4種鹽脅迫對黑種草種子萌發的影響

楊于軍

(山西太寬河自然保護區管理局，山西 夏縣 043004)

我國鹽堿土問題嚴重，尤其在干旱半干旱地區，鹽漬土總面積高達3.5×107hm2，土壤鹽漬化極大地影響了當地植物的生存和生長。草本植物繁殖方式多樣、管理成本低、栽培養護簡單，在園林中運用豐富，是干旱半干旱地區生態城市建設的重要物種。而選擇適合鹽堿土生長的園林草本植物是解決干旱半干旱地區城市綠化問題的關鍵。植物種子最易受外界環境影響而無法萌發，因此，種子順利萌發是植物在鹽堿地區生存、生長的前提條件。

黑種草(NigelladamascenaL.)又名黑子草，毛茛科黑種草屬，原產于南歐及北非。黑種草枝葉秀麗，花色濃艷，適應性強，有較高的園林開發潛力。國內僅對黑種草的形態解剖、配置及美學價值有研究，關于其生理脅迫方面的研究未見報導。筆者采用NaCl，Na2SO4，MgCl2單鹽溶液和質量比NaCl∶Na2SO4=2∶1的復合鹽溶液對黑種草種子進行鹽脅迫模擬，每種溶液設5個濃度梯度(以蒸餾水為對照)，共計24組處理。旨在為干旱半干旱地區鹽堿地條件下黑種草的栽培和園林應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取大小相等、健康、飽滿的黑種草種子。

1.2 試驗方法

分別配置5個濃度梯度(分別為0.3%，0.6%，0.9%，1.2%，1.5%)的NaCl，Na2SO4，MgCl2和NaCl+Na2SO4(質量比為2∶1)鹽溶液，以蒸餾水為對照(CK)。取72個培養皿，在培養皿內鋪2層濾紙，每個培養皿放50粒經過消毒的種子，并加入不同鹽溶液15 mL，每個處理重復3次。將所有培養皿均置于25 ℃的光照培養箱中培養，每日定時觀察并記錄露白種子數量。試驗過程中及時補充各培養皿對應的鹽溶液，保持濾紙濕潤，直至不再有種子萌發為止。

1.3 指標調查與分析方法

萌發結束后，每處理隨機抽取20株幼苗進行種子胚根長、胚芽長和葉面積的測定。采用圖像掃描法，將植株葉片掃描成圖后導入AutoCAD 2016計算葉面積。發芽率、發芽勢、發芽指數、萌發活力指數和鹽害指數計算公式如下。

發芽率(GR)=n/N×100%，

(1)

發芽勢(GP)=(Kn/N)×100%，

(2)

(3)

萌發活力指數(GNI)=GI×RL，

(4)

鹽害指數(SII)=(Cn-n)/Cn×100%.

(5)

式中：n——脅迫處理發芽種子數，粒；

N——固定值，50；

Kn——第7天的發芽種子數，粒；

Gt——不同天數發芽數，粒；

Dt——相應發芽天數，粒；

RL——幼根的平均長度，mm；

Cn——對照種子發芽數，粒。

采用Excel 2010進行數據處理，采用SPSS 17.0軟件進行方差分析。

2 試驗結果與分析

2.1 鹽脅迫對黑種草種子發芽的影響

NaCl，Na2SO4，MgCl2及NaCl+Na2SO4鹽溶液對黑種草種子發芽的影響見表1.

