黄腐酸钾对盐胁迫下小白菜发芽及幼苗生长的影响

张彩虹 冯棣 张敬敏 吴敏 王志和 祝海燕 高俊平

摘    要：為了研究小白菜发芽及幼苗阶段的耐盐特性，以及黄腐酸钾对小白菜NaCl盐胁迫下的缓解效果。采用水培法设计2个试验，试验1：在小白菜发芽后的1～5 d移入不同质量浓度（1.5、3、4.5、6 g·L-1）NaCl溶液中，计算其存活率;试验2：设置0、1.5、3、4.5、6 g·L-1共5个NaCl盐质量浓度处理，并设置是否配施黄腐酸钾（0.2 g·L-1）2种方式。结果表明，发芽后2 d耐盐表现最强，其次是3 d、4 d、1 d，发芽后5 d耐盐表现最差。随盐胁迫程度的增加，小白菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数、下轴胚长、根长指标均逐渐表现出受不同程度的抑制。其中根长盐害表现最明显，与无盐相比，其余处理盐害系数依次增加了56.57%、87.31%、94.43%、96.66%。小白菜发芽率在培养液质量浓度达到4.5 g·L-1后出现小幅降低，死苗率随水培液盐浓度的增加而增加。在相同水培液浓度下，添加黄腐酸钾的处理死苗过程有所延迟，且1.5 g·L-1处理的死苗率降低了37.5%。在无盐胁迫下，添加黄腐酸钾的处理显著增加了小白菜的鲜/干物质质量、叶绿素含量及类胡萝卜素含量，增幅分别为81.1%、62.7%、91.9%、78.4%。添加黄腐酸钾可在低盐（≤1.5 g·L-1）胁迫下提高小白菜幼苗的存活率、促进其地上部生长，在无盐胁迫下提高发芽率、鲜/干物质质量和叶绿素含量。

关键词：小白菜;盐胁迫;黄腐酸钾;生长指标

中图分类号：S634.3 文献标志码：A 文章编号：文章编号：1673-2871（2020）12-087-05

Abstract： In order to study the salt tolerance characteristics of pak choi （Brassica chinensis L.） during germination and seedling stage， and the mitigation effect of potassium fulvic acid on pak choi under NaCl salt stress. Two experiments were designed by hydroponics. Experiment 1： pak choi seedlings were transferred into NaCl solutions with different concentrations （1.5， 3， 4.5， 6 g·L-1） at 1-5 days after germination， and the survival rate was counted， respectively. Experiment 2： five treatments with salt concentration of 0 （CK）， 1.5， 3， 4.5， 6 g·L-1 were set， and whether to apply 0.2 g·L-1 potassium fulvic acid （PFA）in two ways to study the salt damage coefficient of germination rate， germination potential， germination index， hypocotyl length and root length of pak choi seeds and chlorophyll content etc. The strongest salt tolerance performance appeared at 2 days after germination （DAG）， followed by 3， 4， 1 DAG， and the salt tolerance at 5 DAG was the weakest. With the increasing of the degree of salt stress， the germination rate， germination potential， germination index， hypocotyl length and root length of pak choi showed different degrees of inhibition. Compared with 0 g·L-1， the salt damage coefficient of other treatments increased by 56.57%， 87.31%， 94.43% and 96.66%. and the salt damage was the most remarkable. The germination rate of pak choi decreased slightly when the culture solution reached 4.5 g·L-1， and the dead seedling rate increased with the increasing of the salt concentration. Under the same concentration， compared with the treatments without adding potassium fulvic acid， the seedling death process of the treatments with potassium fulvic acid were delayed， and the seedling death rate of 1.5 g·L-1 treatment with PFA reduced by 37.5%. Under no salt stress， the treatment of adding potassium fulvic acid significantly increased the fresh/ dry matter mass， chlorophyll content and carotenoid content of pak choi by 81.1%， 62.7%， 91.9% and 78.4%， respectively. The addition of potassium fulvic acid could improve the survival rate and promote above-ground growth of pak choi under the low salt （≤1.5 g·L-1） stress， and increase the germination rate， fresh/ dry matter mass and chlorophyll content under no salt stress.

