NaCl脅迫對甜瓜種子發芽特性的影響

沈慶榮

摘 要：以甜瓜種子作為試驗材料，研究在不同濃度NaCl溶液（0mmol/L、50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L、200mmol/L、250mmol/L）脅迫下甜瓜種子的發芽勢、相對發芽率、相對萌發活力指數、萌發幼苗的葉綠素含量及根系活力等相關指標的影響。試驗結果表明：甜瓜種子在NaCl 溶液濃度≤50mmol/L時，發芽勢、相對萌發活力指數、葉綠素含量等各指標與對照相比較差異不顯著；隨著濃度升高，發芽勢、相對萌發活力、葉綠素等指標迅速降低。當NaCl溶液濃度達到200mmol/L時，發芽勢等均降為0。由此可見，甜瓜對較低濃度NaCl脅迫有一定耐受性，而高濃度的NaCl脅迫對其有較強的抑制作用，且隨著NaCl脅迫的增強，抑制作用增強。

關鍵詞：NaCl脅迫；甜瓜；發芽特性

中圖分類號 S652 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）06-19-04

Effect of NaCl Stress on the Germination Characteristics of Muskmelon

Shen Qingrong

（Agro-Tech Extension Center of Fengyang County，Fengyang 233100，China）

Abstract：With muskmelon seeds as the test materials，their germination energy and relative germination rate，relative germination vigor index and germination of the seedlings chlorophyll content and root activity and other related indicators were studied in different concentration of NaCl solution（0mmol/L，50mmol/L，100mmol/L，150mmol/L，200mmol/L，250mmol/L）stress. Experimental results showed that when the index of Muskmelon seeds in NaCl concentration was less than or equal to 50mmol/L，the difference between the germination potential，germination，chlorophyll content of disposing and contrast was not significant. With the increase of concentration，the germination potential，relative germination vigor，chlorophyll and other indicators decreased rapidly. When the concentration of NaCl reached 200mmol/l，germination potential and others were equal to zero. Therefore，muskmelon had some tolerance on lower NaCl stress，and higher NaCl stress had stronger inhibition on it，and with the enhancement of NaCl stress，the effect was enhanced.

Key words：NaCl stress；Muskmelon；Germination characteristics

我國鹽漬化的土壤面積約有0.27億hm2，土壤鹽漬化是目前世界農業所面臨的重要問題之一。近年來，隨著農用溫室、大棚生產蔬菜的不斷發展，設施內土壤鹽漬化及次生鹽漬化的程度逐步加重，致使瓜果、蔬菜產量及品質逐年下降，這已成為設施瓜果、蔬菜栽培中普遍存在的難題[1]。早在1983年我國張振武就報道了關于沈陽郊區保護地土壤的鹽漬化問題，隨后又有大量的學者研究關于鹽脅迫對蔬菜的影響[2-3]，均認為土壤鹽漬化是設施瓜果、蔬菜生產的重要限制因子，而且嚴重影響了蔬菜的產量和品質。

甜瓜（Cucumis melo L.）屬于葫蘆科蔓性植物，是世界10大水果之一，為夏季消暑珍品，深受人們喜愛[4]。近年來，隨著生活水平的不斷提高和對健康食品關注的增強，人們對食品消費方式和消費結構日趨多元化，促使瓜果、甜瓜的消費量越來越大，種植面積也隨之逐年增加。目前，對于甜瓜的研究多集中在營養液培養及保鮮技術方面，但關于NaCl脅迫對甜瓜種子萌發的研究報道較少。為此，本試驗擬探討不同濃度的NaCl脅迫對甜瓜種子發芽特性的影響，旨在為甜瓜生產提供理論依據和技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 “日本甜寶”甜瓜種子，購自安徽省安生種子有限責任公司。

