不同盐胁迫对任豆种子萌发的影响

梁文杰，应苗苗，戎建涛，权伟，潘泰妙

(1.温州科技职业学院 温州市农林渔生态系统增汇减排重点实验室，浙江 温州 325006；2.温州市农业科学研究院，浙江 温州 325006；3.永嘉县原野园林工程有限公司，浙江 永嘉 325102)

土壤盐碱化和次生盐碱化问题在世界范围内广泛存在，据联合国教科文组织(UNESCO)和粮农组织(FAO)不完全统计，全世界盐碱地面积为9 540万hm2[1]。土壤的盐碱化治理已成为全球范围内迫切需要解决的重大课题。中国盐碱地面广量大，据不完全统计，目前我国盐碱地为991.33万 hm2，西北、华北、东北西部和滨海地区都有分布，且类型多样，改造治理及合理开发利用这些资源，是中国农业可持续发展的重要途径之一，也对改善生态环境，推动区域经济、社会和生态可持续发展具有特别重要的意义。浙江省是一个海洋大省，海岸线总长6 486 km，其中大陆海岸线长2 200 km，面积超过500 m2的岛屿有3 061个，共有滩涂资源26.067万km2，绝大部分是盐碱地，其中大量的盐碱地尚待开发利用[2]。

近年来，人们对盐碱地的治理开始由排盐工程转向筛选耐盐植物的生物治理。豆科植物在我国各地均有栽培，且豆科植物具有适应范围广、抗逆性强、耐瘠薄、易栽培、生长迅速、萌蘖力强的特点，可作为优质薪材；其根部具根瘤，能固定和利用大气中的游离氮素，对土壤的形成、发育和植被的建立都有重要意义，而且一些豆科植物具很高的观赏价值[3]。

豆科植物的耐盐性研究多集中在豆科牧草类和作物类植物上。秦峰梅等[4]通过研究盐胁迫下紫花苜蓿CW400、紫花苜蓿公农2号和黄花苜蓿的种子发芽率、发芽指数、胚根、胚轴生长状况及脯氨酸含量发现，黄花苜蓿耐盐性较紫花苜蓿CW400和紫花苜蓿公农2号强，更适合在松嫩草地上种植；张俊叶等[5]根据初萌时间、发芽率下降率、发芽指数、活力指数、平均发芽速度、相对发芽率、相对发芽势和耐盐指数8个指标，应用隶属函数法确定九种豆科牧草(沙打旺、中苜3号紫花苜蓿、东方山羊豆、小冠花、百脉根、扁蓿豆、鹰嘴紫云英、白三叶、黄花苜蓿)苗期耐盐能力的强弱；杨林等[6]研究了NaC1胁迫对5种豆科牧草种子发芽及幼苗生长的影响；张海波等[7]比较了4个大豆品种出苗期和苗期的耐盐性；慈敦伟等[8]对花生苗期的耐盐性指标进行了筛选；王乐政等[9]对不同绿豆品种萌发期耐盐性进行了研究；豆科木本植物的耐盐性研究目前仅有合欢、刺槐等少数几种植物[10-12]。

任豆(ZeniainsignChun)又名任木、翅荚木等，为豆科苏木亚科翅荚木属落叶乔木，被列为国家Ⅱ级重点保护野生植物，具根瘤，能改良土壤，适应能力较强，无论山区、丘岗、平原及四旁均可种植，任豆的树形、叶、花、果独特，可作为园林绿化树种。

1 材料与方法

1.1 材料

任豆种子购于漳浦县大山苗木场。

1.2 方法

1.2.1 盐胁迫梯度试验设计

两种盐分分别为NaCl和Na2CO3，每种盐分浓度梯度设0、0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%。

1.2.2 盐胁迫处理

选取籽粒饱满且大小一致、无病虫害的任豆种子，用质量浓度为1%的NaClO溶液消毒处理20 min后，用蒸馏水冲洗3次，然后用60 ℃始温的水浸种24 h，将种子置于事先铺有2层滤纸的培养皿中，每皿50粒种子，分别加入不同浓度的盐溶液，每处理6个重复，以蒸馏水处理组为对照，置于人工气候培养箱中培养，光照温度、强度和时间分别设定为白天25 ℃、1 250 lx、16 h，夜晚20 ℃、0 lx、8 h。连续培养观察8 d，每天定时添加处理液保持滤纸湿润，定时观察记录种子萌发数8 d，发芽结束统计种子发芽率、发芽指数、发芽势和活力指数。

2 结果与分析

2.1 对任豆种子发芽率和发芽势的影响

从表1可以看出，随着NaCl浓度的升高，任豆发芽率逐步降低，在低浓度(0.1%～0.3%)NaCl胁迫下，任豆的发芽率与对照无显著差异；随着NaCl浓度的升高，发芽率逐步降低，且与对照有显著差异。在低浓度(0.1%)Na2CO3胁迫下，任豆的发芽率与对照无显著差异；随着Na2CO3浓度的升高，发芽率逐步降低，且与对照有显著差异。

