不同鹽濃度對(duì)紫花野百合種子萌發(fā)特性的影響

馬劍 劉霞 陶忠

【摘? ?要】 以紫花野百合的蒴果為試驗(yàn)材料，模擬中性鹽脅迫和堿性鹽脅迫，對(duì)紫花野百合種子在不同Na+濃度下萌發(fā)情況進(jìn)行研究，測(cè)定萌發(fā)過(guò)程中的萌發(fā)率、萌發(fā)勢(shì)、萌發(fā)指數(shù)，分析不同類(lèi)型鹽脅迫對(duì)種子萌發(fā)參數(shù)的影響。結(jié)果表明，中性鹽脅迫下，Na+濃度為30、50mmol.L-1時(shí)，促進(jìn)種子的提前萌發(fā)，種子萌發(fā)率、萌發(fā)勢(shì)、萌發(fā)指數(shù)提高;堿性鹽脅迫下，隨著Na+濃度的升高，萌發(fā)率、萌發(fā)勢(shì)、萌發(fā)指數(shù)均呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)，當(dāng)中性鹽和堿性鹽Na+濃度分別達(dá)到170、130mmol.L-1時(shí)，完全抑制種子的萌發(fā)。紫花野百合對(duì)中性鹽的耐受水平比堿性鹽高，鹽脅迫下表現(xiàn)出增效、負(fù)效和完全抑制三個(gè)方面的萌發(fā)特性。

【關(guān)鍵詞】 紫花野百合;中性鹽脅迫;堿性鹽脅迫;種子萌發(fā)

[Abstract] The capsule of Crotalaria sessiliflora L. was used as the experimental material， The germination rate， germination potential and germination index of Crotalaria sessiliflora L. seeds under different Na+ concentrations were studied by simulating neutral salt stress and alkaline salt stress， and the effects of different types of salt stress on seed germination parameters were ana-lyzed.Study results，Under the condition of neutral salt， the concentration of Na+ was 30、50 mmol.L-1， which promoted the early germination of the seeds， the seed germination rate， the germination potential and the germination index;Under alkaline salt stress， the germination rate， germination potential and germination index decreased significantly with the increase of Na+ concentration;When the concentration of neutral salt and alkaline salt Na+ reached 170、130 mmol.L-1， the germination of seeds was completely inhibited.The tolerance level of Crotalaria sessiliflora L. seeds to neutral salt was higher than that of alkaline salt. Under salt stress， the seed showed three germination characteristics： synergistic effect， negative effect and complete inhibition.

[Keywords] crotalaria sessiliflora L.;neutral salt stress;basic salt stress;seed germination

豆科植物歷經(jīng)了漫長(zhǎng)的研究過(guò)程。一部分研究主要從可食用角度進(jìn)行;另一部分研究是因?yàn)槎箍浦参镉^賞價(jià)值高、固氮能力強(qiáng)，部分還兼有藥用價(jià)值。紫花野百合已經(jīng)記載于《中藥大辭典》中，有較高的藥用價(jià)值。我國(guó)的22種野生豬屎豆屬植物皆有藥用作用，紫花野百合有清熱解毒、消積止痛、除淤止血的作用，還可以用于抗腫瘤[1]。

紫花野百合（Crotalaria seeiliflora Linn）是豆科碟形花亞科豬屎豆屬圓柱果系的鄉(xiāng)土植物，生于荒山路旁，藍(lán)色、藍(lán)紫色花，通常在林中、林緣結(jié)合設(shè)置溪流、水池，給人舒適恬靜之感 [2]。紫花野百合是冬季罕見(jiàn)且花色雅致、果實(shí)豐碩、葉子繁茂的植物，可以補(bǔ)償冬天花少、園林色彩單調(diào)等不足，含野百合堿，能清熱解毒，有抗癌作用，有固氮作用，進(jìn)行復(fù)合種植，還可以保持水土、清新空氣、肥土護(hù)土、改善環(huán)境，有耐旱耐瘠薄、耐修剪的作用，具有較高的觀賞和運(yùn)用價(jià)值，作為地被植物或是低矮綠籬，并定期進(jìn)行修剪必能形成很好的景觀效果[3]。國(guó)內(nèi)外都有對(duì)紫花野百合進(jìn)行過(guò)分子水平的研究，曾軍英等人利用柱色譜技術(shù)分離純化、核磁共振及質(zhì)樸鑒定化合物結(jié)構(gòu)的方法，從紫花野百合中提取出11種黃酮類(lèi)化合物。