2.1.1 鹽脅迫對發芽率的影響

0.3%濃度NaCl鹽溶液處理的黑種草種子萌發最早，在第5天露白。0.6%，0.9%，1.2%濃度NaCl鹽溶液處理的種子分別在試驗開始的第6天，第9天，第12天露白。1.5%濃度NaCl鹽溶液處理的黑種草種子無露白。同種鹽溶液濃度下種子的發芽率隨試驗天數的增加而不斷增大。隨著鹽濃度的升高，鹽脅迫表現愈明顯。

0.3%，0.6%濃度Na2SO4鹽溶液處理下的種子均在第6天開始露白，0.9%，1.2%濃度Na2SO4鹽溶液處理的種子分別在第10天和第17天開始露白。當鹽溶液濃度達到最高時種子無萌發。

表1 鹽脅迫對黑種草種子發芽的影響 %

0.3%和0.6%濃度MgCl2鹽溶液處理下，種子萌發時間與Na2SO4鹽一致。MgCl2濃度為0.9%，1.2%時，種子分別在第13天和15天發芽，最高濃度下的種子發芽率為0.0%.隨著鹽溶液濃度升高，鹽脅迫效果越顯著，種子發芽越少。

1.5%濃度的NaCl+Na2SO4復合鹽處理沒有種子萌發。0.3%，0.6%濃度處理下的種子在第6天開始萌發，0.9%和1.2%濃度處理下的種子分別在第10天和第15天開始發芽。在同種鹽溶液濃度處理下，種子的發芽率隨試驗天數的增加而逐步增大。

鹽溶液處理下黑種草種子的發芽率與鹽濃度成反比。0.3%和0.6%濃度下，種子發芽率表現為NaCl鹽脅迫下最低，MgCl2最高。0.9%濃度下，復合鹽處理種子發芽率高于其它處理組，MgCl2鹽溶液處理發芽率最低。在處理液濃度為1.2%時，Na2SO4和復合鹽處理下種子的發芽率相同并達到最高；NaCl和MgCl2溶液處理下的種子發芽率幾乎相同，并達到最低。這表明鹽脅迫對黑種草種子的萌發有抑制作用，且鹽溶液濃度越高，抑制作用愈大，發芽率越低。

2.1.2 鹽脅迫對發芽勢和發芽指數的影響

發芽勢是指發芽初始階段(初始計數時)確定的天數內，供試種子中正常發芽種子數所占的百分比，是鑒別種子發芽整齊度的指標。種子發芽勢越高，表明其生命活力越強。發芽指數與種子的生命力呈正相關關系。

對照組黑種草種子的發芽勢為69.33%，發芽指數為44.17%，高于鹽溶液脅迫下種子的發芽勢和發芽指數，說明對照組種子能表現出全部的生命活力。而在處理組中，隨著處理液濃度的增大，黑種草種子的發芽勢和發芽指數均表現為逐步減小。在處理液濃度達到1.2%甚至更高時，種子的發芽勢和發芽指數降到最低，說明此時種子的生命活力受到嚴重破壞，無法正常生長。

在處理組中，當鹽溶液濃度為0.3%時，黑種草種子的發芽勢大小為MgCl2>復合鹽>Na2SO4>NaCl；處理液濃度為0.6%時，黑種草種子的發芽勢大小為復合鹽>NaCl>Na2SO4>MgCl2；處理液濃度為0.9%時，黑種草種子的發芽勢大小為復合鹽>Na2SO4>NaCl>MgCl2；當處理液濃度為1.2%時，黑種草種子的發芽勢大小為Na2SO4>復合鹽>MgCl2=NaCl.

當處理液濃度為0.3%時，黑種草種子的發芽指數大小為NaCl

2.2 鹽脅迫對黑種草種子鹽害指數的影響

鹽害指數是種子耐鹽性強弱的重要指標，它反映了種子發芽期鹽溶液脅迫對種子的損傷水平。NaCl，Na2SO4，MgCl2及NaCl+Na2SO4鹽溶液對黑種草種子鹽害指數的影響見圖1.

圖1 鹽脅迫對黑種草種子鹽害指數的影響

由圖1可以看出，各組鹽處理中黑種草種子的鹽害指數與處理液濃度呈正相關關系，隨濃度的升高鹽害指數增大，鹽溶液對種子的損傷程度逐漸增大。0.3%和0.6%濃度各鹽脅迫處理的鹽害指數表現為MgCl2<復合鹽

2.3 鹽脅迫對黑種草種子幼苗生長的影響

NaCl，Na2SO4，MgCl2及NaCl+Na2SO4鹽溶液對黑種草種子幼苗生長的影響見表2.

