Na2CO3脅迫條件對(duì)紫花苜蓿種子萌發(fā)的影響

李生軍

鹽堿是作物和牧草生產(chǎn)的大害，每時(shí)每刻在侵吞農(nóng)田，侵吞人類賴依生存的環(huán)境，世界約有9600萬(wàn)hm2鹽堿地，我國(guó)有鹽堿地670萬(wàn)hm2，約占全國(guó)耕地面積的7%左右。有些地區(qū)土壤鹽化、堿化嚴(yán)重，農(nóng)作物產(chǎn)量很低；有些地區(qū)鹽堿化十分嚴(yán)重，土地幾乎不能利用。鹽堿土通常能夠抑制植物的發(fā)育，對(duì)植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生負(fù)作用影響。紫花苜蓿是多年生豆科牧草，不僅產(chǎn)草量高、草質(zhì)優(yōu)良，而且富含粗蛋白質(zhì)維生素和無(wú)機(jī)鹽。由于其適應(yīng)性廣、產(chǎn)量高、品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，素有“牧草之王”之美稱。苜蓿生長(zhǎng)發(fā)育的狀況受到土壤基質(zhì)的直接影響，但是土地是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的生境，改變其理化性質(zhì)受到巨大經(jīng)濟(jì)成本的限制。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為“青大1號(hào)”紫花苜蓿新品系，分析純Na2CO3溶液。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用培養(yǎng)皿濾紙上發(fā)芽法，在直徑9cm的培養(yǎng)皿內(nèi)鋪雙層濾紙，用移液管吸取10ml不同濃度的Na2CO3溶液于培養(yǎng)皿中，選取均一飽滿“青大1號(hào)”紫花苜蓿種子均勻放置培養(yǎng)皿中，每個(gè)培養(yǎng)皿100粒，各處理重復(fù)3次，將培養(yǎng)皿放置于25℃／20℃，12h／12h的變溫光照培養(yǎng)箱中，每天用稱重法補(bǔ)充損失的水分以保持一定的鹽濃度及濕度。每天記錄正常發(fā)芽的種子個(gè)數(shù)以測(cè)定發(fā)芽率和發(fā)芽指標(biāo)，萌發(fā)以胚根長(zhǎng)達(dá)到種子長(zhǎng)度一半為標(biāo)準(zhǔn)。在發(fā)芽實(shí)驗(yàn)的最后ld統(tǒng)計(jì)發(fā)芽個(gè)數(shù)，每皿隨機(jī)測(cè)量10個(gè)幼苗的胚芽長(zhǎng)和胚根長(zhǎng)，精確到0.01cm。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

發(fā)芽開始每天觀察、記錄發(fā)芽數(shù)，統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)。按國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程規(guī)定紫花苜蓿發(fā)芽天數(shù)為10d。發(fā)芽結(jié)束第10天隨機(jī)選取10粒出芽種子測(cè)定胚芽長(zhǎng)度、胚根長(zhǎng)度。各指標(biāo)計(jì)算公式：發(fā)芽率（%）=（第10天全部發(fā)芽的種子數(shù)／供試種子數(shù)）×100%；發(fā)芽勢(shì)（%）=n/N×100%式中，n為規(guī)定3天內(nèi)的發(fā)芽種子數(shù)，N為種子總數(shù)100；發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑（Gt／Dt）式中，Gt為第t天種子發(fā)芽數(shù)，Dt為對(duì)應(yīng)的種子發(fā)芽的天數(shù)；活力指數(shù)（VI）=GI×S式中，S為全長(zhǎng)，單位cm；根芽比=胚根長(zhǎng)/胚芽長(zhǎng)。

2 結(jié)果與分析

不同濃度的Na2CO3對(duì)紫花苜蓿種子發(fā)芽率的影響：當(dāng)Na2CO3≤15mmol/L時(shí)其對(duì)紫花苜蓿種子發(fā)芽率的影響不明顯，當(dāng)Na2CO3≥15mmol/L對(duì)紫花苜蓿種子的萌發(fā)影響明顯加強(qiáng)，當(dāng)Na2CO3≥35mmol/L時(shí)紫花苜蓿種子不能萌發(fā)；不同濃度的Na2CO3“對(duì)青大1號(hào)”紫花苜蓿種子發(fā)芽指標(biāo)的影響：在Na2CO3溶液中，紫花苜蓿種子的發(fā)芽勢(shì)在對(duì)照、5、10、15mmol/L處相差不大，溶液濃度大于15mmol/L以后種子的發(fā)芽勢(shì)顯著下降，當(dāng)濃度超過(guò)30mmol/L時(shí)發(fā)芽勢(shì)基本為0。