土壤鹽分是影響植物生長(zhǎng)和生產(chǎn)最重要的因素之一，適當(dāng)濃度的鹽分可以促進(jìn)植物的萌發(fā)和生長(zhǎng)，而高濃度鹽分會(huì)造成植物的萎蔫、腐爛，從而導(dǎo)致植物減產(chǎn)甚至死亡。不同的植物對(duì)鹽脅迫的耐受水平不同。鹽分貫穿了植物生長(zhǎng)發(fā)育的全過(guò)程，包括萌發(fā)、出苗、生長(zhǎng)、開(kāi)花、結(jié)果和凋零，然而種子的萌發(fā)是植物生長(zhǎng)的前提，鹽脅迫對(duì)種子的萌發(fā)便成為種子萌發(fā)出苗成功長(zhǎng)出植株的關(guān)鍵。

有學(xué)者對(duì)不同豆科植物進(jìn)行復(fù)合鹽脅迫處理，并分析出其耐受能力強(qiáng)弱。

1? 材料與方法

1.1? 材料來(lái)源

試驗(yàn)材料為紫花野百合蒴果內(nèi)種子，采集海拔在1281～1353m之間的荒地路旁及林地邊緣，采集已成熟但未開(kāi)裂的紫花野百合莢果，放置種子袋中陰干至自然裂開(kāi)，取出種子，去除雜質(zhì)，選擇均一飽滿的種子備用。紫花野百合的鑒定是通過(guò)植物的樣地采摘，根據(jù)《中國(guó)植物志》進(jìn)行株高、生境、營(yíng)養(yǎng)器官等形態(tài)特征觀察鑒定得出，并發(fā)往西雙版納中國(guó)科學(xué)院標(biāo)本館確認(rèn)。

1.2? 脅迫處理

NaCl、Na2SO4和NaHCO3、Na2CO3以摩爾質(zhì)量1：1混合模擬中性鹽脅迫（A）和堿性鹽脅迫（B），Na+濃度設(shè)10個(gè)水平，對(duì)照組（Na+濃度mmol.L-1）pH值為（7.00-7.19）之間，中性鹽脅迫（Na+濃度mmol.L-1）的pH值在（7.11～7.36）之間，堿性鹽脅迫（Na+濃度mmol.L-1）的pH值在（10.28～10.50）之間。紫花野百合種子采種樣地土壤pH值在（5.03～5.27）之間。

1.3? 方法

選擇均一飽滿的種子，放入廣口瓶中盛蒸餾水浸泡12h。培養(yǎng)皿中放200g高壓滅菌后的石英砂，每皿放50粒種子于石英砂表面，分別用以上中性鹽和堿性鹽各9組脅迫處理液50ml處理使石英砂浸濕，蒸餾水作為對(duì)照，共19組處理，每組重復(fù)3次，將種子置于25℃的隔水式恒溫箱中避光催芽。從培養(yǎng)第一天開(kāi)始每天進(jìn)行萌發(fā)種子數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，培養(yǎng)10d，在發(fā)芽期間，保持發(fā)芽床濕潤(rùn)。培養(yǎng)皿上標(biāo)注置床日期、編號(hào)、品種名稱和重復(fù)次數(shù)。

