碱性盐胁迫对天人菊种子萌发的影响

潘立雪 王 浩 陈晨霞 高景云 于佳鑫 姜云天＊（通化师范学院 吉林 通化 134002）

天人菊(Gaillardia pulchellaFoug.)为菊科1 年生草本花卉，原产热带美洲。其色彩艳丽，花期长，栽培管理简单，是布置花坛、花镜和花丛的优良材料，具有很高的观赏价值。除此之外，天人菊具有耐风、耐旱、生性强韧的特性，亦是防风固沙的优势植物。但目前有关天人菊的研究大多集中在抗旱[1]、繁殖育苗[2～3]及种子萌发条件的筛选[4]等方面，而有关其耐盐性方面的研究较少。东北是我国苏打盐碱地典型分布区，面积高达765 万hm2，并且每年以1.4%的速度扩展，土壤盐渍化已成为制约该区域城乡园林绿化进程的主导因素。如何在盐碱地区选配景观植物，如何提高该区域园林绿化植物的存活率已成为亟待解决的问题。因此，本研究以北方园林花卉天人菊种子为试材，探讨NaHCO3和Na2CO3碱性盐胁迫对其种子萌发特性的影响，明确种子萌发阶段和幼苗生长阶段对2 种盐胁迫的耐受性，旨在为盐碱地区景观植物选择及应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料。试验所用材料为购自北京鑫农丰农业技术研究所的天人菊种子。

1.2 试验方法。以NaHCO3和Na2CO3这2 种碱性盐为胁迫因子，其浓度依次设置为20 mmol/L、40 mmol/L、60 mmol/L、80 mmol/L、100 mmol/L。选取饱满、无病虫害的天人菊种子若干，将种子用0.05%高锰酸钾消毒5 min，蒸馏水冲洗数遍备用。将处理后的种子均匀摆放到铺有滤纸的培养皿中，每个培养皿30 粒天人菊种子。然后用滴管沿着培养皿内壁慢慢将不同浓度的盐溶液分别注入培养皿内，加入盐溶液的量以完全浸湿滤纸为宜(每个培养皿注入量为10 ml)，每个处理3 次重复，其中以加入蒸馏水的处理组为对照组(CK)。将培养皿置于恒温箱内进行种子萌发培养，每24 h 观察1 次，并记录种子发芽情况(胚根突破种皮记为发芽)，待无种子萌发时(第9 d)结束试验。每个处理随机选取10 株幼苗测量鲜重和胚根长，不足10 株的全部测量。

1.3 相关指标计算公式。发芽率=(正常发芽的种子数/供试种子总数)×100%[5]；相对发芽率=(盐处理发芽率/对照发芽率)×100%[5]；发芽势=(日发芽种子数达到高峰期时的发芽种子总数/ 供试种子总数)×100%[6]；发芽指数=∑Gt/Dt，其中Gt为不同培养时间(t，d)的发芽种子数，Dt为相应的培养时间发芽指数[7]；活力指数=发芽指数×幼苗鲜重；相对胚根长=盐处理组平均胚根长/对照组平均胚根长[7]。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对天人菊种子发芽率和发芽势的影响。随着NaHCO3和Na2CO3盐浓度的升高，天人菊种子发芽率和发芽势均呈逐渐下降趋势(表1)。经方差分析表明，低浓度(20 mmol/L)NaHCO3胁迫处理下的发芽率和发芽势与对照差异不显著(P＞0.05)，分别较对照下降1.85%和17.78%，当盐浓度≥40 mmol/L 时，NaHCO3处理的发芽率和发芽势均较对照显著下降(P＜0.05＝)，且在盐浓度达到100 mmol/L 时，发芽率较对照下降90.75%，而发芽势则降至0；Na2CO3处理的发芽率和发芽势均与对照差异显著(P＜0.05＝），且其低浓度(20 mmol/L)处理的发芽率和发芽势相比对照下降14.82%和22.22%，当盐浓度达到80 mmol/L时，发芽率较对照下降94.45%，而发芽势降至0。说明高浓度碱性盐胁迫严重抑制天人菊种子萌发，且Na2CO3胁迫对天人菊种子萌发的抑制作用强于NaHCO3胁迫。

表1 碱性盐胁迫下天人菊种子萌发指标的变化

表2 盐胁迫下天人菊种子萌发阶段曲线回归分析

2.2 盐胁迫对天人菊种子发芽指数和活力指数的影响。由表1 可知，随着NaHCO3和Na2CO3盐浓度的升高，天人菊种子发芽指数和活力指数均呈逐渐下降趋势，且各处理均与对照差异显著(P＜0.05＝)。其中，低浓度(20 mmol/L)NaHCO3和Na2CO3处理的发芽指数和活力指数，相比对照分别下降34.83%、25.63%和54.02%、56.03%，说明此浓度盐胁迫已致使部分天人菊种子失去活力。当盐浓度升高到100 mmol/L 时，Na2CO3处理的发芽指数和活力指数均降至0，而NaHCO3处理下的发芽指数和活力指数分别较对照下降96.18%和99.78%，种子已失去活力，几乎不萌发。

2.3 耐盐性评价。为了进一步明确天人菊在种子萌发和幼苗生长2 个阶段的耐盐程度，参照相关文献[5～7]，分别将相对发芽率和相对胚根长与其盐浓度进行曲线回归分析。曲线回归分析(表2 和表3)结果表明，相对发芽率与NaHCO3、Na2CO3盐浓度之间线性拟合效果最佳，其最优线性函数方程分别为y1= 110.050 -0.886x1和y1=99.997-1.074x2；相对胚根长与盐浓度之间二次曲线拟合效果最佳，其最优二次函数方程为y2=1.854-0.029x1+0.0001x12和y2=1.344-0.040x2+0.00027x22。由最优函数方程求得天人菊种子萌发阶段对NaHCO3和Na2CO3的耐盐适宜浓度为39.56 mmol/L 和23.27 mmol/L，耐盐半致死浓度为67.78 mmol/L 和46.55 mmol/L，耐盐极限浓度为112.92 mmol/L-和83.80 mmol/L；天人菊初生幼苗生长阶段对NaHCO3和Na2CO3的耐受阈值分别为58.48 mmol/L 和24.48 mmol/L。综合以上结果可见，天人菊种子萌发阶段对NaHCO3和Na2CO3的耐受性要强于初生幼苗生长阶段。

表3 盐胁迫下天人菊种子幼苗生长阶段曲线回归分析

3 结论

种子萌发受诸多因素的影响，其中盐胁迫类型[7～8]、盐浓度[9]会直接影响到种子的萌发质量。本研究表明，低浓度(20 mmol/L)NaHCO3处理对天人菊种子发芽率和发芽势的影响并不大，而高浓度NaHCO3和Na2CO3胁迫条件下，天人菊种子萌发严重受抑，种子几乎失去活力，且Na2CO3胁迫对天人菊种子萌发的抑制作用强于NaHCO3胁迫。经曲线回归分析也可进一步说明，种子萌发和幼苗生长2 个阶段均对NaHCO3胁迫具有较强的耐受能力，且天人菊幼苗生长阶段对NaHCO3和Na2CO3胁迫的耐受能力相比种子萌发阶段弱。因此，在东北地区盐碱地区选择绿化花卉时，根据种子不同发育阶段对盐胁迫的耐受程度来采取相应措施，以提高播种后种苗的存活率。