NaHCO3及与NaCl混合盐对板蓝根种子萌发的影响

景艳莉，王思媛，冯 淇，杨 升

(黑龙江八一农垦大学园艺园林学院，黑龙江 大庆 163319)

0 引 言

板蓝根是十字花科菘蓝属2年生植物菘蓝(I.indigoticaFort.)，又称为茶蓝、北板蓝根、大青叶[1]，其干燥根入药即为“板蓝根”，干燥叶入药称为“大青叶”，是清热、解毒类中药的代表，具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗内毒素及增强人体免疫功能等的作用[2-3]，临床用量之大堪称中成药之最。

种子质量和萌发是板蓝根栽培过程中最重要的环节之一。 生产实践表明，板蓝根对北方冷凉气候条件及苏打盐碱土地具有较强的适应能力和耐盐碱性，黑龙江省大庆地区已成为全国重要的板蓝根生产基地。但是，因种源不能自给，黑龙江省种植的板蓝根种子主要引自于山西、河北等地。研究北方盐胁迫条件下对菘蓝种子萌发的影响及生产中陈种子是否可以作为生产资料使用对于板蓝根的栽培生产具有一定的理论意义和实际意义。以板蓝根2年陈种子为试验材料，以培养皿纸上发芽法研究板蓝根种子在苏打盐及混合盐胁迫条件下的萌发特性，旨在揭示板蓝根萌发期的耐盐特性，以期为其生产栽培提供理论依据，为我国在北方土壤盐渍化地区推广种植板蓝根提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用的板蓝根种子为农业生产上所用的板蓝根的角果，原产地为山西省运城市，产于2017年，属于生产上的2年陈种子，由大庆市红岗区晟乾中草药种植合作社提供。

1.2 试验方法

1.2.1 板蓝根2年陈种子千粒重及含水量测定

取洁净、饱满的菘蓝种子1 000粒称重，重复取样5次，以电子天平分别进行称重测定，取其平均值即为菘蓝种子的千粒重。用烘干称重法[4]进行种子含水量测定，3次重复。

种子含水量(%)=(种子鲜重-种子干重)/种子鲜重×100%

1.2.2 不同浓度盐处理对板蓝根种子发芽的影响

将菘蓝种子置于纱网袋中，先后以75%的乙醇和5%的次氯酸钠溶液各浸泡消毒5 min，以蒸馏水漂洗数次后继续浸种2 h。采用培养皿纸上发芽法进行种子发芽试验(见表1)。在直径9 cm 培养皿中垫有2层滤纸，每个培养皿中放置20粒种子，每天检查，保持滤纸湿润，于25℃恒温培养箱中连续培养10 d。以蒸馏水为对照(CK)，每个处理浓度设置3次重复。

表1 试验各处理浓度及编号Tab.1 Experimental treatment concentration and treatment numbering

发芽率=第7 d正常发芽种子粒数/供试种子数×100%(以突破种皮1 mm以上为发芽标准)；

发芽势=第4 d正常发展种子粒数/供试种子数×100%；

发芽指数=∑(Gt/Dt)(Gt为在第t天种子的发芽粒数，Dt为相应的发芽天数)；

相对发芽率(%) = 盐处理第7 d的发芽率/对照第7 d的发芽率 ×100%。

1.2.3 不同盐处理对板蓝根发芽种苗的苗长、重量与生理的影响

种子发芽至第7 d时，从每个培养皿中随机抽取6株发芽的菘蓝种苗，以刻度尺测定其种苗长度及鲜重，3次重复。

丙二醛(MDA)含量测定参照李合生主编的《植物生理生化实验原理和技术》[4]中的测定方法。

1.3 数据处理及分析

利用Microsoft Excel 2007软件进行图表制作和数据处理，利用DPS 7.05(data processing system)进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 板蓝根种子的千粒重与含水量

经测定，板蓝根2年陈种子的千粒重为 8.927 3±0.196 9 g，平均含水量为6.3%。

2.2 盐胁迫对板蓝根种子萌发的影响

2.2.1 盐胁迫对发芽率的影响

发芽率是种子质量的重要指标之一，其变化幅度与趋势可以反映盐对种子萌发的影响(或伤害)程度。由图1可见，板蓝根2年陈种子(CK)的发芽率为86.7%，NaHCO3单一盐及混合盐处理对板蓝根种子萌发有抑制作用，且随着盐浓度的增加发芽率呈下降趋势。当NaHCO3浓度为40 mmol·L-1时，其相对发芽率为96.2%，与对照基本无差异。当盐浓度大于60 mmol·L-1时，发芽率较对照显著性降低。由图2可见，相同摩尔浓度的混合盐对发芽率的抑制作用低于NaHCO3单一盐。NaHCO3浓度与发芽率的线性回归方程为y=-16.72x+121.15，R2=0.929 8；NaHCO3与NaCl混合盐与种子发芽率的线性回归方程为y=-13.27x+120.21，R2=0.836 4。板蓝根发芽率与盐浓度呈显著负相关(P<0.05)。

图1 NaHCO3盐对板蓝根种子发芽率的影响Fig.1 Effect of NaHCO3 salt stress on germination rate of Isatis Indigotica Fort. seeds

图2 混合盐对板蓝根种子发芽率的影响Fig.2 Effect of mixed salt on germination rate of Isatis Indigotica Fort. seeds

图3 盐胁迫对菘蓝种子萌发时间的影响Fig.3 Effect of seed germinating time of Isatis Indigotica Fort under salt stress

