水杨酸诱导对干旱胁迫下草坪草种子萌发的影响

陈阳　金一锋　赵千　董亚楠

摘要：以草地早熟禾、紫羊茅、多年生黑麦草为植物材料，用不同浓度（0.25～0.75 mmol/L）水杨酸溶液进行浸种处理，研究水杨酸对3种草坪草种子在模拟干旱胁迫下萌发的影响，为水杨酸在干旱半干旱地区的草坪建植应用提供理论参考。结果表明：PEG模拟干旱胁迫下，水杨酸诱导可以在一定程度上提高3种草坪草种子的发芽势、发芽率，促进种子胚芽和胚根生长，从而提高草坪草种子萌发期的抗旱性。其中，0.25 mmol/L水杨酸能显著增强草地早熟禾和黑麦草种子萌发阶段的抗旱性，0.50 mmol/L水杨酸能显著增强紫羊茅种子萌发阶段抗旱性。

关键词：水杨酸；模拟干旱；草坪草；种子萌发

中图分类号： S688. 401 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2015）10-0247-03

草坪新坪建植过程中，干旱会造成草坪草种子萌发幼苗生长过慢或不能萌发甚至死亡，从而导致草坪建植失败。我国北方干旱少雨，在北方地区建植草坪，干旱成了最主要的制约因素之一。在北方，大多数冷季型草坪草采用的是种子繁殖[1]。对于种子繁殖，其建植成坪后草坪的质量在很大程度上取决于草坪草品种的选择和草坪草种子的萌发[2]。草坪草种子在干旱胁迫下受到的影响，会导致草坪应用受到很大限制[3-4]。草坪在建植初期，种子能否顺利萌发出土对后续工作十分关键，如果因为干旱造成出苗率低甚至死苗，会造成不可逆的伤害，带来巨大的经济损失，浪费人力、物力和财力。为了避免类似情况的发生，在播种前，对种子进行适当处理，可以促进种子萌发，减少经济损失，加快成坪速度和提高成坪质量[5]。

虽然已有很多研究表明适宜浓度水杨酸溶液预处理对植物种子萌发有一定的促进作用，并且能够提高种子在逆境胁迫下的萌发能力[6-8]，但是有关水杨酸浸种对草坪草在干旱下萌发影响的研究较少，因此本试验通过模拟干旱胁迫条件，研究不同浓度水杨酸对多年生黑麦草（Lolium perenne L.）、紫羊茅（Festuca rubra L.）和草地早熟禾（Poa pratensis L.）这3种草坪草种子在干旱条件下萌发的影响，寻找能够提高草坪草萌发期抗旱性的最佳水杨酸浓度，为在干旱半干旱地区成功直播草坪、促进草坪草萌发期抗旱性、减少干旱可能带来的经济损失提供理论和生产依据具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验采用3种常用草坪草为材料，分别是多年生黑麦草、紫羊茅和草地早熟禾品种，种子由齐齐哈尔大学生命科学与农林学院园林系提供。试验前，选择成熟、饱满且大小适中、均匀一致的种子作为萌发试验材料。

1.2 试验方法

1.2.1 水杨酸浸种 采用培养皿滤纸法在实验室内进行，在直径90 mm的培养皿中铺2层滤纸作为发芽床。试验开始前，用1%次氯酸钠溶液浸泡20 s消毒后，用蒸馏水冲洗干净。分别用0.25、0.5、0.75 mmol/L水杨酸溶液在25 ℃下浸泡3种草坪草种子24 h，以蒸馏水浸种作为对照（CK）。浸种后用蒸馏水冲洗3次备用。

1.2.2 干旱胁迫萌发试验 萌发试验采用PEG 6000作为渗透调节剂，模拟土壤干旱胁迫条件。模拟干旱胁迫采用的PEG 6000溶液浓度为20%，其相对应的胁迫强度为 -0.6 MPa。用配制好的等量PEG 6000溶液浸透培养皿里的2层滤纸，然后将经过水杨酸处理的种子放入培养皿，每个培养皿内放置100粒种子，每个处理进行3次重复。放入人工智能气候培养箱中，温度设为25 ℃。早晚各观察1次，以称质量法补充培养皿中的蒸馏水来维持溶液渗透势的稳定，每4 d换1次滤纸，以尽量减少水势变动，保持胁迫强度不变。每天观察发芽情况，记录发芽种子的数量。

1.2.3 萌发试验测定项目与方法 参照国家标准《牧草种子检验规程》，3种草坪草在第3、第7天分别统计发芽势、发芽率，发芽试验的最后1 d，测量3种草坪草萌发种子的胚芽长和胚根长。

发芽率=（在规定条件下和时间内产生的正常幼苗数/供试种子数）×100%；

发芽势=（3 d时发芽数/供试种子数）×100%。

1.2.4 数据分析 所有测得数据均录入Microsoft Excel，采用SPSS 13.0统计分析软件进行差异显著性分析。其中发芽势和发芽率的数据均采用反正弦转换后再进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度水杨酸浸种对3种草坪草在模拟干旱胁迫下萌发的影响

