鹽脅迫對(duì)窄葉野豌豆種子萌發(fā)的影響

達(dá)海蘭

(青海省海西蒙古族藏族自治州林業(yè)站，青海 德令哈 817099)

豆科牧草種子硬實(shí)率普遍較高[1]，鹽分是制約植物生長(zhǎng)及分布的重要生態(tài)因子之一。窄葉野豌豆生于海拔1800～4300m的山坡草地，林緣溝谷，在青海省有一定面積分布，屬于良等飼料作物[2]。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)鹽脅迫下窄葉野豌豆種子萌發(fā)特性研究較少，探索鹽脅迫對(duì)窄葉野豌豆種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響，為培育和保護(hù)豆科耐鹽植物資源提供基礎(chǔ)資料，為鹽堿地區(qū)栽培牧草尤其是豆科牧草的生長(zhǎng)發(fā)育提供理論依據(jù)。窄葉野豌豆種子存在硬實(shí)現(xiàn)象，硬實(shí)種子不透水，在不經(jīng)過(guò)處理的情況下，發(fā)芽率極低(6.1%)。為提高窄葉野豌豆種子發(fā)芽率，特做此試驗(yàn)研究。

1 材料與方法

1.1 材料

供試草種均為2018年在青海省湟源縣海拔高度3000m左右的地區(qū)收獲的野生種子。種子取回后保存于4℃貯藏室中，選取健康飽滿、純凈的種子作為試驗(yàn)材料。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1種子硬實(shí)破除實(shí)驗(yàn)

數(shù)取100粒的備用種子，加入98%的濃硫酸溶液30ml，分別浸泡5min、10min、15min、20min和25min后用反復(fù)沖洗至溶液中性，然后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)。

1.2.2萌發(fā)及恢復(fù)萌發(fā)試驗(yàn)

種子破除硬實(shí)后分別置于0.1%、0.2%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%七個(gè)不同NaCl濃度培養(yǎng)皿中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)，每24h觀察記錄萌發(fā)種子數(shù)，培養(yǎng)13d，測(cè)定種子萌發(fā)率；在種子萌發(fā)到第11d時(shí)，將0.1%、0.2%、0.3%三個(gè)不同NaCl濃度培養(yǎng)皿中未萌發(fā)的種子用蒸餾水反復(fù)沖洗3次轉(zhuǎn)至蒸餾水中恢復(fù)培養(yǎng)5d，測(cè)定種子的恢復(fù)萌發(fā)率。

1.2.3模擬鹽脅迫對(duì)種子吸水率的影響

以0.1%、0.2%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%不同NaCl濃度模擬鹽脅迫處理，蒸餾水處理作對(duì)照(CK)，共8個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次。試驗(yàn)溫度為室溫，吸水床用直徑7cm培養(yǎng)皿，試驗(yàn)時(shí)各處理隨機(jī)取窄葉野豌豆種子30粒，放置于培養(yǎng)皿內(nèi)，加入適量溶液后加蓋。為減少蒸發(fā)和種子吸水引起培養(yǎng)皿內(nèi)水勢(shì)的改變，定期更換溶液，試驗(yàn)時(shí)間為48h，每4h測(cè)定1次吸水量。測(cè)定時(shí)將培養(yǎng)皿內(nèi)的種子全部取出，用蒸餾水清洗2～3次，再用濾紙吸去種子表面黏附的蒸餾水，快速稱質(zhì)量，計(jì)算種子累計(jì)吸水率。

1.3 試驗(yàn)指標(biāo)計(jì)算方法[3-4]

萌發(fā)率(GP)=GN/SN×100%，式中，GN為種子萌發(fā)總數(shù)，SN為供試種子總數(shù)。

恢復(fù)萌發(fā)率=〔(a-b)/(c-d)〕×100%，式中，a為全部時(shí)間的發(fā)芽種子數(shù)，b是鹽脅迫溶液中的發(fā)芽種子數(shù)，c是供試種子數(shù)，d是復(fù)水前萌發(fā)的種子數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 打破硬實(shí)處理對(duì)種子發(fā)芽率的影響

表1 濃硫酸浸種時(shí)間對(duì)窄葉野豌豆種子萌發(fā)率的影響

由表1可以看出，濃硫酸浸泡5min時(shí)種子發(fā)芽率已達(dá)到近60%，顯著地高于對(duì)照的6.1%，之后隨著濃硫酸浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，發(fā)芽率呈增加趨勢(shì)，濃硫酸浸泡15min后發(fā)芽率開始下降，濃硫酸浸泡40min時(shí)種子發(fā)芽率下降至76.43%，顯著高于對(duì)照卻低于其他處理。由此可見，從發(fā)芽率來(lái)看，濃硫酸浸泡5min到30min都是適合于破除種子硬實(shí)的，濃硫酸浸泡15min時(shí)種子發(fā)芽率最高。

2.2 鹽脅迫對(duì)種子萌發(fā)特性的影響

由表2可見實(shí)驗(yàn)設(shè)置鹽脅迫的條件下，窄葉野豌豆種子在CK，0.1% NaCl處理下，第2d開始萌發(fā)，發(fā)芽率極顯著高于其他處理0.2% NaCl處理下，第3d開始萌發(fā)，在0.3% NaCl處理下，第4d開始萌發(fā)，0.6% NaCl第5d開始萌發(fā)，0.9%NaCl處理第6d開始萌發(fā)，1.2%NaCl第7d開始萌發(fā)，NaCl濃度達(dá)到1.5%NaCl不萌發(fā)，隨著鹽脅迫的加劇和水勢(shì)的降低，種子發(fā)芽率顯著減低。窄葉野豌豆種子發(fā)芽率降低分別為94%，83%，73.3%，67%，53.3%，46.7%，30%，結(jié)果表明：窄葉野豌豆的萌發(fā)適應(yīng)于低濃度NaCl的鹽脅迫，而高濃度的NaCl對(duì)種子的萌發(fā)不利。