1.4? 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

利用SPSS16.0進(jìn)行回歸方程求解，One-Way ANO-VA顯著性分析。每個(gè)數(shù)據(jù)均是三次重復(fù)的平均值，數(shù)據(jù)以（平均值）（Mean）表示，0.01

2? ?結(jié)果分析

2.1? 紫花野百合生境對(duì)種子萌發(fā)的影響

紫花野百合生于荒地路旁、竹林和山谷草地、林下、林邊等一些荒野地帶，土壤pH值在4.25～5.27之間。兩地采集的種子，其中一地的莢果大且種子數(shù)量多，植株長(zhǎng)勢(shì)較好，可見(jiàn)土壤的pH值對(duì)紫花野百合生長(zhǎng)影響顯著;紫花野百合種子的千粒重、硬實(shí)率也有差異。

2.2? 不同鹽濃度對(duì)紫花野百合萌發(fā)過(guò)程中生長(zhǎng)參數(shù)的影響

2.2.1鹽脅迫對(duì)種子開(kāi)始萌發(fā)和半數(shù)萌發(fā)的影響? ?見(jiàn)（圖1，2），隨著鹽、堿脅迫濃度的增加，種子開(kāi)始萌發(fā)（種子萌發(fā)率>0.00%）時(shí)間有的出現(xiàn)提前狀態(tài)，而大部分推遲。在中性鹽Na+濃度為30、50 mmol.L-1時(shí)，紫花野百合開(kāi)始萌發(fā)時(shí)間比對(duì)照組提前1d;中性鹽Na+濃度為70、100、130、150mmol.L-1和堿性鹽Na+濃度為30mmol.L-1時(shí)，種子開(kāi)始萌發(fā)時(shí)間與對(duì)照組相同，培養(yǎng)3d后開(kāi)始萌發(fā)，不受鹽、堿濃度變化影響;其余堿性鹽脅迫下，紫花野百合種子開(kāi)始萌發(fā)時(shí)間出現(xiàn)延遲，堿性鹽Na+濃度為50、70mmol.L-1時(shí)，培養(yǎng)4d后開(kāi)始萌發(fā)，堿性鹽Na+濃度為100mmol.L-1時(shí)，種子開(kāi)始萌發(fā)時(shí)間更晚，有的培養(yǎng)5d后開(kāi)始萌發(fā)，有的培養(yǎng)6d后開(kāi)始萌發(fā)。且不同濃度鹽、堿下，種子開(kāi)始萌發(fā)時(shí)間的差異達(dá)到顯著水平（p<0.01）。由此可見(jiàn)較低Na+濃度的中性鹽有利于紫花野百合種子的較快萌發(fā)，隨著中性鹽Na+濃度的增加，紫花野百合開(kāi)始萌發(fā)時(shí)間不受影響，而堿性鹽脅迫下，隨著Na+濃度的升高，種子開(kāi)始萌發(fā)時(shí)間逐漸推遲。

不同類(lèi)型的鹽脅迫下培養(yǎng)10d后，紫花野百合的種子萌發(fā)數(shù)均沒(méi)有達(dá)到半數(shù)（種子萌發(fā)率=50.00%），發(fā)芽數(shù)最多是中性鹽Na+濃度為50 mmol.L-1時(shí)（22），占供試種數(shù)的44%，堿性鹽脅迫下，發(fā)芽數(shù)最高為Na+濃度為30 mmol.L-1時(shí)（16），占供試種數(shù)的31.33%。