Key words： Pak choi; Salt stress; Potassium fulvic acid; Growth index

盐胁迫是抑制作物生长的重要因素之一[1]。认识作物的耐盐特性并寻找提高作物耐盐性的途径和方法才可能克服盐害，从而提高作物的抗逆能力，因此研究作物耐盐性对于指导农业生产具有十分重要的意义。小白菜是一种富含大量维生素和矿物质的常见蔬菜[2]，其耐盐能力较弱，因此探究如何通过外源物质减少盐分胁迫对作物的伤害具有重要意义。曹丽华等[3]研究表明，外源硒能够提高超氧化物歧化酶、过氧化物酶等植物细胞保护酶的活性，降低丙二醛含量，缓解盐胁迫对小白菜幼苗的毒害作用。徐芬芬[4]研究表明，100～150 mg·L-1外源亚精胺能显著提高盐胁迫下小白菜的株高、单株质量、含水量及小白菜净光合速率等。黄腐酸钾是黄腐酸肥料的一种，它能在发挥黄腐酸调节作物生长作用的同时，又可以补充作物生长发育所需要的钾元素[5]。孙希武等[6]研究表明，黄腐酸钾可以提高硅钙钾镁肥的利用效率，增加土壤中有效硅含量，进而改善植株的生长环境。回振龙等[7]报道称黄腐酸提高了干旱胁迫下紫花苜蓿种子的叶绿素含量和根系活力，增强了植株的整体抗旱性，且施用0.05%黄腐酸浸种对干旱胁迫下种子的保护效应更为显著。Elrys等[8]研究表明，黄腐酸显著改善了小麦的抗氧化防御系统，从而降低了活性氧水平，增加了盐胁迫条件下小麦的生长和产量。Ouni等[9]报道称，在盐胁迫条件下，黄腐酸既可以直接促进种子萌发和植株生长，又可以间接改善土壤理化和生物特性。黄腐酸钾作为化肥增效剂已经广泛应用于农业增产，然而应用在蔬菜抗盐性方面的研究较少。本试验以小白菜为研究对象，研究水培条件下小白菜发芽及幼苗阶段的耐盐特性，并探究黄腐酸钾是否具有改善其耐盐能力的效果，以期为黄腐酸钾提高小白菜抗逆能力的可行性提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试小白菜材料为‘四季小白菜，由山东省寿光欣欣然园艺有限公司提供。黄腐酸钾选用矿源黄腐酸钾，商品名为天需，由山东冠县阜丰化肥有限公司提供，含量：黄腐酸≥65%，氧化钾≥12%，水溶性≥99%。育苗盒规格为34 cm×25 cm×4.5 cm。试验于2019年3月在潍坊科技学院生物技术研发中心实验室进行。

1.2 方法

1.2.1 种子发芽及幼苗阶段耐盐性分析试验 使用淡水培养小白菜，准备7个育苗盒，底部铺设海绵。将去离子水分别倒入育苗盒中，用玻璃棒将海绵充分浸湿后开始点播种子，每盒分8行点播精选小白菜种子，每行11粒，共88粒，水温控制在（22±2） ℃。分別于发芽后1、2、3、4、5 d，每天从育苗盒中各取22棵移入使用去离子水和NaCl配置的质量浓度分别为1.5、3.0、4.5、6.0 g·L-1的NaCl水培液中培养，4个盐溶液处理依次标记为ST1、ST2、ST3、ST4。

1.2.2 存活率的测定 自发芽后每天记录所有处理小白菜的存活情况至发芽后14 d结束，并计算存活率。

存活率/%=种子成活数/供试种子数×100。                                                                                   （1）

