鹽脅迫對(duì)白菜種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響1

廖建良，溫翠停

前言

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)有關(guān)鹽脅迫對(duì)植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響的報(bào)道很多，已在黃秋葵［1］、油菜［2］、蘿卜［3］、夏枯草［4］植物方面有廣泛的研究.鹽害是危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要因素之一，鹽害會(huì)破壞作物的離子平衡，引起離子毒性、高滲和氧化脅迫等，從而影響種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，導(dǎo)致產(chǎn)量和品質(zhì)下降［2］.這些研究工作常以單因素處理，以混合鹽堿脅迫處理展開(kāi)的研究較少，而研究鹽脅迫及混合鹽堿脅迫對(duì)白菜［Brassica chinensisL.］種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響很少見(jiàn)報(bào)道.本研究探究不同鈉鹽溶液（NaCl、Na2CO3及Na2CO3+Na-Cl）對(duì)白菜種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響研究，為白菜在鹽脅迫土地上提高發(fā)芽率、出苗率，在抗鹽育種方面提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)材料為香港矮腳黑葉葵扇白菜種，由蔡興利國(guó)際有限公司提供.

1.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品

6-芐氨基嘌呤（6-BA）、α-萘乙酸（NAA）、生根粉（ABT）、NaCl（分析純）、Na2CO3（分析純）、碳酸鈣（Ca-CO3）、80%丙酮、乙醇

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 不同鈉鹽脅迫對(duì)白菜種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響的試驗(yàn)方法

種子萌發(fā)試驗(yàn)，用培養(yǎng)皿培養(yǎng)，采用紙上發(fā)芽法［1，5］.NaCl設(shè)計(jì)的濃度梯度為：2 mmol·L-1、5 mmol·L-1、10 mmol·L-1、25 mmol·L-1、50 mmol·L-1；Na2CO3設(shè)計(jì)的濃度梯度為：1 mmol·L-1、2.5 mmol·L-1、5 mmol·L-1、12.5 mmol·L-1、25 mmol·L-1；混合 Na2CO3+NaCl設(shè)計(jì)的濃度梯度為：（1+2）mmol·L-1、（2.5+5）mmol·L-1、（5+10）mmol·L-1、（12.5+25）mmol·L-1、（25+50）mmol·L-1.在每個(gè)培養(yǎng)皿中鋪3層濾紙，選取顆粒大小一致、整齊飽滿的白菜種子播種在濾紙上，每皿播種30粒.每個(gè)濃度梯度設(shè)置3組重復(fù)，每個(gè)處理中一次性加入不同濃度的NaCl、Na2CO3、Na2CO3+NaCl溶液20 mL，以蒸餾水作為對(duì)照；每天定時(shí)向所有培養(yǎng)皿中補(bǔ)充相應(yīng)處理的溶液.每天觀察種子發(fā)芽情況，以胚根突破種皮1mm為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)連續(xù)3d，無(wú)新發(fā)芽種子出現(xiàn)，則視為發(fā)芽結(jié)束.統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、鹽害指數(shù)；并從各處理中隨機(jī)挑選15株幼苗，對(duì)下胚軸長(zhǎng)度和直徑、根長(zhǎng)、整株鮮重進(jìn)行測(cè)定［1，5］.數(shù)據(jù)均取3次重復(fù)的平均值計(jì)算.計(jì)算公式為：

發(fā)芽率（%）GR=發(fā)芽終止時(shí)正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%

發(fā)芽勢(shì)=發(fā)芽過(guò)程中日發(fā)芽種子數(shù)達(dá)到最高峰時(shí)的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%

發(fā)芽指數(shù)GI=Σ（Gt/Dt），其中Gt為t日內(nèi)的正常發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的日數(shù)

活力指數(shù)VI=GI×S（GI為發(fā)芽指數(shù)，S為平均幼苗長(zhǎng)度）

相對(duì)鹽害怕=（對(duì)照發(fā)芽率-處理發(fā)芽率）/對(duì)照發(fā)芽率×100%；

幼苗生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)，采用泥土培養(yǎng)法［6］.將用不同濃度的NaCl、Na2CO3及 Na2CO3+NaCl溶液處理后，正常生長(zhǎng)的幼苗同一天移植到同一自然光下，待其正常生長(zhǎng)后進(jìn)行處理，每隔3d對(duì)幼苗定量噴灑相應(yīng)的溶液處理，以蒸餾水為對(duì)照.15d后測(cè)定幼苗葉片葉綠素含量，隨機(jī)取樣，取3次重復(fù)的平均值.測(cè)定葉綠素a和葉綠素b含量，參照廖建良［1，5］等用丙酮提取葉綠素含量的方法.

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2013處理，用Duncan's分析不同處理間的差異顯著性，顯著水平P≤0.05，由SPSS17.0軟件進(jìn)行分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鈉鹽脅迫對(duì)白菜種子萌發(fā)的影響