表2 鹽脅迫對(duì)窄野葉豌豆種子的萌發(fā)率影響

圖1 不同濃度對(duì)鹽脅迫種子的萌發(fā)率

由圖1可以看出，不同濃度的NaCl對(duì)種子萌發(fā)率有極顯著影響。0～1.5% NaCl脅迫下，萌發(fā)率隨脅迫濃度的增加呈迅速下降趨勢(shì)，1.5%NaCl脅迫下種子萌發(fā)率為0，說(shuō)明種子萌發(fā)完全被抑制，表明窄葉野豌豆種子萌發(fā)對(duì)NaCl的脅迫十分敏感，種子萌發(fā)能耐受的NaCl脅迫臨界閾值是1.5%。說(shuō)明鹽濃度過(guò)高將導(dǎo)致植物吸水困難，抑制植物生長(zhǎng)。

2.3 鹽脅迫下窄葉野豌豆種子的萌發(fā)及恢復(fù)萌發(fā)

圖2顯示，不同濃度NaCl處理對(duì)窄葉野豌豆種子萌發(fā)率的影響不同。隨NaCl濃度的升高，窄葉野豌豆種子萌發(fā)率呈下降趨勢(shì)，0.3%NaCl脅迫下窄葉野豌豆種子萌發(fā)率極低，在鹽脅迫0.1%時(shí)萌發(fā)率達(dá)到94%，0.2%時(shí)萌發(fā)率達(dá)到83%，0.3%時(shí)萌發(fā)率達(dá)到73.3%。

圖2 鹽脅迫的種子萌發(fā)率和恢復(fù)萌發(fā)率

萌發(fā)試驗(yàn)11d后，將0.1%、0.2%和0.3% NaCl脅迫下未萌發(fā)的種子轉(zhuǎn)移至蒸餾水中做復(fù)水試驗(yàn)。由圖2可看出，在解除脅迫后各濃度NaCl脅迫后被具有較高的恢復(fù)萌發(fā)能力，各濃度脅迫后，未萌發(fā)的種子在復(fù)水后的第2d就能迅速萌發(fā)，0.1%恢復(fù)萌發(fā)率達(dá)到80%，0.2%的達(dá)到57.8%，0.3%的達(dá)到40%，說(shuō)明脅迫程度越輕，解除脅迫后種子萌發(fā)率越高，反之，脅迫程度越嚴(yán)重，則解除脅迫后種子的萌發(fā)率越低。

3 討論

種子硬實(shí)是豆科牧草種子為了物種延續(xù)對(duì)于對(duì)環(huán)境的一種特殊適應(yīng)，硬實(shí)破除后，種子萌發(fā)率迅速提高，種子萌發(fā)到幼苗生長(zhǎng)時(shí)期是植物生活史中最為敏感的時(shí)期，極易受到外界環(huán)境各種因子的影響[5]。我國(guó)北方干旱地區(qū)分布著大面積的鹽堿地，豆科牧草種子的硬實(shí)及其萌發(fā)期抗逆性強(qiáng)弱是種子能否萌發(fā)的關(guān)鍵因素。

鹽分脅迫推遲了窄葉野豌豆種子萌發(fā)的進(jìn)程，抑制種子萌發(fā)，導(dǎo)致窄葉野豌豆種子萌發(fā)高峰期推遲，這與高戰(zhàn)武[6]等研究結(jié)果一致。低濃度鹽處理后復(fù)萌效果比高濃度鹽效果好，這與趙雨霏[7]等研究結(jié)果一致。在萌發(fā)的初級(jí)階段，目前關(guān)于種子萌發(fā)受抑制的原因主要有兩個(gè)，一是滲透原因?qū)е路N子不能吸水所致，二是離子效應(yīng)所致[8]。本次試驗(yàn)復(fù)水萌發(fā)試驗(yàn)表明，低濃度鹽分脅迫的種子在復(fù)水后萌發(fā)率較高，高濃度鹽分脅迫的種子復(fù)水后萌發(fā)率較低，這說(shuō)明種子受抑制的主要原因在于鹽脅迫引起滲透壓改變導(dǎo)致種子吸水困難所致，因此鹽脅迫下窄葉野豌豆種子萌發(fā)受抑制主要還在于滲透影響，至于鹽分離子的毒害作用有待于進(jìn)一步研究。

窄葉野豌豆耐鹽性較強(qiáng)，進(jìn)一步研究鹽分脅迫對(duì)其萌發(fā)的影響可為北方鹽堿地區(qū)豆科牧草的栽培馴化提供一定的科學(xué)依據(jù)。為此，以窄葉野豌豆為試驗(yàn)材料，采用不同濃度NaCl進(jìn)行脅迫處理，測(cè)定種子發(fā)芽率等指標(biāo)，揭示種子萌發(fā)期的耐鹽特性和適應(yīng)機(jī)制，對(duì)于在鹽堿地種植窄葉野豌豆力爭(zhēng)全苗、壯苗，提高產(chǎn)量，增加效益具有重要意義。