不同鹽脅迫對任豆種子萌發的影響

梁文杰，應苗苗，戎建濤，權偉，潘泰妙

(1.溫州科技職業學院 溫州市農林漁生態系統增匯減排重點實驗室，浙江 溫州 325006；2.溫州市農業科學研究院，浙江 溫州 325006；3.永嘉縣原野園林工程有限公司，浙江 永嘉 325102)

土壤鹽堿化和次生鹽堿化問題在世界范圍內廣泛存在，據聯合國教科文組織(UNESCO)和糧農組織(FAO)不完全統計，全世界鹽堿地面積為9 540萬hm2[1]。土壤的鹽堿化治理已成為全球范圍內迫切需要解決的重大課題。中國鹽堿地面廣量大，據不完全統計，目前我國鹽堿地為991.33萬 hm2，西北、華北、東北西部和濱海地區都有分布，且類型多樣，改造治理及合理開發利用這些資源，是中國農業可持續發展的重要途徑之一，也對改善生態環境，推動區域經濟、社會和生態可持續發展具有特別重要的意義。浙江省是一個海洋大省，海岸線總長6 486 km，其中大陸海岸線長2 200 km，面積超過500 m2的島嶼有3 061個，共有灘涂資源26.067萬km2，絕大部分是鹽堿地，其中大量的鹽堿地尚待開發利用[2]。

近年來，人們對鹽堿地的治理開始由排鹽工程轉向篩選耐鹽植物的生物治理。豆科植物在我國各地均有栽培，且豆科植物具有適應范圍廣、抗逆性強、耐瘠薄、易栽培、生長迅速、萌蘗力強的特點，可作為優質薪材；其根部具根瘤，能固定和利用大氣中的游離氮素，對土壤的形成、發育和植被的建立都有重要意義，而且一些豆科植物具很高的觀賞價值[3]。

豆科植物的耐鹽性研究多集中在豆科牧草類和作物類植物上。秦峰梅等[4]通過研究鹽脅迫下紫花苜蓿CW400、紫花苜蓿公農2號和黃花苜蓿的種子發芽率、發芽指數、胚根、胚軸生長狀況及脯氨酸含量發現，黃花苜蓿耐鹽性較紫花苜蓿CW400和紫花苜蓿公農2號強，更適合在松嫩草地上種植；張俊葉等[5]根據初萌時間、發芽率下降率、發芽指數、活力指數、平均發芽速度、相對發芽率、相對發芽勢和耐鹽指數8個指標，應用隸屬函數法確定九種豆科牧草(沙打旺、中苜3號紫花苜蓿、東方山羊豆、小冠花、百脈根、扁蓿豆、鷹嘴紫云英、白三葉、黃花苜蓿)苗期耐鹽能力的強弱；楊林等[6]研究了NaC1脅迫對5種豆科牧草種子發芽及幼苗生長的影響；張海波等[7]比較了4個大豆品種出苗期和苗期的耐鹽性；慈敦偉等[8]對花生苗期的耐鹽性指標進行了篩選；王樂政等[9]對不同綠豆品種萌發期耐鹽性進行了研究；豆科木本植物的耐鹽性研究目前僅有合歡、刺槐等少數幾種植物[10-12]。

任豆(ZeniainsignChun)又名任木、翅莢木等，為豆科蘇木亞科翅莢木屬落葉喬木，被列為國家Ⅱ級重點保護野生植物，具根瘤，能改良土壤，適應能力較強，無論山區、丘崗、平原及四旁均可種植，任豆的樹形、葉、花、果獨特，可作為園林綠化樹種。

1 材料與方法

1.1 材料

任豆種子購于漳浦縣大山苗木場。

1.2 方法

1.2.1 鹽脅迫梯度試驗設計

兩種鹽分分別為NaCl和Na2CO3，每種鹽分濃度梯度設0、0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%。

1.2.2 鹽脅迫處理

選取籽粒飽滿且大小一致、無病蟲害的任豆種子，用質量濃度為1%的NaClO溶液消毒處理20 min后，用蒸餾水沖洗3次，然后用60 ℃始溫的水浸種24 h，將種子置于事先鋪有2層濾紙的培養皿中，每皿50粒種子，分別加入不同濃度的鹽溶液，每處理6個重復，以蒸餾水處理組為對照，置于人工氣候培養箱中培養，光照溫度、強度和時間分別設定為白天25 ℃、1 250 lx、16 h，夜晚20 ℃、0 lx、8 h。連續培養觀察8 d，每天定時添加處理液保持濾紙濕潤，定時觀察記錄種子萌發數8 d，發芽結束統計種子發芽率、發芽指數、發芽勢和活力指數。

2 結果與分析

2.1 對任豆種子發芽率和發芽勢的影響

從表1可以看出，隨著NaCl濃度的升高，任豆發芽率逐步降低，在低濃度(0.1%～0.3%)NaCl脅迫下，任豆的發芽率與對照無顯著差異；隨著NaCl濃度的升高，發芽率逐步降低，且與對照有顯著差異。在低濃度(0.1%)Na2CO3脅迫下，任豆的發芽率與對照無顯著差異；隨著Na2CO3濃度的升高，發芽率逐步降低，且與對照有顯著差異。

