4种盐胁迫对黑种草种子萌发的影响

杨于军

(山西太宽河自然保护区管理局，山西 夏县 043004)

我国盐碱土问题严重，尤其在干旱半干旱地区，盐渍土总面积高达3.5×107hm2，土壤盐渍化极大地影响了当地植物的生存和生长。草本植物繁殖方式多样、管理成本低、栽培养护简单，在园林中运用丰富，是干旱半干旱地区生态城市建设的重要物种。而选择适合盐碱土生长的园林草本植物是解决干旱半干旱地区城市绿化问题的关键。植物种子最易受外界环境影响而无法萌发，因此，种子顺利萌发是植物在盐碱地区生存、生长的前提条件。

黑种草(NigelladamascenaL.)又名黑子草，毛茛科黑种草属，原产于南欧及北非。黑种草枝叶秀丽，花色浓艳，适应性强，有较高的园林开发潜力。国内仅对黑种草的形态解剖、配置及美学价值有研究，关于其生理胁迫方面的研究未见报导。笔者采用NaCl，Na2SO4，MgCl2单盐溶液和质量比NaCl∶Na2SO4=2∶1的复合盐溶液对黑种草种子进行盐胁迫模拟，每种溶液设5个浓度梯度(以蒸馏水为对照)，共计24组处理。旨在为干旱半干旱地区盐碱地条件下黑种草的栽培和园林应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选取大小相等、健康、饱满的黑种草种子。

1.2 试验方法

分别配置5个浓度梯度(分别为0.3%，0.6%，0.9%，1.2%，1.5%)的NaCl，Na2SO4，MgCl2和NaCl+Na2SO4(质量比为2∶1)盐溶液，以蒸馏水为对照(CK)。取72个培养皿，在培养皿内铺2层滤纸，每个培养皿放50粒经过消毒的种子，并加入不同盐溶液15 mL，每个处理重复3次。将所有培养皿均置于25 ℃的光照培养箱中培养，每日定时观察并记录露白种子数量。试验过程中及时补充各培养皿对应的盐溶液，保持滤纸湿润，直至不再有种子萌发为止。

1.3 指标调查与分析方法

萌发结束后，每处理随机抽取20株幼苗进行种子胚根长、胚芽长和叶面积的测定。采用图像扫描法，将植株叶片扫描成图后导入AutoCAD 2016计算叶面积。发芽率、发芽势、发芽指数、萌发活力指数和盐害指数计算公式如下。

发芽率(GR)=n/N×100%，

(1)

发芽势(GP)=(Kn/N)×100%，

(2)

(3)

萌发活力指数(GNI)=GI×RL，

(4)

盐害指数(SII)=(Cn-n)/Cn×100%.

(5)

式中：n——胁迫处理发芽种子数，粒；

N——固定值，50；

Kn——第7天的发芽种子数，粒；

Gt——不同天数发芽数，粒；

Dt——相应发芽天数，粒；

RL——幼根的平均长度，mm；

Cn——对照种子发芽数，粒。

采用Excel 2010进行数据处理，采用SPSS 17.0软件进行方差分析。

2 试验结果与分析

2.1 盐胁迫对黑种草种子发芽的影响

NaCl，Na2SO4，MgCl2及NaCl+Na2SO4盐溶液对黑种草种子发芽的影响见表1.

2.1.1 盐胁迫对发芽率的影响

0.3%浓度NaCl盐溶液处理的黑种草种子萌发最早，在第5天露白。0.6%，0.9%，1.2%浓度NaCl盐溶液处理的种子分别在试验开始的第6天，第9天，第12天露白。1.5%浓度NaCl盐溶液处理的黑种草种子无露白。同种盐溶液浓度下种子的发芽率随试验天数的增加而不断增大。随着盐浓度的升高，盐胁迫表现愈明显。

0.3%，0.6%浓度Na2SO4盐溶液处理下的种子均在第6天开始露白，0.9%，1.2%浓度Na2SO4盐溶液处理的种子分别在第10天和第17天开始露白。当盐溶液浓度达到最高时种子无萌发。

表1 盐胁迫对黑种草种子发芽的影响 %

0.3%和0.6%浓度MgCl2盐溶液处理下，种子萌发时间与Na2SO4盐一致。MgCl2浓度为0.9%，1.2%时，种子分别在第13天和15天发芽，最高浓度下的种子发芽率为0.0%.随着盐溶液浓度升高，盐胁迫效果越显著，种子发芽越少。

1.5%浓度的NaCl+Na2SO4复合盐处理没有种子萌发。0.3%，0.6%浓度处理下的种子在第6天开始萌发，0.9%和1.2%浓度处理下的种子分别在第10天和第15天开始发芽。在同种盐溶液浓度处理下，种子的发芽率随试验天数的增加而逐步增大。

盐溶液处理下黑种草种子的发芽率与盐浓度成反比。0.3%和0.6%浓度下，种子发芽率表现为NaCl盐胁迫下最低，MgCl2最高。0.9%浓度下，复合盐处理种子发芽率高于其它处理组，MgCl2盐溶液处理发芽率最低。在处理液浓度为1.2%时，Na2SO4和复合盐处理下种子的发芽率相同并达到最高；NaCl和MgCl2溶液处理下的种子发芽率几乎相同，并达到最低。这表明盐胁迫对黑种草种子的萌发有抑制作用，且盐溶液浓度越高，抑制作用愈大，发芽率越低。

2.1.2 盐胁迫对发芽势和发芽指数的影响

发芽势是指发芽初始阶段(初始计数时)确定的天数内，供试种子中正常发芽种子数所占的百分比，是鉴别种子发芽整齐度的指标。种子发芽势越高，表明其生命活力越强。发芽指数与种子的生命力呈正相关关系。