2.2.2萌發(fā)率? 不同類(lèi)型鹽脅迫下，紫花野百合種子萌發(fā)率呈現(xiàn)顯著差異（見(jiàn)圖1，2）。中性鹽脅迫下（見(jiàn)圖1），Na+濃度為30、50 mmol.L-1時(shí)表現(xiàn)為萌發(fā)率高于對(duì)照組及其他各發(fā)芽脅迫處理組，培養(yǎng)10d萌發(fā)率分別高了3.33%、8.00%、12.00%、16.67%、20.00%、6.00%和10.67%、14.67%、20.00%、22.67%;在Na+濃度為70～150 mmol.L-1時(shí)，紫花野百合萌發(fā)率有顯著變化，隨著Na+濃度的升高，逐漸降低，分別比對(duì)照組降低了4.67%、8.67%、13.33%和16.67%;當(dāng)Na+濃度達(dá)到170 mmol.L-1時(shí)，紫花野百合種子完全不萌發(fā)，萌發(fā)率比Na+濃度為150 mmol.L-1時(shí)降低了21.33%，下降速度極快;當(dāng)Na+濃度為200、250mmol.L-1時(shí)，同Na+濃度為170 mmol.L-1時(shí)，完全抑制種子的萌發(fā)。不同中性鹽濃度處理組之間，隨著脅迫強(qiáng)度的增大，萌發(fā)率呈曲線變化，其回歸方程為（y=4.881x-3.911，R2=0.925）。

兩種類(lèi)型鹽脅迫下（見(jiàn)圖1，2），各脅迫處理組均呈現(xiàn)一致的變化趨勢(shì)，隨著發(fā)芽日期的增加種子萌發(fā)率逐漸增大，萌發(fā)在7d后趨于平緩;堿性鹽脅迫下（見(jiàn)圖2），隨著Na+濃度的升高，紫花野百合種子萌發(fā)率逐漸下降，在Na+濃度為30、50、70、100mmol.L-1時(shí)，種子萌發(fā)率分別比對(duì)照組降低了6.67%、16.67%、25.33%和34.00%，且下降趨勢(shì)比中性鹽脅迫下大，隨著萌發(fā)率的降低，中性鹽脅迫下，萌發(fā)率分別降低了為2.67%、3.33%、4.67%、4.00%、4.66%和3.34% ，堿性鹽脅迫下，萌發(fā)率分別降低了6.67%、10%、8.66%和8.67%。堿性鹽脅迫下，不同濃度處理組之間，隨著脅迫強(qiáng)度的增大，萌發(fā)率呈曲線變化，其回歸方程為（y=4.881x-3.91，R2=0.925）。

兩種鹽脅迫下，紫花野百合種子對(duì)中性鹽的耐受水平比堿性鹽的高。中性鹽脅迫下，Na+濃度達(dá)到150mmol.L-1時(shí)，種子依然萌發(fā)，但堿性鹽脅迫下，Na+濃度到100 mmol.L-1時(shí)，便不再萌發(fā)?？梢?jiàn)低Na+濃度（30、50 mmol.L-1）的中性鹽脅迫能夠促進(jìn)種子萌發(fā)，極高Na+濃度（中性鹽170～250 mmol.L-1和堿性鹽130～250 mmol.L-1）的中性鹽和堿性鹽脅迫顯著抑制了紫花野百合種子萌發(fā)。

2.2.3萌發(fā)勢(shì)? 中性鹽脅迫下，Na+濃度為30、50 mmol.L-1時(shí)表現(xiàn)為萌發(fā)勢(shì)高于對(duì)照組及其他各發(fā)芽脅迫處理組，培養(yǎng)7d后紫花野百合萌發(fā)勢(shì)分別高了4.67%、8.67%、14.00%、16.67%、20.00%和5.33%、9.33%、14.67%、17.33%、20.67%;在Na+濃度為70～150 mmol.L-1時(shí)，紫花野百合萌發(fā)勢(shì)有顯著變化，隨著Na+濃度的升高，不同的脅迫濃度試驗(yàn)組之間，萌發(fā)勢(shì)逐漸降低，分別比對(duì)照組降低了4.00%、9.33%、12.00%和15.33%;在Na+濃度為170～250 mmol.L-1之間時(shí)，由于紫花野百合種子沒(méi)有萌發(fā)，萌發(fā)勢(shì)均為0.00%。

