不同浓度NaCl 胁迫下胶东卫矛凋落物对连翘种子萌发的影响

赵家燕，赵柯欣，昌秦湘

（1.太原学院园林科学研究所，山西 太原 030032；2.太原学院艺术设计系，山西 太原 030032）

连翘(Forsythia suspensa(Thunb.)Vahl)是木犀科(Oleaceae)连翘属(Forsythia)常见的乡土植物[1]，具有优异的景观生态价值和药用经济价值。连翘生产繁育常以扦插为主[2]，但扦插植株的适应性和抗逆性均低于播种繁育所形成的实生苗植株[3]，因此连翘的播种繁育技术手段是产业提质发展的关键。种子萌发期是植株抗逆能力最弱的时期，决定植株在盐碱等环境中的生存与繁衍[4]。以优选种子萌发方案为主的连翘播种繁育技术常因环境限制性因素而出现发芽率偏低的情况[5-7]。凋落物是树木化感物的主要来源之一，它在降解过程中放出大量内含物并转变为次生物，为种子萌发和苗木发育带来了负面影响，是林木天然更新的障碍因子之一[8-10]。园林应用中，胶东卫矛常和连翘配植，研究胶东卫矛凋落物对连翘种子萌发的影响，可以为连翘的科学配置提供依据，对推动连翘和胶东卫矛的产业发展与合理利用自然资源具有重要意义。目前国内外对凋落物质的研究主要集中在凋落数量、分解状态和凋落物质的生态作用[11]。

目前对连翘的研究主要集中在化学成分、药理研究和生物活性等方面，对影响种子萌发的因素的研究较少[13-18]。针对连翘种子萌发限制性因素的多因素多水平的影响和关于凋落物质对连翘种子萌发的影响也鲜有报道。该研究以山西省晋中市的连翘种子为研究对象，选取连翘绿化应用中常见的2 种土壤环境影响因子，通过两因素多水平的交叉分组试验，分析其对连翘种子萌发产生的影响，旨在为连翘园林应用及人工栽培群体的构建提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验地概况。试验于2022 年在山西省太原市太原学院汾东校区植物生理实验室(112°36′12.6″E，37°41′31.2″N)进行。试验区域属于北温带大陆性气候，年平均气温约为9.6℃，10 月中旬到4 月中旬为霜冻期，全年无霜期长达202 d，年平均降雨量为495 mm，冬季温差较大，冻土厚度为60～106 cm[21]。

1.1.2 试验材料。连翘种子于2021 年采自山西省晋中市左权县。胶东卫矛凋落物于2021 年冬天收集于山西省太原市太原学院汾东校区。另有高锰酸钾、次氯酸钠、NaCl。

1.1.3 试验仪器。KH22R 小型台式冷冻离心机、101 型电热鼓风干燥箱、容量瓶、电子天平、烧杯、量筒、培养皿、离心管、三角瓶、纱布、试管、滤纸、漏斗、玻璃棒等。

1.2 试验方法

1.2.1 连翘种子预处理。连翘种子在室温下用0.5%的次氯酸钠溶液灭菌2 min 后，用蒸馏水洗净种子上面剩余的次氯酸钠溶液；随后用0.1 g/L 的高锰酸钾溶液浸泡处理约1 h；将处理后的连翘种子用蒸馏水冲洗3 次，再放入垫有2 层滤纸的培养皿中，准备进行发芽试验。

1.2.2 NaCl 溶液设置。配置150、200、250 mmol/L 共3 个浓度水平的NaCl 溶液。

1.2.3 胶东卫矛凋落物因素设置。称取4 份胶东卫矛凋落物10 g，碾磨成干粉后分别加入100 mL 的蒸馏水，在25℃下浸泡48 h(每12 h 摇晃5 min)，取上清液，用胶头滴管滴入离心管内，管内溶液占管内容积的2/3，以4 000 r/min的转速离心10 min 后于滤纸上过滤2 次，获得100 mg/mL的浸提液。在试验之前取部分母液，配置成5 mg/mL 和50 mg/mL 的溶液，储藏于冰箱中备用。

1.2.4 交叉分组试验设计。将培养皿在105℃条件下消毒2 h 后，将预处理后的连翘种子取100 粒均匀置于垫有2 层滤纸的培养皿中，将NaCl 溶液、胶东卫矛凋落物各设3 个浓度水平，同时设置清水对照，共10 个试验方案(表1)。其中每个处理设置3 个重复，每重复为100粒连翘种子。

表1 交叉分组试验设计

1.2.5 指标测定。设置发芽当天为第1 天，处理组每天分别补充等量的2 种溶液，以种子周围不出现水膜为宜。在试验过程中，每隔24 h(1 d)对种子的萌发情况进行观测、计数，并对培养基的位置进行随机调换，以避免因位置条件差异而影响最终的试验结果。通过指标测定公式[22]测定不同处理后的连翘种子的各项萌发指标，发芽标准为胚根突破种皮1 mm 以上。

