NaHCO3胁迫对2个啤酒大麦品种萌发期的影响

张华瑜，潘永东

（甘肃省农业科学院经济作物与啤酒原料研究所，甘肃 兰州 730070）

NaHCO3胁迫对2个啤酒大麦品种萌发期的影响

张华瑜，潘永东

（甘肃省农业科学院经济作物与啤酒原料研究所，甘肃 兰州 730070）

用不同浓度的NaHCO3胁迫2个啤酒大麦品种种子萌发。结果表明，随NaHCO3浓度的增加，2个啤酒大麦品种发芽势减小，发芽率下降，根数、根长、苗长、苗重下降、盐害指数增大，尤其对根长的影响最突出。当NaHCO3浓度≥200 mmol/L时，完全抑制啤酒大麦根系生长；浓度≤50 mmol/L时促进甘啤4号的根数增加。综合各个指标，低浓度NaHCO3胁迫下甘啤5号表现出较好的耐盐性。

NaHCO3胁迫；啤酒大麦；耐盐性；种子萌发

盐碱土是一种分布广泛的土壤类型，是重要的土地资源。全球大约有3.8亿hm2土地存在不同程度的盐渍化，约占可耕地面积的10%［1～4］，而且，全球的盐渍土每年以100万～150万hm2的速度增长［5］。我国盐碱地面积约0.27亿hm2，尤其是内陆盐碱地多是盐化碱化混杂，程度各异十分复杂，使研究者至今仍不得不将盐碱混为一谈，笼统地称为盐碱地［6］。土壤盐化与碱化含义的区别是盐化以土壤盐度升高为主要特征，碱化则以土壤pH升高为主要特征。在内陆盐碱地中，由NaHCO3、Na2CO3等碱性盐所造成的土壤碱化问题可能比由NaCl、Na2SO4等中性盐所造成的土壤盐化问题更加严重。许多研究发现，中性盐胁迫与碱性盐胁迫实际是两种性质不同的胁迫，应该将前者称为盐胁迫而将后者称为碱胁迫。大量研究以中性盐的处理为主，很少涉及碱性盐的胁迫［7～14］，其实盐、碱对于植物来说是2种不同的胁迫，植物对其适应机制也有所不同。大麦是禾本科作物中公认的耐盐碱作物［15～17］，我们利用不同浓度NaHCO3溶液模拟盐胁迫环境，选择发芽势、发芽率、盐害指数、根长、苗长5项萌发期重要指标，比较甘肃省主要啤酒大麦品种萌芽期的碱害情况，旨在了解盐碱胁迫下啤酒大麦萌发期的生长状况，为进一步开展啤酒大麦种质的耐盐碱研究和提高盐碱地啤酒大麦生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

指示啤酒大麦品种甘啤4号、甘啤5号，均由甘肃省农业科学院经济作物与啤酒原料研究所提供。甘啤4号适应于甘肃省河西走廊、新疆及内蒙古种植，甘啤5号适应于甘肃省中部、河西走廊海拔2 000 m以上及新疆、内蒙古同类地区种植。供试药剂为NaHCO3溶液。

1.2 试验设计

试验于2013年5月在甘肃省农业科学院西部啤酒大麦及麦芽品质检测实验室进行。试验NaHCO3溶液设6个浓度处理，分别为0（对照）、100、200、300、400、430 mmol/L，每啤酒大麦品种处理重复3次。精选种子经7%次氯酸钠消毒5 min，用蒸馏水洗净后播于直径10 cm并铺有滤纸的培养皿（经过70%酒精消毒）中，分别加入不同浓度的盐溶液。置恒温恒湿培养箱进行培养，温度20℃，湿度75%。每天定时定量添加一定量的蒸馏水，保持种子发芽所必需的水分。