1.2.3 黄腐酸钾在盐胁迫下的缓解效果试验 使用去离子水和NaCl配置0、1.5、3.0、4.5、6.0 g·L-1共5个质量浓度的NaCl水培液处理，并设置添加0.2 g·L-1黄腐酸钾和不添加黄腐酸钾2种方式。将不配施黄腐酸钾的5个盐浓度处理依次标记为S0、S1、S2、S3、S4，配施黄腐酸钾的5个盐浓度处理依次标记为FS0、FS1、FS2、FS3、FS4。采用完全随机处理，每个处理3次重复。共准备30个育苗盒，底部铺设海绵。配置好10种溶液，依次倒入标记好的育苗盒中，每盒点播精选小白菜种子88粒，培养液温度控制在（22±2） ℃。

1.2.4 发芽能力指标的测定 自点播24 h后每12 h开始观察记录至播后6 d，统计发芽率、发芽势。按 GB 2772—1999国家标准计算种子的发芽率（GR）、发芽势（GE）、发芽指数（GI）。

发芽率/%=种子发芽数/供试种子数×100;                                                                                       （2）

发芽势/%=发芽进程当日发芽最多种子发芽数/供试种子数×100;                                               （3）

式中，Gt代表在时间t日的发芽数，Dt代表相应的发芽日数。

1.2.5 形态指标的测定 于播后6 d在每个处理间隔获取15棵小白菜幼苗，调查根长、下胚轴长。取样后每个处理保留40棵苗开始记录死苗情况至播后20 d。于播后20 d采用95%乙醇-分光光度计法测定幼苗叶片的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量，并采用烘干法获得总鲜/干物质量，鲜质量使用精度为0.01 g的电子天平称得，干物质量经过30 min 105 ℃杀青后与洗净的根系一起在75 ℃下烘干至恒质量，之后使用精度为0.000 1 g的电子天平称得质量。

计算小白菜的发芽率、发芽势、发芽指数、下胚轴长和根长5个指标的盐害系数，各指标的盐害系数=（对照值-处理值）/对照值×100%。

1.3 数据分析

试验数据采用EXCEL软件进行处理、分析并绘制图表。使用SPSS 17.0数据处理软件，采用LSD法进行方差分析及显著性检验。

2 结果与分析

2.1 小白菜发芽及幼苗阶段耐盐性分析

表1显示了小白菜幼苗在不同时间从淡水移入4种浓度盐溶液的存活率。在移栽6 d时初次出现死苗，仅发生在ST3-1、ST4-1、ST3-5和ST4-5，其中ST3-5和ST4-5的存活率分别比ST3-1和ST4-1降低5.0%和10.0%，可见发芽后5 d时的耐盐能力更弱。在移栽7 d时ST2-1、ST3-4、ST4-4和ST2-5处理出现了死苗。在移栽后8 d时ST2-3、ST3-3、ST4-3、ST1-4、ST2-4处理出现了死苗。在播后9 d时ST3-2、ST4-2和ST1-3处理出现了死苗。因此从出现死苗的先后顺序来看，发芽后2 d耐盐能力最强，其次是发芽后3 d、4 d、1 d，发芽后5 d耐盐能力最弱。在移栽10 d时除ST1-1、ST1-2和ST2-2处理外所有处理均出现死苗，且存活率与盐溶液浓度呈负相关。从高质量浓度处理（≥4.5 g·L-1）存活率来看，发芽后5 d最低，其次是发芽后1 d、4 d，发芽后2 d和3 d最高，小白菜耐盐特性与出现死苗的先后顺序基本一致。可见，小白菜发芽及幼苗阶段耐盐能力弱，且耐盐特性表现为发芽后2 d耐盐表现最强，其次是3 d、4 d、1 d，发芽后5 d耐盐表现最弱。

