不同浓度盐胁迫对三种饲草作物种子萌发特性的影响

李卫明，许辉欣，柴政，高析

（酒泉市农业科学研究院，酒泉 735000）

近年来，甘肃河西地区紧紧围绕项目区土地盐碱重、贫瘠、面积大及种植的牧草苜蓿、普通籽用玉米产量低的状况，大面积推广甜高粱、饲用玉米、燕麦草等牧草种植。通过研究土壤盐渍化下的高产牧草品种的主控因素，揭示甜高粱、饲用玉米、燕麦草等高产牧草耐盐的重要调控机理，阐明农田高产生产耐盐牧草共性的原理和途径，有助于在生产上采取切实可行的技术措施，进一步提高植物的抗盐碱能力，为植物在盐渍化土壤上生长创造有利条件，为河西内陆荒漠盐碱地开发和实现移民区农牧结合发展及农民持续增收提供技术理论支撑[1]。本试验主要研究不同浓度盐胁迫对种子萌发、生长特性的影响，探讨耐盐作物种子的耐盐能力，为今后甘肃河西盐碱化土地牧草的合理开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试作物品种为：甜高粱（酒甜引6号）、饲用玉米（酒623）、燕麦（燕引1号）；NaCl为分析纯，由北京化工试剂厂生产；蒸馏水。供试基质材料为消毒后的沙子。

1.2 试验设计

1.2.1 作物种子选取：挑选饱满、大小一致的种子，数量为每个发芽盒100粒种子，且种子进行过包衣消毒处理。

1.2.2 培养基质的准备：①洗涤。先将准备好的河沙拣去较大的石子和杂质后进行水洗，以去除污物和有毒物质。②消毒。将洗净的湿沙放在铁盘内摊薄，在130～170℃高温下烘干消毒。③过筛。将烘干的沙子过筛，使沙粒大小均匀，使其既具有足够的持水力，又能保持一定的孔隙利于透气。④装盒。准备9个发芽盒，每个发芽盒中放入1kg消毒后的河沙，然后在8个盒子中，分别加入150mL不同浓度（分别为50、100、150、200、250、300、350、400mmol/L）的NaCl溶液，另一个盒子加蒸馏水（CK）。

1.2.3 试验设3次重复。在不同浓度梯度的发芽盒中放入100粒待发芽种子，并放入恒温为25℃、光照14H/D、光照强度3 000lx的发芽箱中。

1.3 测定项目及方法

从初次计数天数开始，逐天记录发芽种子数，计算发芽势和发芽率，并且观察幼苗子叶变化。在末次计数天数，测定幼苗的生长指标。

发芽率（GP）=初次计数时发芽种子数/播种种子数×100%

发芽势（GE）=末次计数时发芽种子数/播种种子数×100%

相对发芽率（RGP）=盐处理发芽率/对照发芽率×100%

发芽指数（GI）=∑Gt/Dt（其中，Gt为t天的发芽数，Dt为发芽日数）

相对发芽指数（RGI）=盐处理发芽指数/对照发芽指数×100%

萌发活力指数（GVI）=GI×S（其中，S为幼苗平均胚根长度）

相对萌发活力指数（RGVI）=盐处理萌发活力指数/对照萌发活力指数×100%

相对伤害率（RHP）=（对照发芽数-各处理发芽数）/对照发芽数×100%

耐盐程度分析：

耐盐浓度（适宜值）∶相对发芽率(RGP)达到75%时的盐浓度；半数抑制浓度(临界值)：相对发芽率(RGP)达到50%时的盐浓度；极限浓度：相对发芽率(RGP)达到25%时的盐浓度。

2 结果与分析

2.1 NaCl对种子发芽率、发芽势的影响

在种子萌发期检验耐盐性强弱的最常规指标就是发芽率[2]。由表1可知，甜高粱发芽率在50mmol/L浓度最高，150mmol/L浓度急剧减少，350mmol/L之后减少到0；发芽势在50mmol/浓度最高，300mmol/L浓度之后急剧减少，400mmol/L浓度之后为基本不发芽。玉米发芽率在50mmol/L浓度最高，150mmol/L浓度急剧减少，300mmol/L浓度之后减少到0；发芽势在50mmol/L浓度最高，300mmol/L浓度之后急剧减少，400mmol/L浓度之后为基本不发芽。燕麦发芽率在0～50mmol/L浓度最高，150mmol/L浓度之后急剧减少，200mmol/L浓度之后减少到0；发芽势在100mmol/L浓度最高，150mmol/L浓度之后急剧减少，300mmol/L浓度之后基本不发芽。可见，较低盐浓度可促进种子萌发，高盐浓度可抑制种子萌发。本试验中品种间耐盐性为：甜高粱≥玉米＞燕麦。