1.2 試驗設計 挑選大小一致，飽滿，較為健壯的甜瓜種子，經1%的K2MnO4溶液消毒15min后，將浸泡種子取出，用濾紙吸干水分，置于不同濃度（50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L、200mmol/L、250mmol/L）的50mL NaCl溶液中于25℃下浸泡約8h。隨后每處理隨機選取300粒種子，3次重復，置于12cm×12cm，且底部鋪有雙層濾紙的發芽盒中，分別滴加5mL應濃度的NaCl溶液，以將濾紙濕潤但沒有水流下為準，蒸餾水處理為對照。然后將發芽盒置于26℃的生化培養箱中進行催芽處理。以種子胚根突破種皮約0.20cm為標準，于每天7：00、19：00統計各個發芽盒中種子發芽數，同時每天用稱重法補充損耗的水分，以保持NaCl鹽溶液的濃度不變。待對照有75%種子出芽時，將發芽盒置于光周期為12h，晝/夜溫度為26℃/16℃，光照強度為4 000lx的光照培養箱中。于處理第7d時，測定每個處理發芽種子的根系活力、葉綠素含量、主根長、下胚軸長及側根數量等指標。

1.3 測定方法

1.3.1 發芽勢、發芽率、發芽指數等的測定 各項發芽指標的測定按以下公式[5-6]進行計算，并且依據實際情況加以改動。

發芽勢（%）=前3d發芽種子數/種子總數×100；

發芽率（%）=前7d內發芽種子數種子總數×100；

相對發芽率（%）=不同NaCl溶液處理下的發芽率/對照發芽率×100；

發芽指數（GI）=∑（Gt/Dt）；

相對發芽指數（%）=不同NaCl溶液處理下的發芽指數/對照發芽指數×100；

萌發活力指數=GI×幼苗的平均長度；

相對萌發活力指數（%）=NaCl處理萌發活力指數/對照萌發活力指數×100；

相對傷害率（%）=（對照發芽粒數-各組NaCl處理發芽粒數）/對照發芽粒數×100；

其中，Gt指甜瓜種子的發芽天數，Dt指發芽天數內總的發芽數，長度單位：cm。

1.3.2 葉綠素和根系活的測定 葉綠素采用丙酮萃取法測定，根系活力采用TTC法測定[7]。

1.4 數據分析 采用Microsoft Excel2003和Origin7.5軟件對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 NaCl脅迫對甜瓜種子發芽勢的影響 不同濃度的NaCl對甜瓜種子發芽勢的影響如圖1所示。由圖1可知，50mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜種子發芽勢與對照差異不大，說明低濃度NaCl溶液可促進甜瓜種子的發芽；之后，隨著NaCl濃度的提高，其發芽勢迅速降低，至濃度為200時，已無種子發芽，說明高濃度明顯抑制其發芽。

<＼＼Pc10＼工作盤 （E）＼姜秀紅＼雜志＼安徽農學通報雜志＼2016-6農學通報內文＼9280-1.eps>[NaCl濃度（mmol/L）][發芽勢（%）]

圖1 不同濃度NaCl對甜瓜發芽勢的影響

2.2 NaCl脅迫對甜瓜種子相對發芽率的影響 不同濃度的NaCl對甜瓜種子相對發芽率的影響如圖2所示。由圖2可知，50mmol/L、100mmol/L、200mmol/L、250mmol/L的NaCl脅迫對甜瓜種子的發芽有一定的影響，但隨著時間的增長，甜瓜種子的相對發芽率總體呈現出上升趨勢。在處理7d后50mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜種子的相對發芽率達到95.48%，而100mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜種子的相對發芽率僅有56.11%。由此得出，100mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜種子的相對發芽率顯著低于50mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜種子的相對發芽率，說明甜瓜種子可以耐受50mmol/L的NaCl脅迫。

[相對發芽率（%）]<＼＼Pc10＼工作盤 （E）＼姜秀紅＼雜志＼安徽農學通報雜志＼2016-6農學通報內文＼9280-2.eps>[處理天數（d）]

圖2 不同濃度NaCl對甜瓜種子相對發芽率的影響

2.3 NaCl脅迫對甜瓜種子相對發芽指數、相對萌發活力指數的影響

表1 不同濃度NaCl對甜瓜相對發芽指數、相對萌發活力指數的影響

[50（mmol/L）＼&100（mmol/L）＼&150（mmol/L）＼&200（mmol/L）＼&250（mmol/L）＼&RGI＼&RGVI＼&RGI＼&RGVI＼&RGI＼&RGVI＼&RGI＼&RGVI＼&RGI＼&RGVI＼&98.01±4.46＼&98.01±4.46＼&33.06±6.38＼&15.88±3.06＼&5.99