堿性鹽脅迫下，不同的脅迫處理濃度試驗(yàn)組之間，隨Na+濃度的升高，紫花野百合種子萌發(fā)勢(shì)均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，在Na+濃度為30-100 mmol.L-1之間，萌發(fā)勢(shì)比對(duì)照降低了5.33%、16.67%、22.67%和32.00%，且下降趨勢(shì)比中性鹽脅迫下大，隨著萌發(fā)勢(shì)的降低，中性鹽脅迫下，紫花野百合種子的萌發(fā)勢(shì)分別降低了0.67%、4.67%、4.00%、5.33%、2.67%和3.33%，堿性鹽脅迫下，其萌發(fā)勢(shì)分別降低了5.33%、16.67%、22.67%和32.00%。同一脅迫濃度下，堿性鹽脅迫分別比相同濃度中性鹽脅迫下降低了10.00%、22.00%、18.67%、22.67%、24.00%和20.67%。

2.2.4萌發(fā)指數(shù)? 中性鹽和堿性鹽脅迫下，紫花野百合種子萌發(fā)指數(shù)在不同處理組之間有顯著差異（見(jiàn)圖4）。中性鹽脅迫下，不同的脅迫濃度試驗(yàn)組之間，隨Na+濃度的升高，萌發(fā)指數(shù)顯示出不同程度的變化，其回歸方程為（y=-0.102x+23.196，R2=0.824），當(dāng)Na+濃度為30、50 mmol.L-1時(shí)，表現(xiàn)為萌發(fā)指數(shù)高于對(duì)照組及其他各發(fā)芽脅迫處理組，萌發(fā)指數(shù)分別高了4.13 %、6.10% 、8.04 %、10.06% 、11.75%和6.71% 、8.68% 、10.62% 、12.65% 、14.33%;在Na+濃度為70～150 mmol.L-1時(shí)，紫花野百合萌發(fā)指數(shù)有顯著變化，隨著Na+濃度的升高，逐漸降低，分別比對(duì)照組降低了1.96 %、3.90 %、5.93 %和7.61%。

堿性鹽脅迫下，不同的脅迫濃度試驗(yàn)組之間，隨Na+濃度的升高，萌發(fā)指數(shù)顯示出顯著下降趨勢(shì)，其回歸方程為（y=-0.072x+13.06，R2=0.73），在Na+濃度為30～100 mmol.L-1之間，萌發(fā)指數(shù)比對(duì)照降低了2.67 %、9.15 %、11.92 %和16.28%，且下降趨勢(shì)比中性鹽脅迫下大，隨著萌發(fā)指數(shù)的降低，中性鹽脅迫下，紫花野百合種子的萌發(fā)指數(shù)分別降低了2.58 %、4.13 %、1.96 %、1.94 %和2.03%，堿性鹽脅迫下，其萌發(fā)指數(shù)分別降低了2.67 %、6.48 %、2.77 %和4.37%。同一脅迫濃度下，堿性鹽脅迫分別比相同濃度中性鹽脅迫下降低了6.80 %、15.86 %、9.95 %、12.38 %、11.61 %和9.93%。

3? 結(jié)論

本文研究了不同類(lèi)型鹽濃度對(duì)紫花野百合種子萌發(fā)特性的影響，試驗(yàn)表明，鹽脅迫對(duì)紫花野百合種子萌發(fā)影響主要分為三個(gè)方面，即促進(jìn)、抑制或完全抑制。低濃度的中性鹽脅迫（Na+濃度為30、50mmol.L-1）可以使紫花野百合種子提前萌發(fā)，且提高種子萌發(fā)率、萌發(fā)勢(shì)和萌發(fā)指數(shù);高濃度鹽脅迫完全抑制種子的萌發(fā);一定濃度的中性鹽和堿性鹽對(duì)種子萌發(fā)起抑制作用，堿性鹽對(duì)紫花野百合種子萌發(fā)影響更為顯著。紫花野百合種子對(duì)鹽脅迫有一定的耐受能力，且對(duì)中性鹽的耐受水平更高，在Na+濃度為150mmol.L-1時(shí)，還能繼續(xù)萌發(fā)，不過(guò)推遲了萌發(fā)時(shí)間，當(dāng)Na+濃度為170mmol.L-1時(shí)，完全抑制種子萌發(fā)，堿性鹽的耐受水平較低，在Na+濃度達(dá)到130mmol.L-1時(shí)，完全抑制種子萌發(fā)。

