芽勢的影響不同,低Na+濃度下,NaCl溶液中種子的發芽勢為51.10%要高于Na2CO3溶液中的35.53%,而高Na+濃度下,NaCl溶液中種子的發芽勢6.67%低于Na2CO3溶液中的30.10%。

2.2不同處理下的恢復率

由圖5可知,恢復萌發率隨原處理液濃度的升高而增大,100mmoL/L、200mmoL/L、400mmoL/L的NaCl溶液處理的恢復率依次為20.73%、66.20%、76.70%,效果非常明顯。但Na2CO3溶液處理的效果不是很顯著,尤其是50mmoL/L和100mmoL/L的Na2CO3溶液處理,其種子的恢復率分別是18.10%和14.13%。由此可見,肥披堿草的萌發潛力是很強的,它能在較低的鹽堿濃度下迅速萌發;當濃度較高時,它就停止萌發,并通過一定的生理機制來緩解毒害效應,以適應鹽堿脅迫的生長環境;當遇到適宜的環境條件時,受鹽堿害的肥披堿草能迅速萌發。

3結論與討論

中性鹽和堿性鹽對植物的脅迫作用是不同的,相同Na+濃度條件下,高pH值的影響是主要的,Na+毒害是次要的。該研究的結果表明,對于肥披堿草種子萌發而言,不僅中性鹽和堿性鹽的脅迫作用不同,而且無論是從累計發芽率角度,還是從活力指數角度考慮,鹽的脅迫作用低濃度時NaCl大于Na2CO3,高濃度時NaCl小于Na2CO3。鹽堿對肥披堿草種子的萌發具有明顯的抑制作用,種子萌發率與鹽堿濃度之間呈顯著的負相關。鹽堿脅迫對鹽生植物種子萌發的抑制作用不僅表現在降低種子的萌發率,而且還推遲了種子的初始萌發時間。不同種類的鹽堿處理對肥披堿草種子的萌發具有不同的影響,盡管它們就整個萌發過程來看具有相同的趨勢。鹽堿脅迫下的種子仍具有較高的萌發潛力,并且其萌發潛力隨著處理鹽堿濃度的升高而降低,但覆水后種子的萌發恢復率與處理鹽濃度之間呈顯著正相關[9]。

種子萌發恢復試驗說明鹽堿處理(特別是高濃度鹽堿)下種子的低萌發率主要是因為鹽脅迫下的滲透效應,高濃度的鹽抑制了種子萌發過程的水分吸收,濱藜(Atriplex halimum)、二色補血草(Limonium bicolor)等鹽生植物也有類似的報道。試驗表明,肥披堿草種子的萌發能耐受一定濃度的鹽脅迫,但在試驗中得出的種子萌發鹽堿耐受能力并不能完全等同于種子真實的萌發鹽堿脅迫耐受能力,在自然條件多種因素的綜合影響下,種子萌發鹽堿耐受能力要比在實驗室得出的結果高得多,甚至有可能高出幾倍,所以從種子萌發角度來說,肥披堿草在鹽堿地的引種可行。

4參考文獻

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