2.1 不同濃度Na2CO3對(duì)“青大1號(hào)”紫花苜蓿種子活力指數(shù)、發(fā)芽指數(shù)的影響

濃度（mmol/L），對(duì)照，活力指數(shù)298.14，發(fā)芽指數(shù)39.25；濃度（mmol/L）5，活力指數(shù)263.68，發(fā)芽指數(shù)38.22；濃度（mmol/L）10，活力指數(shù)182.03，發(fā)芽指數(shù)40.47；濃度（mmol/L）15，活力指數(shù)105.61，發(fā)芽指數(shù)31.33；濃度（mmol/L）20，活力指數(shù)34.1，發(fā)芽指數(shù)18.53；濃度（mmol/L）25，活力指數(shù)——，發(fā)芽指數(shù)5.52；濃度（mmol/L）30，活力指數(shù)——，發(fā)芽指數(shù)2.06。

從上述數(shù)據(jù)對(duì)比中可以看出，苜蓿種子在濃度大于30mmol／L的Na2CO3溶液中發(fā)芽指數(shù)極小，甚至25mmol／L的溶液中，發(fā)芽10天后，種子已經(jīng)腐爛，喪失活力。在Na2CO3溶液中，種子的發(fā)芽指數(shù)在對(duì)照、5、10mmol／L處理間相差不大，當(dāng)堿濃度達(dá)到15mmoL／L時(shí)，種子發(fā)芽指數(shù)顯著下降；種子的活力指數(shù)隨堿濃度的升高顯著下降。

2.2 不同濃度Na2CO3溶液對(duì)“青大1號(hào)”紫花苜蓿種子胚根、胚芽的影響

濃度（mmol/L），對(duì)照，胚根長(zhǎng)（mm）52.28，胚芽長(zhǎng)（mm）23.68，胚根/胚芽2.21；濃度（mmol/L）5，胚根長(zhǎng)（mm）42.56，胚芽長(zhǎng)（mm）26.43，胚根/胚芽1.61；濃度（mmol/L）10，胚根長(zhǎng)（mm）23.03，胚芽長(zhǎng)（mm）21.95，胚根/胚芽1.05；濃度（mmol/L）15，胚根長(zhǎng)（mm）15.48，胚芽長(zhǎng)（mm）18.23，胚根/胚芽0.85；濃度（mmol/L）20，胚根長(zhǎng)（mm）8.01，胚芽長(zhǎng)（mm）10.39，胚根/胚芽0.77；濃度（mmol/L）25，胚根長(zhǎng)（mm）——，胚芽長(zhǎng)（mm）——，胚根/胚芽——；濃度（mmol/L）30，胚根長(zhǎng)（mm）——，胚芽長(zhǎng)（mm）——，胚根/胚芽——。

從以上數(shù)據(jù)中可以看到，在Na2CO3溶液0到10mmol／L的范圍內(nèi)胚芽的長(zhǎng)度雖然有所變化，但總的來(lái)說(shuō)變化幅度不顯著（不到5mm）；胚根的長(zhǎng)度隨著堿的濃度的升高明顯變短，根芽比變化顯著。由此可以看出Na2CO3對(duì)根的抑制作用要大于其對(duì)胚芽的抑制作用。

3 討論

由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，低濃度的堿對(duì)紫花苜蓿的種子的萌發(fā)影響不是很明顯，當(dāng)濃度超過(guò)一定的界限時(shí)，紫花苜蓿種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、活力指數(shù)、發(fā)芽指數(shù)等隨堿濃度的增加呈顯著下降的趨勢(shì)，這與景艷霞等對(duì)苜蓿種子采用Na2CO3處理得出的結(jié)論相一致。與利用Na2CO3處理野大麥等5種牧草種子、以及利用Na2CO3處理星星草種子試驗(yàn)得出的低濃度對(duì)種子萌發(fā)有增效效應(yīng)的結(jié)論不一致，這可能是因?yàn)椴牧媳旧淼幕蛘呤窃囼?yàn)的條件等原因所造成的。

結(jié)果表明，在Na2CO3溶液0～10mmol／L的范圍內(nèi)胚芽的長(zhǎng)度雖然有所變化，但總的說(shuō)變化幅度不顯著（不到5mm）；胚根的長(zhǎng)度隨著堿的濃度的升高明顯變短，根芽比變化顯著。由此可以看出Na2CO3對(duì)根的抑制作用要大于其對(duì)胚芽的抑制作用，也就是說(shuō)堿對(duì)紫花苜蓿的毒害作用主要是通過(guò)抑制胚根的生長(zhǎng)來(lái)影響其萌發(fā)。這與黃立華等高冰草種子上的研究中得到的中性鹽NaCL脅迫：胚根＜胚芽，堿性鹽脅迫NaHCO3和Na2CO3脅迫：胚根＞胚芽結(jié)論一致。