混合盐碱胁迫对大花金鸡菊种子萌发的影响

(河南林业职业学院， 河南 洛阳 471000)

盐碱胁迫是影响植物生长发育的一个重要非生物胁迫因素[1]。据统计，世界上100多个国家广泛分布着碱土和盐土。目前，我国盐碱土总面积达9 913万hm2，其中松嫩平原为我国的主要盐碱地区[2]。随着我国经济的发展，人们对于城市绿化的要求越来越高，引种选育耐盐碱的园林植物变得越发迫切。除了当地乡土植物的开发应用外，也需要引种观赏效果较好、耐性较高的花卉，以丰富当地园林景观植物的多样性。

大花金鸡菊(Coreopsisgrandiflora)是菊科(Asteraceae)金鸡菊属(Coreopsis)宿根花卉，原产北美，花大、鲜艳美丽[3]，作为极具潜力的野生花卉已被研究者引种开发利用[4]，大花金鸡菊的耐盐胁迫[5]及耐低温胁迫[6]的能力也已被研究，促进了其在园林绿化中的应用。目前，有关大花金鸡菊种子的耐盐碱性的研究未见报道。

本实验采用不同盐浓度及pH值的混合盐碱溶液处理大花金鸡菊种子，研究盐碱胁迫对其种子萌发的影响，探究其耐盐碱性，为大花金鸡菊在园林绿化中的引种应用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材 料

大花金鸡菊种子采摘于东北林业大学园林学院苗圃，采摘净种后保存至4 ℃冰箱内备用。

1.2 试验方法

选取饱满、大小一致的种子，用75%的酒精清洗消毒0.2 min，再用蒸馏水冲洗至无味后自然晾干备用。将垫好脱脂棉及2层滤纸的玻璃培养皿(120 mm)用高压灭菌锅进行消毒灭菌，并在烘箱中烘干。

将NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaHCO3按不同配比进行混合，在保证Na+浓度不变的前提下，按照碱性盐比例逐渐增大的顺序分为A、B、C、D、E共5组，每组内设25、50、100 mmol·L-1共3个盐浓度梯度，由于CO32-离子与HCO3-离子形成缓冲溶液，溶液的pH值由CO32-离子与HCO3-离子的比值决定，与盐浓度基本无关，所以从A组到E组pH值可用均值代替，分别为6.78、7.49、8.07、9.46、10.33，共模拟出15种不同盐浓度和pH值的混合盐碱组合(表1，表2)。

表1 各处理组所含盐分及摩尔浓度比

处理盐分组成及摩尔浓度比NaClNa2SO4Na2CO3NaHCO3pH平均值ck00006.74A11006.78B12107.49C19918.07D11119.46E911910.33

注：相同处理组内的不同小写字母表示不同混合盐碱浓度之间差异显著(p<0.05)。下同。图1 混合盐碱胁迫对大花金鸡菊种子发芽率的影响

表2 各处理液的盐浓度和pH值

盐浓度/(mmol·L-1)pH值6.787.498.079.4610.3325A1B1C1D1E150A2B2C2D2E2100A3B3C3D3E3

在烘干的培养皿中，均匀放置30粒种子，并做好标记，分别向培养皿中加入10 mL的蒸馏水(ck)以及相应浓度的盐溶液。放入湿度为65%，温度(24±1)℃恒温培养箱中连续暗培养，每隔2 d补充1次溶液，以维持恒定的溶液浓度。10 d后结束发芽实验。

1.3 指标测定

每日定时统计发芽种子数，参照GB/T 18247.4-2000国家标准，第3天统计发芽势、第10天统计发芽率。计算发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数以及测定生长指标(胚根长度、胚芽长度、鲜重)[7-8]。

采用Excel 2013软件进行数据录入及绘制图表；采用SPSS 22.0软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 混合盐碱胁迫对大花金鸡菊种子发芽率、发芽势的影响

从图1和图2可看出，对照组发芽率、发芽势最高。在pH值条件一致的情况下，与对照组相比，当pH值小于等于7.49时， 25 mmol·L-1的盐浓度未对大花金鸡菊种子的发芽率和发芽势产生显著性影响(p>0.05)，当盐浓度大于等于50 mmol·L-1时，大花金鸡菊种子发芽势显著小于对照组；当pH值达到8.07时，大花金鸡菊种子的发芽率和发芽势显著(p<0.05)低于对照组发芽率，并随着盐浓度的增大而降低，说明大花金鸡菊种子发芽率和发芽势受到了盐碱耦合作用的共同影响；当pH值大于等于9.46时，仅盐浓度为25 mmol·L-1时大花金鸡菊种子的发芽率为对照组的11.03%，发芽势为对照组的6.80%，其余均为0，说明此时pH值是影响大花金鸡菊种子发芽率和发芽势的主要因子。在盐浓度条件一致的情况下，随着pH值的升高，大花金鸡菊种子的发芽率和发芽势整体呈下降趋势，说明大花金鸡菊种子发芽率和发芽势与pH值呈负相关，当盐浓度达到100 mmol·L-1时，大花金鸡菊种子的发芽率最高仅达到对照组发芽率的13.53%，发芽势最高仅达到对照组发芽势的9.61%，说明此时盐浓度成为影响大花金鸡菊种子发芽率和发芽势的主要因子。