表1 不同濃度的鹽脅迫對任豆發芽的影響

注：不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。

發芽勢反映種子的發芽速度和整齊度。從表1可以看出，NaCl脅迫下的任豆種子的發芽勢均與對照種子的發芽勢有顯著差異，且隨著NaCl溶液濃度的升高，發芽勢逐漸降低，表明NaCl脅迫抑制了種子的萌發速度。0.1% Na2CO3脅迫下的任豆種子的發芽勢與對照無顯著差異；隨著Na2CO3濃度的升高，種子發芽勢逐漸降低，且均與對照有顯著差異。

定義發芽率為0時的鹽濃度為致死濃度，對發芽率(y)和鹽濃度(x)進行回歸分析，數學模型為y=-89.782x2+0.040 4x+99.007(NaCl)；y=0.988 8x2-109.09x+103.52(Na2CO3)。

2.2 對任豆種子發芽的影響

種子發芽指數結合了種子萌發數目、速度及整齊度3個因素，更能全面地反映種子的萌發情況。由表1結果可以看出，隨著NaCl濃度的升高，任豆種子發芽指數逐步降低，0.9%NaCl溶液脅迫條件下的任豆種子發芽指數僅為對照種子發芽指數的16.76%；隨著Na2CO3溶液濃度的升高，任豆種子發芽指數逐步降低，0.9%Na2CO3溶液脅迫條件下的任豆種子發芽指數僅為對照種子發芽指數的6.24%。

種子活力指數是種子發芽速率和生長量的綜合反映。由表1可以看出，任豆種子在NaCl脅迫下活力指數隨鹽濃度的升高而降低，0.9%NaCl溶液脅迫條件下的任豆種子活力指數僅為對照種子活力指數的11.27%；任豆種子在Na2CO3脅迫下活力指數隨鹽濃度的升高而降低，0.9% Na2CO3溶液脅迫條件下的任豆種子活力指數僅為對照種子活力指數的3.48%。

2.3 對任豆種子相對鹽害率的影響

相對鹽害率反映了鹽脅迫對種子萌發的傷害程度。由表1可以看出，隨著脅迫濃度的增加，相對鹽害率增大，0.9% NaCl脅迫的任豆種子相對鹽害率已達65.31%，0.9%Na2CO3脅迫的任豆種子相對鹽害率已達到89.79%。

2.4 對種子發芽后形態的影響

由表2可以看出，低濃度鹽(NaCl濃度0～0.3%)脅迫對種子發芽后的子葉、根及根尖形態影響不大，高濃度鹽脅迫造成發芽種子的子葉發黃，根尖損傷；0.5%以上高濃度堿性鹽(Na2CO3)對任豆發芽種子的子葉、根及根尖的損傷更大，子葉腐爛，根變短。據已有研究可知，葉綠體對鹽脅迫較敏感，鹽脅迫下葉綠素含量降低，影響植物光合作用，最先表現為葉子綠色變淺；根作為植物吸收營養的主要器官，在長時間鹽脅迫條件下，根尖細胞最先產生受害反應。

表2 鹽脅迫對任豆發芽種子子葉、根及根尖形態的影響

3 討論

任豆為我國華南地區特有樹種，是退耕還林栽植的重要樹種，具有樹干通直、生長迅速、萌芽性強、天然更新好、抗性強、耐瘠薄等諸多優良特性。本文研究了NaCl、Na2CO3脅迫對任豆種子萌發階段的影響，結果表明，低濃度NaCl、Na2CO3脅迫對任豆發芽率的影響較小，高濃度NaCl、Na2CO3脅迫大大降低任豆種子的發芽率。這和段才緒等[13]在研究鹽脅迫豆科植物決明子萌發時的結論一致。鹽脅迫條件下，任豆種子的發芽勢、發芽指數、活力指數等指標在低濃度NaCl脅迫條件下均比對照種子的相關指標低。這一結論與李三相等[14]在研究鹽脅迫山黧豆、大豆、豇豆、豌豆等豆科植物，張秀玲[15]研究鹽脅迫豆科綠豆種子萌發，劉代艷等[16]研究鹽脅迫豆科植物檸條錦雞兒和紫花苜蓿種子萌發等的結論一致。

試驗分析發現，低鹽濃度脅迫對任豆種子萌發率的影響較小，但對種子的發芽指數和活力指數影響較大；高鹽濃度脅迫對任豆種子萌發率有顯著抑制作用；同時經比較發現，堿性鹽(Na2CO3)比中性鹽(NaCl)對種子萌發的抑制作用更為明顯。根據試驗結果可知，任豆種子發育期具有一定的耐鹽性，同時實驗室所模擬的環境條件和真實鹽堿地的環境條件有一定差異，在實踐運用中要充分考慮。