2.2.2 盐胁迫对菘蓝种子发芽时间的影响

由图3可见，对照(CK)及T1～T4均从第2 d开始萌发，高浓度混合盐T5和T6处理组从第3 d开始萌发。从萌发曲线的斜率可表现出板蓝根种子的萌发速率及萌发高峰期，可见CK和T1～T3组从第2～5 d为萌发高峰期，而T4、T5和T6组从第5 d后才进入萌发高峰期。从相同摩尔浓度的盐溶液比较来看(T2与T4组，T3组与T5组)，混合盐较NaHCO3单一盐的发芽率高，但发芽迟。

2.2.3 盐胁迫对板蓝根种子发芽势与发芽指数的影响

发芽势能够反映种子发芽的整齐度，发芽指数是反映种子在整个发芽期综合活力的指标[5]。由表2可见，随着盐处理浓度的升高，板蓝根种子的发芽势与发芽指数均呈下降趋势。T1处理的发芽势与发芽指数与CK差异不显著，其他处理的这两项指标均较CK组显著降低(P<0.05)，说明高浓度的盐处理能抑制板蓝根种子萌发，显著降低种子发芽整齐度和活力。从相同摩尔浓度的T2与T4组、T3与T5组盐溶液比较来看，NaHCO3对板蓝根种子萌发的抑制作用高于NaHCO3与NaCl混合盐。

表2 盐胁迫对菘蓝种子萌发的影响Tab.3 Effect of salt stress on germination of Isatis Indigotica Fort. seeds

2.3 盐胁迫对板蓝根种苗的影响

2.3.1 盐胁迫对板蓝根种苗长度与鲜重的影响

由图4和表3可见，随着盐处理浓度的提高，板蓝根种子萌发形成的种苗长度和鲜重明显降低。对照处理的平均每株种苗重32.7 mg，平均苗长9.1 cm。NaHCO3处理浓度为40 mmol·L-1(T1)时对单株鲜重虽影响不明显，但种苗平均长度较对照明显减少。处理T2平均每株种苗鲜重较对照降低了38%，种苗长度降低了30.7%。随着盐处理浓度的提高，种苗的长度和鲜重也呈降低趋势。

图4 不同浓度的盐胁迫对菘蓝种子萌发的影响Fig.4 Effects of different concentrations of salt stress on seed germination

表3 不同浓度盐胁迫对菘蓝萌发种苗的长度与鲜重影响Tab.3 Effect of salt stress on seedling height and fresh weight of Isatis Indigotica Fort.

2.3.2 盐胁迫对板蓝根种苗丙二醛(MDA)含量的影响

MDA是植物在逆境条件下发生膜质过氧化作用的产物之一，通常作为膜质过氧化指标表示细胞膜质过氧化程度和植物逆境条件反应的强弱。由图5可见，板蓝根种苗中MDA含量随着NaHCO3盐和NaHCO3与NaCl混合盐处理浓度的提高而逐渐提高。此外，在盐溶液相同摩尔浓度条件下的T2和T4、T3和T5组合中，NaHCO3单一盐胁迫较NaHCO3与NaCl混合盐胁迫条件下诱导产生的MDA含量高。

图5 不同浓度盐胁迫对菘蓝种苗中MDA含量的影响Fig.5 Effects of different concentrations of salt stress on MDA content in Isatis Indigotica

3 讨论与结论

NaHCO3是我国盐碱地区碱害的重要组成成分，研究表明，在黑龙江省大庆地区盐碱土壤类型中HCO32-是主要的阴离子成分，其次为SO42-和Cl-，土壤碱化度与交换性Na+呈极显著正相关[5]。刘丹[1]研究了NaHCO3对板蓝根种子萌发的影响，结果表明种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均随着NaHCO3浓度的升高而降低，这与本试验研究结果一致，其研究结果也认为当NaHCO3溶液浓度达30 mmol/L时，发芽率即显著性降低。本试验研究表明，NaHCO3溶液浓度≤40 mmol·L-1时对板蓝根种子萌发的发芽率、发芽势、发芽指数和种苗鲜重等指标影响较小。高浓度的NaHCO3(≥60 mmol·L-1)盐处理及NaHCO3与NaCl混合盐处理显著抑制板蓝根种子萌发，表现为发芽率、发芽势、发芽指数、单株种苗长和种苗鲜重迅速下降。此外，有人研究了CaCl2[6]、NaCl[6-7]等单一盐对菘蓝种子萌发的影响，研究结论基本一致，即板蓝根种子的发芽率、发芽势、发芽指数等指标均随着盐浓度的升高而降低。但从文献来看，混合盐对菘蓝种子萌发影响研究较少。研究表明，在相同摩尔浓度条件下，NaHCO3对板蓝根种子萌发抑制作用大于NaHCO3与NaCl混合盐。

研究中，板蓝根2年陈种子的千粒重为8.927 4 g，平均含水量为6.3%，标准发芽率为86.7%，符合菘蓝种子质量标准[7-9]。生产实践中发现，2年陈种子的发芽率降低，抽薹开花率提高，因此建议农业生产中尽量使用新种子，如果使用陈种子，越冬越夏必须妥善保存，提高播种量，栽培过程中拔除抽薹开花株，以保证板蓝根生产质量。

板蓝种子发芽率随着盐浓度增加呈下降趋势，发芽率与盐浓度呈负相关关系。高浓度的盐胁迫显著降低板蓝根发芽整齐度，种子初始萌发时间晚，且种子萌发高峰期滞后，种苗长度与重量降低，MDA含量上升。2年陈种子的千粒重、含水量和发芽率符合种子的质量标准。