2.2 混合盐碱胁迫对大花金鸡菊种子发芽指数、活力指数的影响

从图3和图4可看出，对照组发芽指数、种子活力最高。在pH值条件一致的情况下，与对照组相比，当pH值小于等于7.49时， 25 mmol·L-1的盐浓度未对大花金鸡菊的发芽指数和种子活力产生显著性影响(p>0.05)，当盐浓度大于等于50 mmol·L-1时，大花金鸡菊种子的发芽指数和种子活力受到盐碱耦合作用的显著性影响(p<0.05)而降低；当pH值达到8.07时，大花金鸡菊发芽指数和种子活力显著(p<0.05)低于对照组，并随着盐浓度的增大而降低；当pH值大于等于9.46时，仅盐浓度为25 mmol·L-1时大花金鸡菊种子发芽指数为对照组的14.70%，种子活力为对照组的12.14%，其余均为0，说明此时，pH值是影响大花金鸡菊发芽指数和种子活力的主要因子。在盐浓度条件一致的情况下，随着pH值的升高，大花金鸡菊种子的发芽指数和种子活力整体呈下降趋势，说明大花金鸡菊种子发芽指数和种子活力与pH值呈负相关，当盐浓度达到100 mmol·L-1时，大花金鸡菊种子的发芽指数和种子活力均显著低于对照组，且最大值仅为对照组的23.51%和21.83%，说明此时盐浓度成为影响大花金鸡菊种子发芽指数和种子活力的主要因子。

图2 混合盐碱胁迫对大花金鸡菊种子发芽势的影响

图3 混合盐碱胁迫对大花金鸡菊种子发芽指数的影响

图4 混合盐碱胁迫对大花金鸡菊种子活力指数的影响

2.3 混合盐碱胁迫对大花金鸡菊种子萌发生长指标的影响

从图5可看出，对照组胚芽、胚根长度最大。在pH值条件一致的情况下，所有发芽种子的胚芽长度均在3.5 mm左右，且与对照组相比，当pH值小于等于7.49时，胚芽长度未受到盐碱胁迫显著性影响(p>0.05)；在盐浓度条件一致的情况下，随着pH值的升高，大花金鸡菊发芽种子胚芽长度无明显规律，且多数与对照组无显著性差异(p>0.05)；综上可以认为，盐碱胁迫未对大花金鸡菊发芽种子胚芽长度产生明显影响。如图6所示，与对照组相比，在pH值条件一致的情况下，当pH值小于等于8.07时，大花金鸡菊种子胚根长度呈先升后降的趋势，在pH值为7.49，盐浓度为25 mmol·L-1时达到峰值，说明轻微的盐碱胁迫能促进大花金鸡菊种子胚根的生长，当pH值大于等于9.46时，大花金鸡菊种子胚根长度显著小于对照组(p<0.05)。在盐浓度条件一致的情况下，与对照组相比，当盐浓度小于等于50 mmol·L-1时大花金鸡菊种子胚根长度先升后降，当盐浓度为100 mmol·L-1时，随着pH值的升高，大花金鸡菊种子胚根长度逐渐降低，且显著小于对照组(p<0.05)。如图7所示，与对照组相比，在pH值条件一致的情况下，当pH值小于等于7.49时，大花金鸡菊种子鲜重先升后降，在pH值为6.78，盐浓度为25 mmol·L-1时达到峰值，当pH值大于等于8.07时，大花金鸡菊种子鲜重显著小于对照组(p<0.05)。在盐浓度条件一致的情况下，与对照组相比，当盐浓度为25 mmol·L-1时，大花金鸡菊种子鲜重先升后降，当盐浓度为50 mmol·L-1和100mmol·L-1时，大花金鸡菊种子鲜重随着pH升高而逐渐下降，且显著小于对照组(p<0.05)，说明此时盐碱耦合对大花金鸡菊种子鲜重产生显著影响。

图5 混合盐碱胁迫对大花金鸡菊种子胚芽长度的影响

图6 混合盐碱胁迫对大花金鸡菊种子胚根长度的影响

图7 混合盐碱胁迫对大花金鸡菊种子鲜重的影响

3 结论与讨论

种子能否在盐碱下正常萌发被认为是植物能否在盐碱生境中生存的关键因素[9]，在与环境的协同进化中，植物种子常能适应一定的盐碱胁迫[10]，具有一定的耐盐碱性。本研究采用了15种混合盐碱梯度对大花金鸡菊种子进行了处理，结果表明大花金鸡菊具有一定的耐盐碱能力。

混合盐碱胁迫使大花金鸡菊种子发芽率、发芽势、发芽指数、种子活力低于对照组。这可能是因为高浓度的盐碱胁迫破坏了种子的质膜[11]，使其选择透性的功能发生部分或者全部丧失，使种子细胞内外渗透式失衡，导致种子吸水困难。与仅有中性盐参与胁迫相比，当有碱性盐参与胁迫时，大花金鸡菊种子的萌发更为困难，这说明盐胁迫和碱胁迫发生耦合，具有协同胁迫的作用。在pH值为9.46、盐浓度为50 mmol·L-1时，大花金鸡菊种子的萌发率、发芽势、发芽指数、种子活力均将为0，说明此时的混合盐碱条件可能是大花金鸡菊种子萌发的耐受极限。赛菊芋种子的耐盐性比耐碱性的耐受力更强，与严青青等[12]的研究结果一致。

在萌发过程中，低浓度的盐碱胁迫使大花金鸡菊种子的胚根长度和鲜重增加，这说明低浓度的盐碱能激发种子萌发生长，这与秦娟等[13]的研究结果一致，大花金鸡菊对于盐碱胁迫具有一定的适应能力。

综上，大花金鸡菊在实践应用中，在种子萌发后可以采用轻微的盐碱胁迫促使大花金鸡菊种子生长，要注重栽培地的土壤盐碱性的控制，特别是对pH值的控制。对于盐碱程度在pH高于9.46、盐浓度高于50 mmol·L-1的栽培地不建议播种繁殖大花金鸡菊。