±1.86＼&2.78

±0.86＼&0.98

±1.18＼&0±0＼&0.74

±0.73＼&0±0＼&]

不同濃度的NaCl對甜瓜種子發芽指數、相對萌發活力指數的影響如表1所示。由表1可知，甜瓜種子能耐受50mmol/L的NaCl脅迫，在此環境下甜瓜種子不僅能夠發芽，并且生長速度及生長狀況表現良好。隨著NaCl濃度的升高，甜瓜種子相對發芽指數、相對萌發活力指數都迅速下降，達到250mmol/L時，相對萌發活力指數降為0，說明高濃度的NaCl脅迫對甜瓜種子發芽的影響極其顯著。

2.4 NaCl脅迫對甜瓜幼苗主根長度、下胚軸長度及側根數的影響 不同濃度的NaCl對甜瓜幼苗主根長度、下胚軸長度及側根數的影響如圖3、圖4所示。由圖3、4可知，隨著NaCl濃度的升高，甜瓜幼苗主根的長度逐漸減短，且當NaCl濃度達到200mmol/L時，不僅發芽受到影響，而且主根并未長出來，則主根長度為零。側根數則隨著NaCl濃度的不斷升高呈現出先升高后減小的變化趨勢，但其總體的增長和減小幅度不大；同樣在NaCl溶液達到250mmol/L時主根并未長出，側根數則為零。50mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜幼苗的下胚軸長度與對照相比相差較小，但在100mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜幼苗的下胚軸長度顯著減小，可見在100mmol/L的NaCl脅迫對甜瓜幼苗的下胚軸伸長有較大的影響。

[NaCl濃度（mmol/L）]<＼＼Pc10＼工作盤 （E）＼姜秀紅＼雜志＼安徽農學通報雜志＼2016-6農學通報內文＼9280-3.eps>[長度（cm）]

圖3 不同濃度NaCl對甜瓜幼苗主根、下胚軸長度的影響

[NaCl濃度（mmol/L）]<＼＼Pc10＼工作盤 （E）＼姜秀紅＼雜志＼安徽農學通報雜志＼2016-6農學通報內文＼9280-4.eps>[側根數（個）]

圖4 不同濃度NaCl對甜瓜幼苗側根數的影響

2.5 NaCl脅迫對甜瓜幼苗葉綠素的影響 不同濃度的NaCl對甜瓜幼苗葉綠素的影響如圖5所示。由圖5可知，50mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜幼苗的葉綠素含量為4.34mg/g·FW，而對照的葉綠素含量僅有2.57mg/g·FW。當NaCl濃度≥50mmol/L時，隨著NaCl濃度的升高葉綠素含量逐漸減少。50mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜幼苗的葉綠素顯著高于對照，50mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜種子相對發芽率與對照相近，而50mmol/L NaCl脅迫下甜瓜幼苗的葉綠素含量高于對照，得出NaCl脅迫對葉綠素有一定的影響。

[NaCl濃度（mmol/L）

]<＼＼Pc10＼工作盤 （E）＼姜秀紅＼雜志＼安徽農學通報雜志＼2016-6農學通報內文＼9280-5.eps>[葉綠素含量（mg/g·FW）]

圖5 不同濃度NaCl對甜瓜幼苗葉綠素的影響

2.6 NaCl脅迫對甜瓜幼苗根系活力的影響 不同濃度的NaCl對甜瓜幼苗根系活力的影響如圖6所示。由圖6可知，在50mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜幼苗的根系活力值為0.67μg/g·FW·h，對照的根系活力值只有0.52μg/g·FW·h，50mmol/L的NaCl脅迫值比對照高出28.85%。可見50mmol/L的NaCl脅迫對甜瓜幼苗根系活力的影響是正相關的，當NaCl溶液的濃度≥50mmol/L時，所測得的甜瓜幼苗根系活力不斷降低。NaCl濃度達到200mmol/L時，只有極少數發芽，但不能測得其根系活力。因此，當NaCl濃度≥200mmol/L時，甜瓜幼苗的根系活力為零。