2.2 盐分胁迫下黄腐酸钾对小白菜盐害系数的影响

表2显示了以S0处理为对照，不同处理小白菜的发芽率、发芽势、发芽指数、下胚轴长及根长5个指标的盐害系数。由表2可见，盐胁迫对各项调查指标均存在抑制作用，但是表现出抑制的盐溶液阈值存在明显差异。与S0相比，S1和S2的发芽率盐害系数未受影响，而S3和S4的发芽率盐害系数分别增加了3.45%和8.04%;發芽势盐害系数依次变化了-3.58%、-2.39%、0.00%、11.90%;发芽指数盐害系数依次变化了-1.37%、8.92%、7.56%、14.73%;下胚轴长盐害系数依次增加了40.34%、40.34%、39.5%、40.34%;根长盐害系数依次增加了56.57%、87.31%、94.43%、96.66%。可见，盐胁迫对小白菜的下胚轴长、根长存在明显的抑制作用，高质量浓度（≥4.5 g·L-1）盐胁迫会影响小白菜种子的发芽，但在低浓度下可以增强种子的生命活力，提高小白菜的发芽势以及发芽指数。在相同水培液浓度下，FS0处理的小白菜的发芽率、发芽势、发芽指数的盐害系数均低于S0处理，说明黄腐酸钾有利于无盐胁迫下小白菜发芽。当盐质量浓度≤1.5 g·L-1时，添加黄腐酸钾的处理与CK相比，对下胚轴长有明显的促进作用，在培养液质量浓度≤4.5 g·L-1时，添加黄腐酸钾处理的下胚轴长的盐害系数均明显低于未添加黄腐酸钾的处理;而根长的盐害系数全部高于未添加黄腐酸钾的处理。说明添加黄腐酸钾在低浓度（≤1.5 g·L-1）下有利于促进小白菜地上部的生长并具有一定的缓解盐分胁迫的能力，但不利于小白菜根系生长。

2.3 盐分胁迫下黄腐酸钾对小白菜死苗的影响

图1显示了不同浓度NaCl溶液水培下以及添加黄腐酸钾后小白菜的死苗情况。由图1-a可以看出，S0～S4处理分别于播后11 d、8 d、7 d、7 d和7 d出现死苗，各处理死苗率随盐胁迫程度和时间的增加而增加，S1～S4处理的死苗率分别于播后11 d、13 d、14 d和16 d达到100%;播后20 d时，仅S0幼苗尚有存活，死苗率为7.5%。由图1-b可以看出，FS0～FS4处理分别于播后11 d、8 d、8 d、7 d和7 d出现死苗，各处理死苗率亦随盐胁迫程度和时间的增加而增加，FS2～FS4处理的死苗率分别于播后11 d、13 d和16 d达到100%;播后20 d时FS0和FS1的死苗率分别为7.5%和62.5%。在相同盐分浓度下，添加黄腐酸钾的处理与未添加黄腐酸钾的处理相比，死苗时间滞后，且FS1仍有37.5%的幼苗存活，说明在低盐胁迫条件下（≤1.5 g·L-1）添加黄腐酸钾有利于小白菜幼苗存活。

2.4 黄腐酸钾对小白菜幼苗生长的影响

表3显示了S0和FS0处理叶绿素含量及总鲜、干物质量。由表3可见，与S0处理相比，FS0处理的叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素含量、类胡萝卜素含量、总鲜干物质量、总干物质量均显著升高，分别高出76.0%、148.5%、91.9%、78.4%、81.1%和62.7%。说明在无盐分胁迫下，添加黄腐酸钾有利于叶绿素的合成以及干物质的积累。

3 讨 论

盐分胁迫制约着生态环境的优化与农业生产的发展，对植物生长发育造成了严重影响[10]。种子萌发期被认为是植物生活周期中最重要和最脆弱的阶段，是耐盐性鉴定的最佳时期[11]。刘宇[12]在膜荚黄芪种子萌发生态特性及生理生化活性的研究中表明，黄芪种子的萌发时间与其细胞膜保护能力呈正相关，种子通过不断提高自身的抗逆能力来适应环境，且发芽后第1 天抗逆性最差，这与本试验中种子发芽后1 d耐盐能力差的结论基本一致。发芽后4 d和5 d移栽的小白菜幼苗存活率较2 d和3 d差，原因可能是小白菜发芽后在淡水中培养时间越长，其长势越旺盛，需水量越大，从而导致由水培液渗透势降低所带来的生理干旱抑制作用更加明显[13]。