鹽脅迫下不同化學(xué)處理對紫花苜蓿種子萌發(fā)的影響

蔡鋒隆 張建斌 李哲虎 洪中山

摘 要：為提高紫花苜蓿在鹽脅迫下的萌發(fā)率，采用13種化學(xué)方式對紫花苜蓿種子進行處理，以清水處理為對照，研究各處理紫花苜蓿種子在鹽脅迫下的發(fā)芽勢、發(fā)芽率及幼苗根長差異。結(jié)果表明，與對照相比較，13個化學(xué)處理均可在一定程度上提高紫花苜蓿種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和根長，其中，經(jīng)過飽和氫氧化鈣浸泡15 min后的紫花苜蓿種子在鹽脅迫下萌發(fā)效果最好，其發(fā)芽率和發(fā)芽勢分別為62.67%和56.67%，較對照分別提高57.34和53.00個百分點，根長為0.79 cm，是對照的7.9倍。

關(guān)鍵詞：紫花苜蓿；種子萌發(fā)；鹽脅迫

中圖分類號：S963.22+3.3 文獻標(biāo)志碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.12.002

Abstract： The experiment was conducted to increase the seed germination rate of Medicago sativa L. under salt stress， 13 chemical treatments were set， and the distilled water treatment was as control， the germination energy， germination rate and seedling root length under salt stress were measured. The results showed that compared with the control， 13 chemical treatments improved the seeds germination rate， germination energy and root length of M. sativa. Among the 13 chemical treatments， the seeds soaking in saturated calcium hydroxide for 15 min had the best germination effects under salt stress， the germination rate and germination energy were 62.67% and 56.67%， which were increased by 57.34 and 53.00 percentages comparing with the control， respectively， and the root lengh was 0.79 cm that was 7.9 times of the control.

Key words：Medicago sativa L.； seed germination； salt stress

紫花苜蓿（Medicago sativa L.）是豆科類苜蓿屬多年生優(yōu)質(zhì)豆科牧草，也是改良土壤、保持水土的重要豆科植物，有著“牧草之王”的美稱[1]。隨著畜牧業(yè)尤其是奶業(yè)的發(fā)展，天津地區(qū)苜蓿種植面積不斷擴大。有研究指出，紫花苜蓿種子種皮具有一層較厚的角質(zhì)層，不具透水性、透氣性，且對胚存在機械阻礙作用，導(dǎo)致其種子不易吸水萌發(fā)，極大地降低了種子的發(fā)芽率[2]。同時，天津地區(qū)鹽漬土面積大，含鹽量高，亦在一定程度上限制了紫花苜蓿的種植[3-4]。因此，深入挖掘打破紫花苜蓿種子硬實的方法，提高其在鹽漬土中的發(fā)芽率，對于紫花苜蓿在天津地區(qū)的推廣種植具有重要意義。

有關(guān)種子發(fā)芽率低的問題，國內(nèi)外研究學(xué)者提出一系列提高種子發(fā)芽率的方法[2，5-7]，如機械去皮法、熱水浸泡法、濃硫酸浸種法、堿處理法和激素浸種法等，但其效果因品種不同或其他條件的不同而存在差異。植物耐鹽性與其本身基因遺傳因素及個體的發(fā)育階段有關(guān)，種子能夠在鹽脅迫下萌發(fā)和生長，是植株在鹽漬土上成功定植的基礎(chǔ)[8]。有關(guān)鹽堿脅迫對苜蓿種子萌發(fā)影響的研究較多，藺吉祥等[9]以中性鹽和堿性鹽脅迫紫花苜蓿種子發(fā)芽研究發(fā)現(xiàn)低濃度脅迫對種子有一定的促進作用；逯亞玲等[10]以外源水楊酸對氯化鈉脅迫紫花苜蓿發(fā)現(xiàn)其能提高紫花苜蓿的耐鹽性；陳小芳等[8]發(fā)現(xiàn)NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.2%是苜蓿耐鹽性的轉(zhuǎn)折點。

本試驗通過不同種類酸、堿和有機溶劑對紫花苜蓿種子進行處理，并在鹽脅迫條件下開展萌發(fā)試驗，旨在篩選鹽脅迫條件下提高紫花苜蓿種子萌發(fā)的方法，為鹽堿地區(qū)紫花苜蓿栽培提供參考。

1 材料和方法

1.1 材 料

試驗用紫花苜蓿品種為中苜1號，其千粒質(zhì)量為1.894 7 g。

1.2 方 法

試驗于2018年5月在天津農(nóng)學(xué)院動物營養(yǎng)實驗室進行。選取均一且飽滿的紫花苜蓿種子，經(jīng)0.2%高錳酸鉀溶液消毒5 min，然后用蒸餾水沖洗干凈。

試驗設(shè)置13個化學(xué)處理，包括4個酸處理、4個堿處理和5個有機溶劑處理，以清水處理為對照（CK）。其中，酸處理組：10%硫酸、10%硝酸、10%鹽酸和10%冰乙酸，浸泡25 min；堿處理組：10%氫氧化鈉、10%氫氧化鉀、飽和氫氧化鈣、10%氨水，浸泡15 min；有機溶劑處理組：無水甲醇、無水乙醇、戊醇、丙酮和30%氯化膽堿，浸泡10 min；對照用蒸餾水浸泡10 min。紫花苜蓿種子浸泡后，用蒸餾水沖洗干凈后，再用37 ℃蒸餾水浸泡12 h，催芽，備用。

