海水脅迫對5種豆科植物種子萌發的影響

林加發

(廈門萬銀環境科技有限公司，福建 廈門 361000)

我國鹽堿地占全國土地面積約10%，濱海地區土壤鹽漬化是影響植物生長發育的重要因素之一，嚴重制約了濱海地區園林景觀的發展。許多報道表明，篩選耐鹽性植物，利用生物改良改善環境是一種綠色有效的方式[1-3]。88%的豆科植物根系能夠與根瘤菌共生[4]，是一種優秀的綠肥作物，并且豆科植物根系通常較為發達，能夠抗風固土[5]，可以作為濱海地區鹽漬化土壤栽培的先鋒植物。

植物生長周期中最脆弱的階段是種子萌發期，成功萌發是植物建植的第一步[6]。目前關于鹽環境對種子萌發影響的研究已有不少，但多數集中在單一鹽分，主要集中在NaCl和NaHCO3溶液對種子萌發的影響[7-8]，直接使用自然環境下的復合鹽溶液進行試驗的報道較少。本試驗以銀葉金合歡(Acaciapodalyriifolia)、紅三葉(Oxalisdebilis)、山毛豆(Tephrosiacandida)、木豆(Cajanuscajan)、紫云英(Astragalussinicus)為材料，以海水模擬復合鹽溶液，通過不同濃度的鹽溶液處理，探討5種豆科植物種子萌發期的耐鹽性，以期為濱海地區植物栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗在廈門萬銀環境科技有限公司實驗室進行。銀葉金合歡種子采自廈門萬銀環境有限公司大嶝苗木基地，紅三葉、山毛豆、木豆、紫云英種子由廈門市德盛鑫旺種苗有限公司提供。試驗所用海水取自大嶝碼頭。

1.2 處理設計

以稀釋的海水作為復合鹽溶液，5種豆科植物種子均設置5個復合鹽濃度處理，濃度分別為0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%，以蒸餾水為對照(CK)，每個處理重復3次。選取飽滿的種子，用75%的乙醇消毒6 min，再用蒸餾水沖洗5遍，晾干后置于墊有2層濾紙的培養皿中，每個培養皿放置50粒種子，加入設計濃度的鹽溶液10 mL，置于人工氣候箱中，設置25 ℃、光照12 h·d-1。試驗期間采用稱重法補水，每24 h補充1次，保持濃度穩定。

1.3 測定項目與耐鹽性評價

當胚軸長度達種子長度的一半時記作萌發，試驗期間每天觀察記錄1次，第11天結束試驗。計算發芽率、相對發芽率、發芽勢、發芽指數。

采用模糊數學隸屬法進行種子萌發期耐鹽性評價，各指標隸屬函數的均值用以評定種子萌發的耐鹽性。

2 結果與分析

2.1 發芽率

發芽率的下降程度可以反映種子的耐鹽性。表1表明，隨著復合鹽濃度增加，5種豆科植物的發芽率均有所下降，但下降程度有所不同。其中復合鹽濃度為0.5%時，木豆的發芽率與對照相比出現顯著下降；復合鹽濃度為0.7%時，紅三葉與紫云英的發芽率與對照相比出現顯著下降；復合鹽濃度為0.9%時，銀葉金合歡與山毛豆的發芽率與對照組對比出現顯著下降。相對發芽率，復合鹽濃度在0.5%時，木豆出現顯著下降；在濃度達0.7%時，紅三葉出現顯著下降；濃度在0.9%時，銀葉金合歡與紫云英的相對發芽率出現顯著下降；山毛豆的相對發芽率在試驗設置的濃度內下降幅度未達到顯著水平。銀葉金合歡、紅三葉、木豆與紫云英在鹽濃度達到一定值時，相對發芽率出現較為顯著的下降，而山毛豆的發芽率下降趨勢較為平緩。