Gt为第t天当天新发芽的种子数，Dt为相应的种子发芽天数；根据预试验，最大发芽率天数为第8 天，以发芽试验的第8 天计算不同处理下种子的发芽势。

1.3 数据处理

利用Microsoft Excel 2010 软件统计数据，采用SPSS 26.0软件对数据进行双因子方差分析(Two-way ANOVA)，讨论NaCl 胁迫、胶东卫矛凋落物浸提液及两者的交互作用对连翘种子萌发的影响，不同处理间差异显著性采用LSD法进行多重比较进行检验。

2 结果与分析

2.1 不同浓度NaCl 胁迫下胶东卫矛凋落物对连翘种子萌发起始时间的影响

不同NaCl 胁迫下胶东卫矛凋落物浸提液均延迟了种子萌发的起始时间(图1 和表2)。对照组的连翘种子萌发时间为5.67 d；在相同的NaCl 浓度下，随着凋落物浓度的增加，种子的萌发时间逐渐延迟；经100 mg/mL 的胶东卫矛凋落物的浸提液处理后，连翘种子不萌发。

图1 不同NaCl 胁迫下胶东卫矛凋落物对连翘种子萌发进程的影响

表2 不同NaCl 胁迫下胶东卫矛凋落物对连翘种子萌发的影响

2.2 不同浓度NaCl 胁迫下胶东卫矛凋落物对连翘种子萌发进程的影响

与CK 对比，3 种浓度的NaCl 胁迫下，胶东卫矛凋落物均对连翘种子萌发的进程产生了显著抑制作用(图1和表2)。随着NaCl 浓度的升高，种子的起始发芽时间均出现不同程度的推迟，到达发芽顶峰的时间也相应延迟，抑制作用明显。

2.3 不同浓度NaCl 胁迫下胶东卫矛凋落物对连翘种子萌发的影响

随着NaCl 和胶东卫矛凋落物浸提液浓度的升高，发芽率、发芽势和发芽指数都呈不同程度的下降趋势(图1和表2)。CK 发芽率为79.67%，发芽势为51.67，发芽指数为10.17；随着NaCl 浓度的增加，相同浸提液处理的连翘种子发芽率显著降低，分别为59.33%、38%、9.33%，发芽势为8%、3%、0，发芽指数为6.01、3.66、0.81。利用双因素方差分析不同浓度NaCl、胶东卫矛凋落物以及两者交互作用对连翘种子萌发的影响，可以看出，在不同的盐胁迫下，3 种胶东卫矛凋落物对连翘种子的萌发起始时间、发芽率、发芽势及发芽指数均有极显著的影响(p=0.000＜0.05)；这2 个因素及其交互作用均对连翘种子萌发产生了极显著的影响(p=0.000＜0.05)(表3)。

表3 NaCl、胶东卫矛凋落物双因素方差分析F 值

3 结论与讨论

3.1 结论

该研究通过设立10 组不同处理的交叉分组试验，研究了不同浓度NaCl 胁迫下胶东卫矛凋落物对连翘种子萌发的影响。通过分析，与清水对照组相比，处理组的起始发芽时间、发芽率、发芽指数和发芽势均显著降低，且随着浓度的不断增加，其下降趋势更加明显，处理2、3、4、5、6、7、8、9 连翘种子的发芽率低于50%，处理3、5、6、7、8、9连翘种子的发芽率则低于10%。

除了NaCl 浓度、胶东卫矛凋落物浸提液浓度外，二者的交互作用对连翘种子的萌发也有极显著影响。

3.2 讨论

种子萌发阶段是植物在特定生境定植建群的关键时期，为适应可能遇到的逆境胁迫，所采取种子萌发和幼苗形态建成策略是植物与其生境协同进化的结果[23]。在北方土壤普遍含盐量偏高的条件下，连翘种子萌发逐渐进化出了较为完善的应对机制，使大部分种子在一定强度盐胁迫时仍能顺利地萌发。在盐碱胁迫的土地上种子能够萌发，是植株生长发育的前提[24]。在生态造园理念下，为更好地发挥绿色生态服务价值，应谨慎考虑胶东卫矛与连翘的配置应用；在萌发阶段连翘种子对盐胁迫有一定的耐受性，其种子在2 种处理下的变化趋势基本相同，而高浓度胶东卫矛凋落物浸提液相较于盐胁迫，对连翘种子萌发延迟的影响更加明显。连翘种子对胶东卫矛凋落物较为敏感，当运用胶东卫矛与连翘搭置时，应及时清理胶东卫矛的凋落物，避免限制连翘种子的萌发，影响园林景观自然群落的更替。通过以上研究，探讨了2 种限制因素对连翘种子的萌发影响，但对其胁迫下的生理响应、胶东卫矛凋落物化感成分组成，以及连翘种子萌发对其他常见配置应用植物的化感响应的影响，仍有待开展进一步研究。