每個處理數(shù)100粒種子至鋪有2層濾紙的潔凈培養(yǎng)皿（90 mm）中，萌發(fā)實驗設(shè)置鹽處理和對照，分別滴加等量的0.6%的NaCl溶液和等量的蒸餾水，每個處理3個重復(fù)，總計84個樣品。將樣品置于培養(yǎng)箱中，設(shè)定溫度為（25.0±0.2）℃，24 h連續(xù)光照。每天觀察時添加相應(yīng)的溶液，保持濾紙濕潤。以種子露白為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，于第4天和第7天統(tǒng)計種子發(fā)芽數(shù)；在種子發(fā)芽第7天時，用游標(biāo)卡尺測定和記錄培養(yǎng)皿中把所有的發(fā)芽植株根長，并計算各處理平均值。

參照《國際種子發(fā)芽規(guī)程GB/T 2930.4—2001》計算各項指標(biāo)。

發(fā)芽勢=×100%（1）

發(fā)芽勢=×100% （2）

相對發(fā)芽勢=×100% （3）

相對發(fā)芽率=×100%（4）

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗所有測定結(jié)果均采用SPSS 19.0進行單因素方差分析（ANOVA），采用Duncan法進行多重比較，利用GraphPad Prism 5制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對紫花苜蓿種子萌發(fā)的影響

由圖1可知，0.6%NaCl脅迫下，經(jīng)過處理的紫花苜蓿種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率均高于對照組，其中，10%硫酸、10%硝酸、10%冰乙酸、無水甲醇、無水乙醇和戊醇處理組發(fā)芽勢和發(fā)芽率與對照差異均不顯著（P>0.05），10%鹽酸發(fā)芽率顯著高于對照但發(fā)芽勢與對照無顯著差異（P>0.05），10%氫氧化鈉、10%氫氧化鉀、飽和氯化鈣、10%氨水、丙酮和30%氯化膽堿處理發(fā)芽勢和發(fā)芽率均顯著高于對照（P<0.05）；各處理中以飽和氫氧化鈣處理發(fā)芽勢和發(fā)芽率最高，分別較對照提高了57.34和53.00個百分點，然后依次是丙酮、30%氯化膽堿、10%氫氧化鉀處理，三者與飽和氫氧化鈣處理差異均未達顯著水平（P>0.05）。綜合說明，各處理均有助于提高紫花苜蓿種子在鹽脅迫下的發(fā)芽率和發(fā)芽勢，其中以飽和氫氧化鈣處理效果最好。

相對發(fā)芽勢可以更直觀地描述不同處理與對照之間的發(fā)芽狀況。由圖2可知，經(jīng)過處理的紫花苜蓿種子的相對發(fā)芽勢和相對發(fā)芽率均高于對照組，其中，10%硫酸、10%鹽酸、10%冰乙酸、無水乙醇和戊醇相對發(fā)芽率和相對發(fā)芽勢與對照組差異不顯著（P>0.05），10%硝酸、10%氫氧化鈉、10%氫氧化鉀、飽和氫氧化鈣、10%氨水、無水甲醇、丙酮和30%氯化膽堿相對發(fā)芽率和相對發(fā)芽勢顯著高于對照組（P<0.05）；各處理中以飽和氫氧化鈣處理組相對發(fā)芽勢和相對發(fā)芽率最高，分別較對照組提高了19.73和15.17個百分點，然后是丙酮和30%氯化膽堿，二者與飽和氫氧化鈣處理差異均未達顯著水平（P>0.05）。

2.2 不同處理種子幼苗根長的影響

由表1可知，0.6%NaCl脅迫下，經(jīng)過處理的紫花苜蓿幼苗根長均高于對照組，其中，10%硫酸、10%鹽酸、10%冰乙酸與對照組均不顯著（P>0.05），10%硝酸、10%氫氧化鈉、10%氫氧化鉀、飽和氫氧化鈣、10%氨水、無水甲醇、無水乙醇、戊醇、丙酮和30%氯化膽堿處理均顯著高于對照處理（P<0.05）；各處理中以飽和氫氧化鈣處理的根長最長，是對照組的7.9倍，顯著高于其他處理（P<0.05），然后依次是10%氫氧化鈉、丙酮、30%氯化膽堿、無水甲醇、戊醇、無水乙醇、10%硝酸、10%氨水和10%氫氧化鉀處理，后八者間差異未達顯著水平（P>0.05）。綜合說明，各處理均有助于增加紫花苜蓿根長，在一定程度上提高其耐鹽性，其中以飽和氫氧化鈣處理效果最好。

3 結(jié)論與討論

植物的種子耐鹽能力在逆境脅迫下可分為萌動前和萌動后的2個階段來評價，在萌動前期對種子進行抗性評價，主要依據(jù)發(fā)芽率和相對發(fā)芽率等指標(biāo)，而在萌動后期通過對種子根長等與生長發(fā)育有關(guān)的形態(tài)指標(biāo)來判斷種子的抗逆能力[11-13]。本試驗中，通過不同種類酸、堿和有機溶劑對紫花苜蓿種子進行處理后，紫花苜蓿種子在鹽脅迫下的發(fā)芽勢、相對發(fā)芽勢、發(fā)芽率、相對發(fā)芽率和根長均有所提高，說明各處理均在一定程度上提高了紫花苜蓿種子耐鹽性，其中以飽和氫氧化鈣處理效果最好，其萌發(fā)指標(biāo)顯著優(yōu)于對照組，其根長指標(biāo)顯著高于對照組和其他處理組。

由于本試驗僅進行了種子萌發(fā)試驗，可為鹽堿地區(qū)紫花苜蓿種子種植前的處理方法篩選提供參考，有關(guān)各處理紫花苜蓿幼苗根系、幼苗形態(tài)、幼苗的生理生化及其對營養(yǎng)元素的吸收和光合作用的生理機制仍有待進一步研究。

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