表1 海水脅迫對5種豆科植物種子發芽率的影響

2.2 發芽勢

發芽勢能夠反映種子萌發的一致性。表2表明，隨著復合鹽濃度的增加，銀葉金合歡和山毛豆的發芽勢逐漸下降；紅三葉的發芽勢呈現出先升高后下降的趨勢；木豆與紫云英的發芽勢整體來看呈下降趨勢，也有隨鹽濃度上升而上升的段落，但幅度較小，如木豆在含鹽量0.3%時發芽勢為46.67%，而含鹽量0.5%時上升為47.33%，紫云英在含鹽量0.5%時發芽勢為76.00%，而含鹽量0.7%時上升為79.33%。與對照的發芽勢相比，木豆在任意鹽環境下均有顯著差異；當鹽濃度達0.3%時，銀葉金合歡與紅三葉有顯著差異；當鹽濃度達0.5%時，山毛豆與紫云英有顯著差異。隨著鹽濃度的增加，紅三葉、山毛豆、木豆和紫云英的發芽勢變化相對較為平緩，而銀葉金合歡的發芽勢下降較為迅速，說明鹽脅迫對5種豆科植物種子萌發的影響有所不同。5種豆科植物萌發期的相對發芽勢變化規律與發芽勢的變化趨勢一致。

表2 海水脅迫對5種豆科植物種子發芽勢的影響

2.3 發芽指數

發芽指數能夠反映種子活力，是評價種子的重要指標，發芽指數越高表明種子的活力越強。隨著鹽濃度的增加，銀葉金合歡、山毛豆、木豆和紫云英的發芽指數逐漸下降，但出現急劇下降所需的鹽濃度有所不同(表3)。銀葉金合歡與木豆在含鹽量0.1%的環境下發芽指數就呈現出顯著的下滑，而山毛豆和紫云英的發芽指數分別在鹽濃度達0.3%、0.5%時出現急劇下降，紅三葉的發芽指數隨著鹽濃度的增加，先上升后下降。相對發芽指數與發芽指數的變化規律較一致。

表3 海水脅迫對5種豆科植物種子發芽指數的影響

2.4 耐鹽性評價

采用隸屬函數法對5種豆科植物萌發期抗鹽性進行綜合評價，采用相對發芽率、相對發芽勢、相對發芽指數3項指標計算萌發期抗鹽能力。由表4可知，供試豆科植物種子抗鹽指標的平均隸屬值大小排序為木豆>銀葉金合歡>山毛豆>紅三葉>紫云英，表明供試種子萌發期抗鹽性最強的為木豆，紫云英的抗鹽性最弱。

表4 5種豆科植物萌發期測定指標的隸屬值

3 小結與討論

自然狀態下的鹽環境通常不是單一鹽分，而不同的鹽分對植物的影響也有所不同，本試驗通過海水模擬自然條件下的復合鹽，以探求復合鹽脅迫對5種豆科植物種子萌發的影響。結果表明，復合鹽處理下供試種子萌發期抗鹽性最強的為木豆，最弱的為紫云英。部分植物的部分指標在低鹽環境下與對照相比有所提升，該現象可能與低鹽環境下的滲透脅迫與離子毒害激活了種子的抗氧化酶有關，這種情況與板藍根[9]、丁香[10]等種子萌發期在鹽環境中出現的變化相一致。

濱海地區土壤含鹽量超過0.1%即為鹽化土，0.4%～0.6%即為重度鹽化土，超過0.6%為鹽土[11]，本研究中的5種豆科植物在0.5%的鹽環境下相對發芽率超過84.11%，在0.9%的鹽環境下除紅三葉外，其余4種供試材料發芽率仍然能超過4成。因此，這5種豆科植物播種前均可通過0.1%～0.3%的鹽溶液進行抗鹽鍛煉，增強植物的耐鹽性[12]。若是直接用于播種，則應根據實際土壤情況，增加播種量以抵消鹽環境下發芽率下降的影響。