4? ?討論

從紫花野百合萌發(fā)率數(shù)據(jù)中得出（見(jiàn)圖1， 2），紫花野百合在鹽脅迫下，萌發(fā)率很低，中性鹽脅迫下，萌發(fā)率最高位44.00%，堿性鹽脅迫下最高為31.33%，在暗處理不受鹽分影響情況下，萌發(fā)率為38%。

從紫花野百合種子硬實(shí)率、千粒重的相關(guān)數(shù)據(jù)推斷，紫花野百合種子萌發(fā)率低與種子硬實(shí)率低試驗(yàn)采用的紫花野百合種子采種海拔均在1281～1353m之間，兩地植株長(zhǎng)勢(shì)和種子大小、質(zhì)量有較大差異，其中一地植株相對(duì)高而且分枝多、莢果大、種子粒數(shù)多。這可能導(dǎo)致試驗(yàn)中，影響種子的萌發(fā)率，有學(xué)者進(jìn)行了種子大小對(duì)種子萌發(fā)的影響，發(fā)現(xiàn)種子千粒重大的，其萌發(fā)能力強(qiáng)。采種時(shí)發(fā)現(xiàn)，莢果中有部分種子受到雨水、暴曬等因素影響已壞死，選用種子進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，處于莢果中間的飽滿種子也許能提高紫花野百合的種子萌發(fā)率;由于豬屎豆屬種子多硬實(shí)率較高，在種子萌發(fā)試驗(yàn)前進(jìn)行種子預(yù)處理，（如75℃溫水浸泡24h、砂紙摩擦種皮5-7min、濃H2SO4浸泡等），可以提高種子萌發(fā)率。

本文探索了中性鹽和堿性鹽不同鹽濃度對(duì)紫花野百合萌發(fā)特性的影響，得出了紫花野百合脅迫的鹽濃度范圍，但是試驗(yàn)中還存在著很多待完善之處：

供試種子挑選時(shí)，通過(guò)種子飽滿度、顏色、大小和種子浸泡12h后選出植入發(fā)芽床，建議在種子的選擇時(shí)，增強(qiáng)種子的選種方法，提高種子的萌發(fā)率，減少種子對(duì)鹽堿萌發(fā)參數(shù)的影響;本次試驗(yàn)脅迫處理設(shè)置中性鹽（NaCl、Na2SO3）和堿性鹽（NaHCO3、Na2CO3）以摩爾質(zhì)量1：1混合，Na+濃度設(shè)10個(gè)水平，紫花野百合中性鹽抑制萌發(fā)濃度在150～170 mmol.L-1之間，堿性鹽在100～130 mmol.L-1之間，中性鹽脅迫促進(jìn)萌發(fā)最大值在50～70 mmol.L-1之間，建議類(lèi)似的鹽堿試驗(yàn)可以減小濃度間差值，查找最適宜濃度和臨界濃度，過(guò)高濃度可以不設(shè)置;試驗(yàn)時(shí)采用石英砂作為栽培基質(zhì)，在15cm的培養(yǎng)皿中放入200g石英砂，每皿放入50粒種子，加入50ml處理液，10個(gè)處理水平，重復(fù)3次，建議以后研究可以在石英砂上加兩張濾紙、直接用兩張濾紙或其他處理，以增加鹽溶液與種子充分接觸，重復(fù)次數(shù)增多，每皿中種子數(shù)增加，以降低誤差。

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