表1 不同浓度的盐胁迫对任豆发芽的影响

注：不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。

发芽势反映种子的发芽速度和整齐度。从表1可以看出，NaCl胁迫下的任豆种子的发芽势均与对照种子的发芽势有显著差异，且随着NaCl溶液浓度的升高，发芽势逐渐降低，表明NaCl胁迫抑制了种子的萌发速度。0.1% Na2CO3胁迫下的任豆种子的发芽势与对照无显著差异；随着Na2CO3浓度的升高，种子发芽势逐渐降低，且均与对照有显著差异。

定义发芽率为0时的盐浓度为致死浓度，对发芽率(y)和盐浓度(x)进行回归分析，数学模型为y=-89.782x2+0.040 4x+99.007(NaCl)；y=0.988 8x2-109.09x+103.52(Na2CO3)。

2.2 对任豆种子发芽的影响

种子发芽指数结合了种子萌发数目、速度及整齐度3个因素，更能全面地反映种子的萌发情况。由表1结果可以看出，随着NaCl浓度的升高，任豆种子发芽指数逐步降低，0.9%NaCl溶液胁迫条件下的任豆种子发芽指数仅为对照种子发芽指数的16.76%；随着Na2CO3溶液浓度的升高，任豆种子发芽指数逐步降低，0.9%Na2CO3溶液胁迫条件下的任豆种子发芽指数仅为对照种子发芽指数的6.24%。

种子活力指数是种子发芽速率和生长量的综合反映。由表1可以看出，任豆种子在NaCl胁迫下活力指数随盐浓度的升高而降低，0.9%NaCl溶液胁迫条件下的任豆种子活力指数仅为对照种子活力指数的11.27%；任豆种子在Na2CO3胁迫下活力指数随盐浓度的升高而降低，0.9% Na2CO3溶液胁迫条件下的任豆种子活力指数仅为对照种子活力指数的3.48%。

2.3 对任豆种子相对盐害率的影响

相对盐害率反映了盐胁迫对种子萌发的伤害程度。由表1可以看出，随着胁迫浓度的增加，相对盐害率增大，0.9% NaCl胁迫的任豆种子相对盐害率已达65.31%，0.9%Na2CO3胁迫的任豆种子相对盐害率已达到89.79%。

2.4 对种子发芽后形态的影响

由表2可以看出，低浓度盐(NaCl浓度0～0.3%)胁迫对种子发芽后的子叶、根及根尖形态影响不大，高浓度盐胁迫造成发芽种子的子叶发黄，根尖损伤；0.5%以上高浓度碱性盐(Na2CO3)对任豆发芽种子的子叶、根及根尖的损伤更大，子叶腐烂，根变短。据已有研究可知，叶绿体对盐胁迫较敏感，盐胁迫下叶绿素含量降低，影响植物光合作用，最先表现为叶子绿色变浅；根作为植物吸收营养的主要器官，在长时间盐胁迫条件下，根尖细胞最先产生受害反应。

表2 盐胁迫对任豆发芽种子子叶、根及根尖形态的影响

3 讨论

任豆为我国华南地区特有树种，是退耕还林栽植的重要树种，具有树干通直、生长迅速、萌芽性强、天然更新好、抗性强、耐瘠薄等诸多优良特性。本文研究了NaCl、Na2CO3胁迫对任豆种子萌发阶段的影响，结果表明，低浓度NaCl、Na2CO3胁迫对任豆发芽率的影响较小，高浓度NaCl、Na2CO3胁迫大大降低任豆种子的发芽率。这和段才绪等[13]在研究盐胁迫豆科植物决明子萌发时的结论一致。盐胁迫条件下，任豆种子的发芽势、发芽指数、活力指数等指标在低浓度NaCl胁迫条件下均比对照种子的相关指标低。这一结论与李三相等[14]在研究盐胁迫山黧豆、大豆、豇豆、豌豆等豆科植物，张秀玲[15]研究盐胁迫豆科绿豆种子萌发，刘代艳等[16]研究盐胁迫豆科植物柠条锦鸡儿和紫花苜蓿种子萌发等的结论一致。

试验分析发现，低盐浓度胁迫对任豆种子萌发率的影响较小，但对种子的发芽指数和活力指数影响较大；高盐浓度胁迫对任豆种子萌发率有显著抑制作用；同时经比较发现，碱性盐(Na2CO3)比中性盐(NaCl)对种子萌发的抑制作用更为明显。根据试验结果可知，任豆种子发育期具有一定的耐盐性，同时实验室所模拟的环境条件和真实盐碱地的环境条件有一定差异，在实践运用中要充分考虑。