1.3 测定指标及方法

每天观察记录发芽种子数，种子发芽以胚芽长度达种子（或种子直径）长度的1/2，或胚根与种子（或种子直径）等长为标准，以3个重复中有1粒种子萌发的日期作为该处理的发芽始期，连续3 d不再有种子发芽为发芽结束期。分别于开始萌发后第4天和第7天统计种子发芽势和发芽率，实验结束后计算不同品种的发芽率、发芽指数、相对盐害率等指标。每处理各取10粒萌发的种子，测定幼苗胚根、胚芽长度，幼苗鲜重。处理第7天每处理选取长势均匀的10株测量苗长及主根长度。采用DPS7.05统计软件进行显著性分析。

发芽势（%）=规定日数内发芽的种子粒数/供试种子数×100

发芽率（%）=发芽终期全部正常发芽的种子粒数/供试种子数×100

盐害指数（%）=（对照发芽率-处理发芽率）/对照发芽率×100

2 结果与分析

2.1 发芽势

从表1可知，随NaHCO3浓度的增加，2个啤酒大麦品种的发芽势均降低。当NaHCO3小于50 mmol/L时，NaHCO3溶液对啤酒大麦发芽势影响不大，与对照之间差异不显著；当NaHCO3浓度达100 mmol/L时，2个不同基因型啤酒大麦发芽势随NaHCO3浓度的增加急剧下降，各浓度处理发芽势均与对照差异达极显著水平。说明盐浓度越大，对啤酒大麦发芽势的抑制作用越大。NaHCO3的浓度达300 mmol/L时，甘啤4号发芽势降为2%，甘啤5号发芽势完全停止。

2.2 发芽率

从表1可知，随NaHCO3浓度的增加，2个啤酒大麦品种的发芽率减小，当NaHCO3为50 mmol/L时，NaHCO3溶液对啤酒大麦发芽率影响不大，与对照的差异不显著。当NaHCO3浓度达100 mmol/L时，随NaHCO3浓度的增加，2个啤酒大麦品种发芽率急剧下降，各处理发芽率均与对照差异达极显著水平，各处理间差异均达显著水平。NaHCO3溶液浓度为100～250 mmol/L时，甘啤5号发芽率高于甘啤4号；当NaHCO3达300 mmol/L时，甘啤5号发芽率低于甘啤4号。说明NaHCO3溶液可降低啤酒大麦种子活力，尤其是高浓度的溶液，强烈抑制种子萌发。

2.3 盐害指数

由表1可知，2个啤酒大麦品种种子的盐害指数随NaHCO3胁迫浓度的升高而增大，不同啤酒大麦品种耐盐程度也各不相同。NaHCO3溶液浓度小于50 mmol/L时，甘啤4号盐碱害指数小于甘啤5号。NaHCO3浓度100～200 mmol/L时，甘啤4号盐害指数大于甘啤5号。NaHCO3浓度为250 mmol/L时，甘啤4号盐害指数等于甘啤5号。当NaHCO3浓度大于300 mmol/L时，甘啤4号盐害率达97%，甘啤5号盐害指数达100%。

2.4 根数

从表2可知，不同浓度NaHCO3的根数甘啤4号以50 mmol/L处理最多，为7.4条；甘啤5号以对照和50 mmol/L浓度处理较多，分别为7.3、7.2条。当NaHCO3溶液浓度为50 mmol/L时，甘啤4号的根数较对照增加且差异显著，甘啤5号根数减少但差异不显著。当NaHCO3溶液浓度大于100 mmol/L时，随NaHCO3溶液浓度增加根数减少。当NaHCO3溶液浓度达200 mmol/L时，完全抑制啤酒大麦根的萌发。说明低浓度NaHCO3能促进甘啤4号、甘啤5号根数。

2.5 根长

表1 NaHCO3胁迫下2个啤酒大麦品种的发芽势、发芽率及盐害指数%

表2 NaHCO3胁迫下2个啤酒大麦品种的根数、根长、芽长、芽重

从表2可知，不同浓度NaHCO3处理的大麦根长均短于对照，其中以50 mmol/L处理较长，甘啤4号为5.5cm，甘啤5号为4.0 cm。随NaHCO3浓度的增加，2个啤酒大麦品种的根长急剧减小，且各处理与对照之间差异达极显著水平。当NaHCO3浓度大于200mmol/L时，完全抑制啤酒大麦根的萌发。

