鈉鹽脅迫對中飼苧1號種子萌發(fā)的影響

陳平　陳繼康　熊和平

摘要：采用紙上培養(yǎng)法，對中飼苧1號種子在4種鈉鹽（NaCl、Na2SO4、Na2CO3和復(fù)合鹽）不同濃度（0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%和1.4%）脅迫下進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，研究不同鈉鹽對中飼苧1號種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、幼根長度、活力指數(shù)及耐鹽指數(shù)的影響。結(jié)果表明，在不同鈉鹽脅迫下，隨著鈉鹽濃度的增加，中飼苧1號種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、幼根長度、活力指數(shù)和耐鹽指數(shù)均逐漸降低，種子發(fā)芽抑制作用逐漸增強(qiáng)，幼根生長逐漸受到抑制。中飼苧1號種子對4種鈉鹽的耐受性從強(qiáng)到弱為NaCl、Na2SO4、復(fù)合鹽、Na2CO3。

關(guān)鍵詞：苧麻[Boehmeria nivea （L.） Gaudich.]；種子萌發(fā)；鹽脅迫；耐鹽性

中圖分類號：S563.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）19-3669-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.19.018

Abstract： Based on germination experiment under different degrees stress（0%，0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%，1.2% and 1.4%） of different sodium salt（NaCl， Na2SO4， Na2CO3 and complex neutral-alkaline salt） for ramie variety Zhongsizhu No.1，gemination potential，germination percentage，germination index，radicle length，salt resistance index and vigor index were investigated. The result showed that，gemination potential，germination percentage，germination index，radicle length，salt resistance index and vigor index reduced with the increase of ions concentration under the four groups of treatment. The order of resistance to different salt from high to low was NaCl，Na2SO4，complex neutral-alkaline salt and Na2CO3.

Key words： ramie[Boehmeria nivea （L.） Gaudich.]； seed germination； salt stress； salt tolerance

土壤鹽堿化問題日益威脅著人類賴以生存的有限的土地資源[1]。根據(jù)聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）和糧農(nóng)組織（FAO）的不完全統(tǒng)計(jì)，目前中國各類鹽堿地面積總計(jì)9 913.3萬hm2，占全國可耕地面積25%的鹽堿地沒有得到很好利用[2，3]。隨著中國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，草畜業(yè)迅速發(fā)展，人畜爭糧、爭地矛盾日益突出，利用鹽堿地種植牧草等適應(yīng)性強(qiáng)的作物是緩解這一矛盾的有效途徑，同時能起到鹽堿地改良的作用。

苧麻[Boehmeria nivea（L.） Gaudich.]為蕁麻科（Urticaces）苧麻屬（Boehmeria Jacq.）多年生草本植物，是中國特色的纖維作物，具有根系發(fā)達(dá)，耐貧瘠、抗逆性強(qiáng)等特點(diǎn)。苧麻葉片中含有豐富的蛋白質(zhì)、賴氨酸、蛋氨酸、類胡蘿卜素、維生素B2和鈣等營養(yǎng)物質(zhì)，且葉片中纖維含量較低[4-7]，是優(yōu)質(zhì)的高蛋白植物飼料原料[8]。中飼苧1號是中國首個通過非主要農(nóng)作物品種登記的飼用苧麻品種[9]，也是目前中國推廣種植面積最大的飼用苧麻品種。在鹽堿地種植飼用苧麻，不僅可以增加優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)飼草，還可以改良鹽堿地，促進(jìn)農(nóng)牧業(yè)向良性循環(huán)發(fā)展。為此，試驗(yàn)進(jìn)行了中飼苧1號對不同種類鈉鹽的耐受性研究，以期為飼用苧麻在鹽堿地的利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用苧麻品種為中飼苧1號，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所選育。2014年冬收獲自由授粉的中飼苧1號苧麻種子，晾曬干燥，人工揉搓去雜，常溫保存，2015年3月進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)方法

配制0%（對照）、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%和1.4%共8種不同濃度的NaCl、Na2SO4、Na2CO3溶液。NaCl、Na2SO4、Na2CO3按體積比1∶1∶1的比例配制不同濃度的復(fù)合鹽溶液。取飽滿的中飼苧1號種子，播種于放有雙層濾紙內(nèi)徑11 cm的培養(yǎng)皿中，每皿100粒，每個濃度梯度3次重復(fù)。將培養(yǎng)皿置于恒溫培養(yǎng)箱，28 ℃、光照和黑暗交替（12 h光照，12 h黑暗）條件下培養(yǎng)。

每天觀察中飼苧1號種子的發(fā)芽情況，第4天開始記錄萌發(fā)種子數(shù)，以突破種皮超過2 mm作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，連續(xù)記錄7 d。根據(jù)以下公式計(jì)算發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和幼根長。