对照组黑种草种子的发芽势为69.33%，发芽指数为44.17%，高于盐溶液胁迫下种子的发芽势和发芽指数，说明对照组种子能表现出全部的生命活力。而在处理组中，随着处理液浓度的增大，黑种草种子的发芽势和发芽指数均表现为逐步减小。在处理液浓度达到1.2%甚至更高时，种子的发芽势和发芽指数降到最低，说明此时种子的生命活力受到严重破坏，无法正常生长。

在处理组中，当盐溶液浓度为0.3%时，黑种草种子的发芽势大小为MgCl2>复合盐>Na2SO4>NaCl；处理液浓度为0.6%时，黑种草种子的发芽势大小为复合盐>NaCl>Na2SO4>MgCl2；处理液浓度为0.9%时，黑种草种子的发芽势大小为复合盐>Na2SO4>NaCl>MgCl2；当处理液浓度为1.2%时，黑种草种子的发芽势大小为Na2SO4>复合盐>MgCl2=NaCl.

当处理液浓度为0.3%时，黑种草种子的发芽指数大小为NaCl

2.2 盐胁迫对黑种草种子盐害指数的影响

盐害指数是种子耐盐性强弱的重要指标，它反映了种子发芽期盐溶液胁迫对种子的损伤水平。NaCl，Na2SO4，MgCl2及NaCl+Na2SO4盐溶液对黑种草种子盐害指数的影响见图1.

图1 盐胁迫对黑种草种子盐害指数的影响

由图1可以看出，各组盐处理中黑种草种子的盐害指数与处理液浓度呈正相关关系，随浓度的升高盐害指数增大，盐溶液对种子的损伤程度逐渐增大。0.3%和0.6%浓度各盐胁迫处理的盐害指数表现为MgCl2<复合盐

2.3 盐胁迫对黑种草种子幼苗生长的影响

NaCl，Na2SO4，MgCl2及NaCl+Na2SO4盐溶液对黑种草种子幼苗生长的影响见表2.

表2 盐胁迫对黑种草种子幼苗生长的影响

由表2可以看出，4种盐溶液对黑种草幼苗生长均具有显著的抑制效果，且随盐溶液浓度升高，抑制效果越强。0.3%，0.6%浓度盐胁迫下幼苗的胚根长、胚芽长和叶面积均显著低于对照组。0.9%，1.2%和1.5%盐溶液处理下叶片及胚芽不生长。

2.4 盐胁迫对黑种草种子萌发活力指数的影响

萌发活力指数是表示种子发芽速度的指标。萌发活力指数越大，说明种子发芽越快，幼苗长势越好。NaCl，Na2SO4，MgCl2及NaCl+Na2SO4盐溶液对黑种草种子萌发活力指数的影响见图2.

图2 盐胁迫对黑种草种子萌发活力指数的影响

由图2可以看出，CK处理下的黑种草种子萌发活力指数最高，说明CK溶液中的种子发芽最快，长势最好。而在处理组中，黑种草种子的萌发活力指数随溶液浓度升高而降低，甚至降为0%.说明种子在盐溶液浓度升高时，受到的抑制效果越来越强，直到失去活力，停止萌发。

当处理液浓度为0.3%，0.9%和1.2%时，黑种草种子的萌发活力指数由大到小为复合盐>Na2SO4>NaCl>MgCl2；而在处理液浓度为0.6%时，黑种草种子的萌发活力指数由大到小为NaCl>复合盐>Na2SO4>MgCl2；当处理液浓度为0.6%时，在NaCl处理下的黑种草种子萌发活力指数要高于其它3种盐溶液处理的种子。种子的萌发活力与发芽指数、幼苗的生长呈正相关，随着盐浓度的升高，黑种草种子的发芽指数和幼根长均逐步减小，因此种子活力指数也随之下降。

3 讨论与结论

发芽率、发芽势和发芽指数可以反映种子活力和发芽整齐度，盐害指数可以反映种子受到盐害的程度。盐对种子产生抑制作用的主要原因是渗透效应和离子作用。试验结果表明，黑种草种子的发芽率、发芽指数和发芽势与盐溶液浓度呈负相关。浓度为1.5%时，各盐胁迫处理下种子的发芽率、发芽指数和发芽势均为0%，种子不萌发。这可能是由于盐溶液浓度过高，对种子产生了渗透效应，破坏了种子细胞膜，导致种子失活。MgCl2溶液胁迫对黑种草种子萌发的影响最大，这可能是由于Mg2+造成的毒害作用要强于Na+.复合盐处理种子萌发率高，可能是由于离子的综合效应减弱了毒害的影响，提高了种子的发芽率。

本试验中，盐胁迫对黑种草幼苗生长产生显著的抑制作用(P<0.05)。胚芽和叶片较幼苗对盐胁迫更敏感，这可能是由于盐溶液对胚根产生的毒害作用更强，导致胚根无法吸收传递足够的营养供地上部分生长。0.9%，1.2%和1.5%浓度的盐溶液处理下，胚芽和叶片不生长，这与卢艳敏在不同盐胁迫对高羊茅种子萌发影响的研究结果一致。MgCl2溶液对幼苗生长影响较大，浓度为0.6%时幼苗出现腐败，这可能是由于Mg2+产生的毒害作用使种子死亡，无法生长。

试验结果表明，黑种草种子萌发对各盐胁迫均有一定的响应，且盐溶液浓度越大，种子萌发状况越差。不同盐种类对种子萌发的抑制作用不同，综合比较下，种子萌发受盐胁迫影响的表现为MgCl2>Na2SO4>NaCl>复合盐溶液。且盐溶液浓度越大，盐溶液对幼苗叶面积、胚芽及胚根长度的抑制强度越大。