表2 鹽脅迫對黑種草種子幼苗生長的影響

由表2可以看出，4種鹽溶液對黑種草幼苗生長均具有顯著的抑制效果，且隨鹽溶液濃度升高，抑制效果越強。0.3%，0.6%濃度鹽脅迫下幼苗的胚根長、胚芽長和葉面積均顯著低于對照組。0.9%，1.2%和1.5%鹽溶液處理下葉片及胚芽不生長。

2.4 鹽脅迫對黑種草種子萌發活力指數的影響

萌發活力指數是表示種子發芽速度的指標。萌發活力指數越大，說明種子發芽越快，幼苗長勢越好。NaCl，Na2SO4，MgCl2及NaCl+Na2SO4鹽溶液對黑種草種子萌發活力指數的影響見圖2.

圖2 鹽脅迫對黑種草種子萌發活力指數的影響

由圖2可以看出，CK處理下的黑種草種子萌發活力指數最高，說明CK溶液中的種子發芽最快，長勢最好。而在處理組中，黑種草種子的萌發活力指數隨溶液濃度升高而降低，甚至降為0%.說明種子在鹽溶液濃度升高時，受到的抑制效果越來越強，直到失去活力，停止萌發。

當處理液濃度為0.3%，0.9%和1.2%時，黑種草種子的萌發活力指數由大到小為復合鹽>Na2SO4>NaCl>MgCl2；而在處理液濃度為0.6%時，黑種草種子的萌發活力指數由大到小為NaCl>復合鹽>Na2SO4>MgCl2；當處理液濃度為0.6%時，在NaCl處理下的黑種草種子萌發活力指數要高于其它3種鹽溶液處理的種子。種子的萌發活力與發芽指數、幼苗的生長呈正相關，隨著鹽濃度的升高，黑種草種子的發芽指數和幼根長均逐步減小，因此種子活力指數也隨之下降。

3 討論與結論

發芽率、發芽勢和發芽指數可以反映種子活力和發芽整齊度，鹽害指數可以反映種子受到鹽害的程度。鹽對種子產生抑制作用的主要原因是滲透效應和離子作用。試驗結果表明，黑種草種子的發芽率、發芽指數和發芽勢與鹽溶液濃度呈負相關。濃度為1.5%時，各鹽脅迫處理下種子的發芽率、發芽指數和發芽勢均為0%，種子不萌發。這可能是由于鹽溶液濃度過高，對種子產生了滲透效應，破壞了種子細胞膜，導致種子失活。MgCl2溶液脅迫對黑種草種子萌發的影響最大，這可能是由于Mg2+造成的毒害作用要強于Na+.復合鹽處理種子萌發率高，可能是由于離子的綜合效應減弱了毒害的影響，提高了種子的發芽率。

本試驗中，鹽脅迫對黑種草幼苗生長產生顯著的抑制作用(P<0.05)。胚芽和葉片較幼苗對鹽脅迫更敏感，這可能是由于鹽溶液對胚根產生的毒害作用更強，導致胚根無法吸收傳遞足夠的營養供地上部分生長。0.9%，1.2%和1.5%濃度的鹽溶液處理下，胚芽和葉片不生長，這與盧艷敏在不同鹽脅迫對高羊茅種子萌發影響的研究結果一致。MgCl2溶液對幼苗生長影響較大，濃度為0.6%時幼苗出現腐敗，這可能是由于Mg2+產生的毒害作用使種子死亡，無法生長。

試驗結果表明，黑種草種子萌發對各鹽脅迫均有一定的響應，且鹽溶液濃度越大，種子萌發狀況越差。不同鹽種類對種子萌發的抑制作用不同，綜合比較下，種子萌發受鹽脅迫影響的表現為MgCl2>Na2SO4>NaCl>復合鹽溶液。且鹽溶液濃度越大，鹽溶液對幼苗葉面積、胚芽及胚根長度的抑制強度越大。