發(fā)芽勢（GV）=發(fā)芽第4天的發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%；發(fā)芽率（GP）=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%；幼根長：發(fā)芽末期，每培養(yǎng)皿各取10株測定；發(fā)芽指數(shù)（GI）=Σ（Gt/Dt），Gt為t時間內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)；活力指數(shù)（VI）=GI×S（S為幼根長）；耐鹽指數(shù)=（VI鹽/VI水）×100%。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過Excel 2013和SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鈉鹽脅迫對中飼苧1號種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)的影響

不同鈉鹽脅迫對中飼苧1號種子發(fā)芽存在明顯影響。由表1、表2和表3可以看出，中飼苧1號種子在0.2% NaCl處理時，發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均高于對照，但隨著NaCl處理濃度的增大，中飼苧1號種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均呈下降趨勢。Na2SO4、Na2CO3和復(fù)合鹽處理時，中飼苧1號種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均低于對照，并且隨著鹽濃度的增大，發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均逐漸下降。Na2CO3濃度增加到0.4%時，中飼苧1號發(fā)芽率就驟降至4.17%，而相同濃度NaCl處理下，發(fā)芽率高達(dá)90.00%；Na2CO3濃度為0.6%時，發(fā)芽率為0，相同濃度NaCl處理下，發(fā)芽率為85.83%。復(fù)合鹽脅迫下，濃度為0.4%時，發(fā)芽率仍有47.08%，但發(fā)芽勢已為0；濃度增加到0.6%時，發(fā)芽率僅為2.08%。

相同濃度鹽分脅迫下，中飼苧1號的發(fā)芽勢從高到低為NaCl、Na2SO4、Na2CO3、復(fù)合鹽。發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)的變化趨勢一致，但與發(fā)芽勢有些差異。當(dāng)鹽分濃度不高于0.6%時，中飼苧1號的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)從高到低為NaCl、Na2SO4、復(fù)合鹽、Na2CO3；鹽分濃度大于0.6%時，Na2SO4處理的中飼苧1號的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)高于NaCl和Na2CO3處理的，復(fù)合鹽處理的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均為0。

2.2 不同鈉鹽脅迫對中飼苧1號種子幼根長的影響

總體上看，4種鈉鹽脅迫下，幼根的生長都受到了不同程度的抑制。并且隨著鈉鹽濃度的升高，各種鈉鹽處理的的中飼苧1號種子相對幼根長均呈現(xiàn)下降趨勢，鈉鹽濃度越高，幼根的生長受抑制越嚴(yán)重（表4）。同一鈉鹽脅迫濃度下，不同鈉鹽對幼根生長的影響不同，NaCl和Na2SO4脅迫下幼根的生長明顯強(qiáng)于Na2CO3和復(fù)合鹽脅迫。Na2CO3濃度0.6%、復(fù)合鹽濃度0.8%時，幼根已停止生長，NaCl和Na2SO4濃度1.0%時，幼根仍在生長。說明Na2CO3和復(fù)合鹽對中飼苧1號種子幼根的生長抑制作用更明顯，中飼苧1號種子對NaCl和Na2SO4的耐受性更強(qiáng)。

2.3 不同鈉鹽脅迫對中飼苧1號種子活力指數(shù)的影響

從表5可以看出，4種鈉鹽脅迫下，中飼苧1號種子活力均隨著鈉鹽濃度的增大而降低。0.6%的Na2CO3和復(fù)合鹽脅迫下，中飼苧1號種子活力為0；1.2%的NaCl和Na2SO4脅迫下，種子活力為0。除1.0%濃度脅迫下，Na2SO4處理的中飼苧1號種子活力高于NaCl處理的外，其他各濃度均為NaCl處理的高于Na2SO4處理的。從活力指數(shù)看，中飼苧1號種子對NaCl耐受性最強(qiáng)，對Na2CO3耐受性最弱。

2.4 不同鈉鹽脅迫對中飼苧1號種子耐鹽指數(shù)的影響

從圖1可以看出，4種鈉鹽脅迫下，中飼苧1號種子耐鹽指數(shù)均隨著鈉鹽濃度的增大呈下降趨勢。中飼苧1號種子在4種鈉鹽脅迫下的耐鹽指數(shù)從大到小為NaCl、Na2SO4、復(fù)合鹽、Na2CO3。因此，中飼苧1號種子對NaCl的耐受性最強(qiáng)。

3 小結(jié)