表1 NaCl浓度对种子发芽率、发芽势的影响 单位：%

2.2 NaCl对种子发芽指数、萌发活力指数的影响

发芽率只能反映盐分对种子萌发的影响，很难反映种子活力和出苗的整齐度，所以本次试验采取发芽活力指数进一步检验其影响。活力指数可以反映种子活力的高低，发芽指数则表示种子萌发速度和田间出苗的一致性[3]。由表2可知，随着NaCl浓度的升高，3个品种发芽指数和萌发活力指数均降低，甜高粱和玉米在200mmol/L浓度之后急剧下降[4]，燕麦在100mmol/L浓度之后急剧下降。在一定程度上说明玉米和甜高粱耐盐性基本一致（盐浓度低于250mmol/L玉米发芽指数稍好于甜高粱，盐浓度高于250mmol/L甜高粱发芽指数稍好于玉米），好于燕麦。

表2 NaCl对发芽指数、萌发指数的影响 单位：%

2.3 NaCl对种子相对发芽率、相对伤害率的影响及耐盐程度分析

由表3可知，随着盐浓度的升高，相对发芽率逐渐降低，甜高粱在300mmol/L浓度之后急剧下降，玉米在250mmol/L浓度之后急剧下降，燕麦在150mmol/L浓度之后急剧下降。以盐浓度低于300mmol/L相对发芽率达到75%以上为本次试验品种甜高粱和玉米的耐盐浓度（适宜值），盐浓度介于300～350mmol/L之间相对发芽率达到50%时为本次试验品种甜高粱和玉米的半数抑制浓度（临界值），盐浓度在350mmol/L相对发芽率为25%时为本次试验品种甜高粱和玉米的极限浓度，燕麦的耐盐浓度（适宜值）为150mmol/L，半数抑制浓度（临界值）为150～200mmol/L。耐盐极限浓度为200～250mmol/L。

从相对伤害率上看，低盐浓度对种子萌发产生的毒害作用较小，而随着盐浓度的增加，盐害作用增大[5]。甜高粱和玉米均在400mmol/L浓度胁迫下相对伤害率接近100%，燕麦在300mmol/L浓度胁迫下相对伤害率接近100%。

表3 NaCl对种子相对发芽率、相对伤害率的影响 单位：%

2.4 NaCl对种子相对发芽指数、相对萌发活力指数的影响

相对发芽指数和相对萌发活力指数能更准确地表现出作物在盐胁迫下的耐盐程度[6]。由表4可知，随着NaCl浓度升高，3个品种相对发芽指数、相对萌发活力指数逐渐降低，燕麦在100mmol/L浓度之后急剧降低，甜高粱和玉米在200mmol/L浓度之后急剧降低。

表4 NaCl对种子相对发芽指数、相对萌发活力指数的影响 单位：%

3 讨论

目前关于盐胁迫对耐盐作物生理生化特性影响的研究方法相对较多，但都集中在研究盐胁迫条件或苗期的生物量差别上[7]。王晨等[8]研究了甜高粱对混合盐碱胁迫的响应及耐盐种质的鉴定；张一弓等[9]研究了NaCl胁迫对玉米自交系种子萌发和根芽生长的影响等，但研究结果常有较大的差异。在众多测定指标中，通过萌发期鉴定耐盐性可在相对短的时间内对大量品种进行评价，具有效率高、周期短、可操作性强等特点，但相关综合性论述几种不同品种耐盐作物的盐胁迫，尤其是适合河西地区的甜高粱、饲用玉米、燕麦草等耐盐作物的研究很少见到。

本试验研究了NaCl条件下盐胁迫对甜高粱、饲用玉米和燕麦草种子萌发的影响，得出的耐盐性结论(甜高粱和饲用玉米在200mmol/L浓度之后急剧下降，燕麦在100mmol/L浓度之后急剧下降)与郭晓丽[10]（盐胁迫下不同高粱材料的生理特性分析）和曹熙敏等[11]（不同盐分胁迫对玉米种子萌发的影响）及李威等[12]（4个燕麦品种萌发期耐盐能力的研究）结论基本一致。并对甜高粱、饲用玉米和燕麦草种子耐盐浓度（适宜值）、半数抑制浓度（临界值）、极限浓度对耐盐作物的种子萌发浓度进行了界定。但试验仅对种子在NaCl不同浓度胁迫下发芽指标进行了测定，对幼苗生长的影响仍有待进一步加深研究。

4 结论

随着盐浓度的增加，种子的发芽率、发芽势、发芽指数、萌发活力指数等降低，发芽时间推迟，种子发芽整齐度降低。盐浓度越大，种子受到的毒害作用越大。随着时间的延长，种子萌发受到盐抑制的作用逐渐增加。本试验中不同品种对盐浓度的适应能力：甜高粱≥玉米＞燕麦。