堿性鹽脅迫對天人菊種子萌發的影響

潘立雪 王 浩 陳晨霞 高景云 于佳鑫 姜云天＊（通化師范學院 吉林 通化 134002）

天人菊(Gaillardia pulchellaFoug.)為菊科1 年生草本花卉，原產熱帶美洲。其色彩艷麗，花期長，栽培管理簡單，是布置花壇、花鏡和花叢的優良材料，具有很高的觀賞價值。除此之外，天人菊具有耐風、耐旱、生性強韌的特性，亦是防風固沙的優勢植物。但目前有關天人菊的研究大多集中在抗旱[1]、繁殖育苗[2～3]及種子萌發條件的篩選[4]等方面，而有關其耐鹽性方面的研究較少。東北是我國蘇打鹽堿地典型分布區，面積高達765 萬hm2，并且每年以1.4%的速度擴展，土壤鹽漬化已成為制約該區域城鄉園林綠化進程的主導因素。如何在鹽堿地區選配景觀植物，如何提高該區域園林綠化植物的存活率已成為亟待解決的問題。因此，本研究以北方園林花卉天人菊種子為試材，探討NaHCO3和Na2CO3堿性鹽脅迫對其種子萌發特性的影響，明確種子萌發階段和幼苗生長階段對2 種鹽脅迫的耐受性，旨在為鹽堿地區景觀植物選擇及應用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料。試驗所用材料為購自北京鑫農豐農業技術研究所的天人菊種子。

1.2 試驗方法。以NaHCO3和Na2CO3這2 種堿性鹽為脅迫因子，其濃度依次設置為20 mmol/L、40 mmol/L、60 mmol/L、80 mmol/L、100 mmol/L。選取飽滿、無病蟲害的天人菊種子若干，將種子用0.05%高錳酸鉀消毒5 min，蒸餾水沖洗數遍備用。將處理后的種子均勻擺放到鋪有濾紙的培養皿中，每個培養皿30 粒天人菊種子。然后用滴管沿著培養皿內壁慢慢將不同濃度的鹽溶液分別注入培養皿內，加入鹽溶液的量以完全浸濕濾紙為宜(每個培養皿注入量為10 ml)，每個處理3 次重復，其中以加入蒸餾水的處理組為對照組(CK)。將培養皿置于恒溫箱內進行種子萌發培養，每24 h 觀察1 次，并記錄種子發芽情況(胚根突破種皮記為發芽)，待無種子萌發時(第9 d)結束試驗。每個處理隨機選取10 株幼苗測量鮮重和胚根長，不足10 株的全部測量。

1.3 相關指標計算公式。發芽率=(正常發芽的種子數/供試種子總數)×100%[5]；相對發芽率=(鹽處理發芽率/對照發芽率)×100%[5]；發芽勢=(日發芽種子數達到高峰期時的發芽種子總數/ 供試種子總數)×100%[6]；發芽指數=∑Gt/Dt，其中Gt為不同培養時間(t，d)的發芽種子數，Dt為相應的培養時間發芽指數[7]；活力指數=發芽指數×幼苗鮮重；相對胚根長=鹽處理組平均胚根長/對照組平均胚根長[7]。

2 結果與分析

2.1 鹽脅迫對天人菊種子發芽率和發芽勢的影響。隨著NaHCO3和Na2CO3鹽濃度的升高，天人菊種子發芽率和發芽勢均呈逐漸下降趨勢(表1)。經方差分析表明，低濃度(20 mmol/L)NaHCO3脅迫處理下的發芽率和發芽勢與對照差異不顯著(P＞0.05)，分別較對照下降1.85%和17.78%，當鹽濃度≥40 mmol/L 時，NaHCO3處理的發芽率和發芽勢均較對照顯著下降(P＜0.05＝)，且在鹽濃度達到100 mmol/L 時，發芽率較對照下降90.75%，而發芽勢則降至0；Na2CO3處理的發芽率和發芽勢均與對照差異顯著(P＜0.05＝），且其低濃度(20 mmol/L)處理的發芽率和發芽勢相比對照下降14.82%和22.22%，當鹽濃度達到80 mmol/L時，發芽率較對照下降94.45%，而發芽勢降至0。說明高濃度堿性鹽脅迫嚴重抑制天人菊種子萌發，且Na2CO3脅迫對天人菊種子萌發的抑制作用強于NaHCO3脅迫。

表1 堿性鹽脅迫下天人菊種子萌發指標的變化

表2 鹽脅迫下天人菊種子萌發階段曲線回歸分析

2.2 鹽脅迫對天人菊種子發芽指數和活力指數的影響。由表1 可知，隨著NaHCO3和Na2CO3鹽濃度的升高，天人菊種子發芽指數和活力指數均呈逐漸下降趨勢，且各處理均與對照差異顯著(P＜0.05＝)。其中，低濃度(20 mmol/L)NaHCO3和Na2CO3處理的發芽指數和活力指數，相比對照分別下降34.83%、25.63%和54.02%、56.03%，說明此濃度鹽脅迫已致使部分天人菊種子失去活力。當鹽濃度升高到100 mmol/L 時，Na2CO3處理的發芽指數和活力指數均降至0，而NaHCO3處理下的發芽指數和活力指數分別較對照下降96.18%和99.78%，種子已失去活力，幾乎不萌發。

2.3 耐鹽性評價。為了進一步明確天人菊在種子萌發和幼苗生長2 個階段的耐鹽程度，參照相關文獻[5～7]，分別將相對發芽率和相對胚根長與其鹽濃度進行曲線回歸分析。曲線回歸分析(表2 和表3)結果表明，相對發芽率與NaHCO3、Na2CO3鹽濃度之間線性擬合效果最佳，其最優線性函數方程分別為y1= 110.050 -0.886x1和y1=99.997-1.074x2；相對胚根長與鹽濃度之間二次曲線擬合效果最佳，其最優二次函數方程為y2=1.854-0.029x1+0.0001x12和y2=1.344-0.040x2+0.00027x22。由最優函數方程求得天人菊種子萌發階段對NaHCO3和Na2CO3的耐鹽適宜濃度為39.56 mmol/L 和23.27 mmol/L，耐鹽半致死濃度為67.78 mmol/L 和46.55 mmol/L，耐鹽極限濃度為112.92 mmol/L-和83.80 mmol/L；天人菊初生幼苗生長階段對NaHCO3和Na2CO3的耐受閾值分別為58.48 mmol/L 和24.48 mmol/L。綜合以上結果可見，天人菊種子萌發階段對NaHCO3和Na2CO3的耐受性要強于初生幼苗生長階段。

表3 鹽脅迫下天人菊種子幼苗生長階段曲線回歸分析

3 結論

種子萌發受諸多因素的影響，其中鹽脅迫類型[7～8]、鹽濃度[9]會直接影響到種子的萌發質量。本研究表明，低濃度(20 mmol/L)NaHCO3處理對天人菊種子發芽率和發芽勢的影響并不大，而高濃度NaHCO3和Na2CO3脅迫條件下，天人菊種子萌發嚴重受抑，種子幾乎失去活力，且Na2CO3脅迫對天人菊種子萌發的抑制作用強于NaHCO3脅迫。經曲線回歸分析也可進一步說明，種子萌發和幼苗生長2 個階段均對NaHCO3脅迫具有較強的耐受能力，且天人菊幼苗生長階段對NaHCO3和Na2CO3脅迫的耐受能力相比種子萌發階段弱。因此，在東北地區鹽堿地區選擇綠化花卉時，根據種子不同發育階段對鹽脅迫的耐受程度來采取相應措施，以提高播種后種苗的存活率。