2.6 芽长

从表2可知，不同浓度NaHCO3处理的啤酒大麦品种芽长均短于对照，其中以50 mmol/L处理较长，甘啤4号为10.1 cm，甘啤5号为9.1 cm。随NaHCO3浓度的增加，2个啤酒大麦品种的芽长减小。当NaHCO3浓度为50 mmol/L时，甘啤4号芽长与对照差异不显著、甘啤5号芽长与对照差异达显著水平。当NaHCO3浓度大于100 mmol/L时，随浓度增加，芽长缩短，各处理与对照差异达极显著水平。甘啤5号芽长下降幅度大于甘啤4号。

2.7 芽重

从表2可知，不同浓度NaHCO3处理的大麦芽重均小于对照处理，其中以50 mmol/L浓度处理较重，甘啤4号为0.103 g，甘啤5号为0.083 g。随NaHCO3浓度的增加，2个啤酒大麦品种的芽重降低。NaHCO3浓度为50 mmol/L的处理与对照的差异达显著水平；当NaHCO3浓度大于100 mmol/L时，各处理与对照的差异均达极显著水平。

3 结论与讨论

1）试验研究表明，NaHCO3对2个啤酒大麦品种的发芽率、发芽势、盐害指数、根数、根长、苗长、和苗重均有抑制作用，尤其对根长的影响最突出。NaHCO3浓度≥200 mmol/L时完全抑制啤酒大麦根生长，NaHCO3浓度≤50 mmol/L时促进甘啤4号根数的增长。综合各个指标，低浓度NaHCO3胁迫下，种子萌发伤害程度较轻，随着浓度的增加，品种间出现差异说，不同品种抗（耐）盐碱的能力不同。

2）种子能否在盐胁迫下萌发成苗，是植物在盐碱条件下生长发育的前提，因此在盐胁迫下研究种子萌发状况具有重要的意义［18］。在植物生长的整个生育期中，种子萌发期是对盐胁迫响应比较敏感的阶段，虽然目前还没有植物种子萌发阶段与后期生长阶段耐盐性相关的证据［19］，但充分了解盐对种子萌发的影响，探索盐害机理是十分必要。盐分对种子发芽的影响一般可归结为渗透效应（盐分降低了溶液渗透势使种子吸水下降影响发芽）与毒性效应（盐离子对膜产生毒害，干扰膜代谢影响发芽）［20］。土壤盐度可以从两个方面影响种子的萌发，一是建立一种渗透势以阻止水分吸收，二是为对胚或发育幼苗有毒离子的进入提供条件［21］。NaHCO3对啤酒大麦胁迫极其复杂，还需在生理生化方向进一步研究。

3）选育高产优质的耐盐碱啤酒大麦品种，对于扩大盐碱地利用，提高盐碱地啤酒大麦产量具有重要的意义。进行啤酒大麦耐盐性评价时应综合各个指标，发芽率、盐害指数、根长和苗长是用于判断各啤酒大麦品种耐盐性较为简便直接的方法。综合本研究各个指标，在低浓度NaHCO3下甘啤5号耐盐碱性较好。本试验仅为萌发期结果，在实际生产，要生育期综合鉴定，才能准确反映品种的耐盐性及其对盐碱地的适应程度。

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（本文责编：杨杰）

S512.3

A

1001-1463（2014）09-0033-04

10.3969/j.issn.1001-1463.2014.09.012

2014-05-05

国家大麦青稞产业技术体系（CARS-05）；甘肃省农业科学院农业科技创新专项（2012GAAS15-3）

张华瑜（1967—），女，湖南安仁人，高级实验师，主要从事啤酒大麦育种及品质分析工作。E-mail：zhanghuayu67@163.com

潘永东（1962—），男，甘肃武威人，研究员，主要从事啤酒大麦育种及栽培试验研究工作。E-mail：panyongdong1010@163.com。