[根系活力（μg/g·FW·h）]<＼＼Pc10＼工作盤 （E）＼姜秀紅＼雜志＼安徽農學通報雜志＼2016-6農學通報內文＼9280-6.eps>[NaCl濃度（mmol/L）]

圖6 不同濃度NaCl對甜瓜幼苗根系活力的影響

2.7 NaCl脅迫對甜瓜種子相對傷害率的影響 不同濃度的NaCl對甜瓜種子相對傷害率的影響如圖7所示。由圖7可知，50mmol/L的NaCl脅迫下相對傷害率約為4.52%，在250mmol/L NaCl脅迫下傷害率約96.67%，由此得出，250mmol/L NaCl對甜瓜種子的發芽的影響極其顯著，說明250mmol/L NaCl脅迫對甜瓜種子發芽的傷害極大。

[NaCl濃度（mmol/L）]<＼＼Pc10＼工作盤 （E）＼姜秀紅＼雜志＼安徽農學通報雜志＼2016-6農學通報內文＼9280-7.eps>[相對傷害率（%）]

圖7 不同濃度NaCl對甜瓜相對傷害率的影響

3 討論與結論

3.1 討論 植物種子萌發是植物生長的起始，而種子在鹽漬化土壤中的萌發情況及萌發活力，也是決定植物能否在鹽漬化的土壤中正常生長的首要因素[8]。鹽離子對種子發芽的影響主要存在于2個方面：一方面是鹽離子產生的離子效應，另一方面是離子所帶來的滲透效應。在鹽離子濃度較低時，土壤中的離子供給植物自身生長發育所需[9]；當土壤中鹽分濃度升高時，土壤溶（下轉153頁）（上接21頁）液的滲透勢上升，則水勢降低，種子在萌發時吸水困難難以萌發，從而對種子的萌發有影響；當鹽離子濃度上升到一定程度時，將會打破種子體內的離子和水勢平衡引起離子毒害，從而致使種植作物減產[10]。本研究結果表明，較低濃度的NaCl溶液脅迫對甜瓜種子的發芽勢、相對發芽率等沒有顯著影響；隨著NaCl濃度的升高，其對甜瓜種子產生的離子毒害加劇，導致高濃度抑制萌發。本研究還發現：由于高濃度鹽脅迫對甜瓜種子發芽的抑制作用極其顯著，而低濃度鹽脅迫對甜瓜種子發芽的影響不明顯，導致甜瓜種子的相對傷害率隨著鹽濃度的升高呈上升趨勢，這與陳敏等[11]研究結果基本一致。

鹽脅迫會影響植物根系的生長，進而影響根系活力，也影響各種物質的合成。本研究表明，在高濃度的鹽脅迫下，甜瓜種子的主根長度、下胚軸長度及側根數都受到顯著影響，這也與吳以學等[12]的研究相一致。甜瓜幼苗的根系活力，隨著NaCl濃度的不斷升高呈現先升高后下降的趨勢。

鹽脅迫下，植物的葉綠素合成會受到一定影響。在鹽脅迫條件下，葉綠素含量是衡量植物對鹽脅迫耐受性的一個重要指標。鹽脅迫會對植物細胞內的色素系統造成破壞，致使葉綠素含量降低。本研究認為，在不同濃度的NaCl脅迫下，甜瓜幼苗的葉綠素含量呈現出先小幅上升后迅速下降的變化趨勢，尤其在高濃度的NaCl溶液脅迫下，葉綠素含量下降迅速，這與劉會超等[13]的研究結果相似。

3.2 結論 低濃度（50mmol/L）的NaCl溶液可促進甜瓜種子萌發，對甜瓜幼苗根系活力及葉綠素含量影響不大，而高濃度NaCl溶液加劇了對甜瓜種子的離子毒害，因此，甜瓜種子可耐50mmol/L的NaCl脅迫。

參考文獻

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（責編：張長青）