合適的鹽濃度對植物萌發(fā)期耐鹽性評價至關(guān)重要。本研究中將4種鈉鹽設(shè)置了8個濃度梯度，確保獲得足夠的有效數(shù)據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，在不同濃度鈉鹽處理下，隨著鹽濃度的升高，中飼苧1號種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、幼根長度、活力指數(shù)及耐鹽指數(shù)均呈下降趨勢。高鹽抑制種子萌發(fā)是由于滲透效應(yīng)和毒性效應(yīng)，同時也破壞了種子細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)。4種不同鈉鹽中，中飼苧1號種子耐受的最大鹽濃度為1.4%的Na2SO4，此濃度下發(fā)芽率為3.33%。堿性鹽Na2CO3和復(fù)合鹽對中飼苧1號種子發(fā)芽的影響極為強(qiáng)烈，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均明顯低于相同濃度處理下的其他鈉鹽。Na2CO3濃度為0.6%時，中飼苧1號種子就完全不能萌發(fā)；復(fù)合鹽濃度為0.6%時，中飼苧1號種子發(fā)芽率僅為2.08%。亞麻[10]、白花木樨[11]、高羊茅[12]等作物上，也是Na2CO3對種子發(fā)芽的危害最大。

而關(guān)于很多作物的研究發(fā)現(xiàn)，低濃度的鹽離子可促進(jìn)發(fā)芽，因鹽離子的滲入激活代謝過程中的某些酶，使發(fā)芽所需物質(zhì)合成更加充分，從而使其發(fā)芽更加迅速。試驗(yàn)中，與對照相比，僅0.2%的NaCl處理下中飼苧1號種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)略微升高，但幼根長度、活力指數(shù)及耐鹽指數(shù)是降低的，說明中飼苧1號種子對鹽比較敏感。任小松等[13]利用苧麻品種川苧8號幼苗研究其耐鹽堿性時也發(fā)現(xiàn)苧麻對鹽堿比較敏感，可能是因?yàn)槠r麻主要分布于長江中下游非鹽堿地地區(qū)，長期進(jìn)化的結(jié)果。

鹽堿土存在多種鹽分的復(fù)合鹽環(huán)境，試驗(yàn)僅探討了鹽堿土中主要的3種不同濃度單鹽和等比例配制的復(fù)合鹽對中飼苧1號種子萌發(fā)的影響，其他種類鈉鹽和復(fù)合鹽對中飼苧1號種子萌發(fā)的影響有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周和平，張立新，禹 鋒，等.我國鹽堿地改良技術(shù)綜述及展望[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2007（11）：159-161，164.

[2] 李 彬，王志春，孫志高，等.中國鹽堿地資源與可持續(xù)利用研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2005，23（2）：154-158.

[3] 孫建昌，王興盛，楊生龍.植物耐鹽性研究進(jìn)展[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2008，26（1）：226-230.

[4] 馬曼云，黃美華，李宗道，等.苧蔴葉飼用價值的研究[J].飼料研究，1981（4）：6.

[5] DUARTE A A，SGARBIERI V C，BENATTI R R. Composition and nutritive value of ramie leaf flour for monogastric animals[J].Pesquisa Agropecuária Brasileira，1997，32：1295-1302.

[6] 喻春明，王延周，郭運(yùn)玲，等.飼用苧麻收割高度對產(chǎn)量和粗蛋白質(zhì)含量影響的研究[J].中國麻業(yè)，2002，24（4）：31-33.

[7] ELIZONDO J，BOSCHINI C. Nutritional quality of ramie [Boehmeria nivea（L.） Gaud] for animal feed[J].Agronomia Mesoamericana，2002，13（2）：141-145.

[8] 喻春明.苧麻多功能深度開發(fā)利用系列報道之二：苧麻作為牲畜飼料的利用價值及潛力[J].中國麻業(yè)，2001，23（2）：23-26.

[9] 熊和平，喻春明，王延周，等.飼料用苧麻新品種中飼苧1號的選育研究[J].中國麻業(yè)，2005，27（1）：1-4.

[10] 郭 媛，邱財(cái)生，龍松華，等.鹽堿脅迫對不同地區(qū)亞麻主栽品種種子萌發(fā)的影響[J].種子，2013（12）：1-5.

[11] 張穎超，賈玉山，任永霞.鈉鹽脅迫對白花草木樨種子發(fā)芽的影響[J].草業(yè)科學(xué)，2013，30（12）：2005-2010.

[12] 盧艷敏.不同鹽脅迫對高羊茅種子萌發(fā)的影響[J].草業(yè)科學(xué)，2012，29（7）：1088-1093.

[13] 任小松，舒忠旭，張中華，等.苧麻“川苧8號”耐鹽性研究初報[J].中國麻業(yè)科學(xué)，2009，31（6）：366-368.