从表1可以看出，不同浓度水杨酸浸种处理对3种草坪草在PEG模拟干旱胁迫下的种子萌发均有不同程度的影响。草地早熟禾在PEG模拟干旱胁迫的条件下，0.25～0.75 mmol/L 水杨酸处理相比对照对种子的发芽势影响不显著（P>0.05），0.25～0.50 mmol/L水杨酸处理相比对照显著促进了种子的发芽率（P

本试验结果表明，3种草坪草除草地早熟禾发芽率在0.25 mmol/L处理下呈现最高以外，其他2个品种在水杨酸0.25、0.50 mmol/L浓度浸种后，发芽率均随着水杨酸浓度的增大而提高；而大于0.50 mmol/L浓度浸种后，发芽势和发芽率随水杨酸浓度增大逐渐呈下降趋势，但仍高于对照。综合分析，在干旱胁迫下，低浓度水杨酸处理能够促进种子萌发，草地早熟禾以0.25 mmol/L效果最佳，紫羊茅、黑麦草以0.50 mmol/L的效果最好（表1）。

2.2 不同浓度水杨酸浸种对3种草坪草在模拟干旱胁迫下胚芽的影响

由表2可知，草地早熟禾在0.25～0.75 mmol/L水杨酸处理后，种子的胚芽长度高于对照，以 0.25 mmol/L 处理效果最好（P0.05），可见对胚芽长度促进作用最佳的是0.25 mmol/L。黑麦草的胚芽长度在025～0.75 mmol/L水杨酸处理后与对照差异不显著，以050 mmol/L处理促进效果最好，0.75 mmol/L处理则轻微抑制了胚芽的生长。由此可见，在干旱胁迫条件下，低浓度水杨酸浸种处理能够促进3种草坪草种子胚芽的生长，高浓度水杨酸浸种预处理对幼苗的生长反倒产生了一定的抑制作用。endprint

2.3 不同浓度水杨酸浸种对3种草坪草在模拟干旱胁迫下胚根的影响

由表3可以看出，在PEG模拟干旱胁迫条件下，0.25～0.50 mmol/L水杨酸处理后，草地早熟禾的胚根长度均显著高于对照（P草地早熟禾胚根的促进作用减弱；0.75 mmol/L处理下草地早熟禾的胚根长度与对照相比差异不显著（P>0.05）；3个处理中，以0.25 mmol/L处理效果最好。紫羊茅在经过0.50～0.75 mmol/L水杨酸浸种后，胚根长度显著高于对照（P005）。黑麦草在0.25～0.75 mmol/L水杨酸处理后胚根长度相比对照差异不显著（P>0.05），在0.75 mmol/L浓度下胚根最长，且与0.50 mmol/L差异不显著，因考虑用量成本，所以选择0.50 mmol/L处理浓度最好。

3 结论与讨论

在PEG模拟干旱条件下，3种草坪草的萌发指标均随着水杨酸浸种处理的浓度的增大而先呈现逐渐增高后下降的趋势，这说明在适宜低浓度的水杨酸浸种处理下能促进草坪草在干旱下种子的萌发和生长。低浓度水杨酸浸种处理促进了草坪草种子在模拟干旱胁迫下的萌发，这与何亚丽的研究结果[9]类似。朱伟等对抗虫棉种子进行水杨酸浸种处理后进行萌发试验得出，0.2 mmol/L水杨酸浸种能促进抗虫棉种子萌发，当水杨酸浓度大于1.0 mmol/L时，对萌发产生了抑制作用[10]。在本试验中，在0.25、0.50 mmol/L处理浓度下显著提高了3种草坪草种子在干旱条件下的发芽势、发芽率（P

本试验结果表明，水杨酸处理（0.25～0.75 mmol/L）在一定程度上有利于胚芽的生长。在干旱胁迫下，水杨酸促进了3种草坪草种子胚芽的生长意味着加快了在水分胁迫下成坪的速度。草坪草出土后可以通过光合作用开始自给自足，抵抗逆境的能力有所增强。因水分缺失导致的草坪草种子萌发生长过慢，时间过长未出土，或干旱造成土壤板结，会使种子窒息而胎死土中。而快速成坪后，养护较容易。

本试验还得出，低浓度水杨酸浸种还可以促进3种草坪草胚根的生长。这意味着根系的生长速度快，根系的深扎可以提高草坪草幼苗的吸水能力和吸水的范围，提高3种草坪草幼苗期的抗旱能力。水杨酸诱导豌豆种子萌发的研究也得出了相似的结论[13]。有研究表明，通过不同浓度水杨酸浸种处理，黄瓜的根系之间具有显著差异，水杨酸具有促进黄瓜种子根系生长的作用[14]。适宜浓度水杨酸可以提高幼苗生长素及细胞分裂素含量，硝酸还原酶的活性得到诱导[15-16]，并且降低了脱落酸含量，从而促进了根系的生长。由于植物种类不一样，水杨酸处理的方式、作用的时间以及浓度的不一样，有可能对植物种子的萌发会产生不一样的影响，具体原因还有待于进一步研究。因此，对于提高不同草坪草种抗旱性的水杨酸有效浓度与最佳浓度应该作详细具体的研究，才能更好地为节约草坪建坪成本、提高草坪建坪质量服务。

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