表1為不同濃度NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl脅迫對(duì)白菜種子萌發(fā)的影響.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：3種處理對(duì)白菜種子的發(fā)芽率均有高濃度抑制、低濃度促進(jìn)作用，且隨著鹽溶液濃度的升高發(fā)芽率均表現(xiàn)為下降的趨勢(shì).NaCl處理中，NaCl 2 mmol·L-1處理的發(fā)芽率最高，為96.12%，是CK（92.96%）的1.03倍，差異顯著；5 mmol·L-1和10 mmol·L-1處理下，發(fā)芽率也很高；最小值在50 mmol·L-1處理下，為82.78%，比CK降低了10.95%，差異顯著.Na2CO3處理中，發(fā)芽率最大值在1 mmol·L-1處理下，為97.03%，與CK比差異顯著；Na2CO3濃度大于2.5 mmol·L-1，明顯降低了發(fā)芽率，與CK比差異顯著；在25 mmol·L-1處理下，發(fā)芽率為0，種子失活.Na2CO3+NaCl混合液為（1+2）mmol·L-1處理下，發(fā)芽率最高為98.52%，是CK的1.06倍；最小值在（25+50）mmol·L-1處理下，為70.74%，比CK降低了23.90%，差異顯著.隨Na+濃度升高，NaCl脅迫下發(fā)芽率最高，下降幅度最小，混合液處理較低，Na2CO3處理最低，下降幅度最大，說(shuō)明白菜種子對(duì)不同鹽的耐受性不同，不同鹽分對(duì)白菜種子萌發(fā)抑制程度高低順序?yàn)椋篘a2CO3＞Na2CO3+Na-Cl＞NaCl.

在發(fā)芽勢(shì)方面，NaCl處理下發(fā)芽勢(shì)在NaCl 2 mmol·L-1下最高，為82.96，與CK比差異顯著；濃度高于5 mmol·L ，顯著降低，分別降低了3.7%、8.78%、22.56%、45.12%.Na2CO3處理下，發(fā)芽勢(shì)在 1 mmol·L-1處有小幅度升高，是CK的1.01倍，差異不顯著；Na2CO3濃度≥2.5 mmol·L-1發(fā)芽勢(shì)顯著降低，分別降低了15.48%、35.84%、70.02%、100.00%.Na2CO3+NaCl脅迫下，發(fā)芽勢(shì)均顯著降低，降低幅度分別為：29.83%、33.35%、28.81%、30.96%、55.41%.相同Na+濃度下Na2CO3處理下的降低幅度最大，NaCl最小.

在發(fā)芽指數(shù)方面，在3種處理下均表現(xiàn)為下降的趨勢(shì).NaCl處理下發(fā)芽指數(shù)分別為：13.82、12.79、12.70、11.75、10.07，與CK（12.92）的差值分別為：0.9、-0.13、-0.22、-1.2、-2.85.Na2CO3處理下發(fā)芽指數(shù)分別為：13.55、11.91、8.81、6.45、0，與 CK的差值分別為：0.63、-1.01、-4.11、-6.47、-12.92.Na2CO3+NaCl處理下發(fā)芽指數(shù)分別為：12.34、10.80、11.16、8.97、6.23，與CK的差值分別為：-0.58、-2.84、-1.76、-3.95、-6.69.由此可見(jiàn)，隨Na+濃度升高，Na2CO3處理下發(fā)芽指數(shù)下降最快，Na2CO3+NaCl處理次之，NaCl最小.

在活力指數(shù)方面，3種處理對(duì)白菜種子的活力指數(shù)隨著處理濃度的升高活力指數(shù)均表現(xiàn)為逐漸下降的趨勢(shì).隨Na+濃度升高，Na2CO3處理的活力指數(shù)最小，下降幅度最大，且在Na2CO3濃度為25 mmol·L-1處理下，種子的活力指數(shù)為0；由此可見(jiàn)，Na2CO3處理對(duì)種子萌發(fā)影響最大.

相對(duì)鹽害方面，NaCl濃度≤ 10 mmol·L-1，鹽害指數(shù)為負(fù)值，表明低濃度下有一定的促進(jìn)作用；NaCl濃度≥25 mmol·L-1，鹽害指數(shù)為正值，對(duì)種子萌發(fā)有抑制作用，危害程度逐漸增大.Na2CO3+NaCl混合液為（1+2）mmol·L-1及（2.5+5）mmol·L-1處理下，鹽害指數(shù)為負(fù)值，說(shuō)明低濃度下促進(jìn)種子萌發(fā).Na2CO3濃度為1 mmol·L-1，鹽害指數(shù)為負(fù)值；Na2CO3濃度≥ 2.5 mmol·L-1，鹽害指數(shù)為正值，危害程度逐漸增大.Na2CO3濃度為 25 mmol·L-1，Na2CO3脅迫下的鹽害為100.00%；NaCl濃度為50 mmol·L-1，脅迫下的鹽害為10.95%、Na2CO3+NaCl濃度為（25+50）mmol·L-1，脅迫下的鹽害為23.90%，說(shuō)明Na2CO3脅迫對(duì)白菜種子萌發(fā)的鹽害作用最明顯，NaCl脅迫的鹽害作用較小.

從 NaCl、Na2CO3及 Na2CO3+NaCl對(duì)白菜種子萌發(fā)指標(biāo)的影響和相對(duì)鹽害程度的試驗(yàn)結(jié)果，綜合說(shuō)明，三種處理對(duì)白菜種子萌發(fā)指標(biāo)的影響作用為：Na2CO3脅迫對(duì)白菜種子萌發(fā)的抑制作用最明顯，NaCl脅迫作用最小.

表1 不同濃度NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl脅迫對(duì)白菜種子萌發(fā)的影響

2.2 不同鈉鹽脅迫對(duì)白菜下胚軸長(zhǎng)、根長(zhǎng)、下胚軸直徑、鮮重的影響

從表2可知，在下胚軸長(zhǎng)方面，隨Na+濃度的升高，三種處理下的下胚軸長(zhǎng)均呈下降趨勢(shì).NaCl 2 mmol·L-1處理下有最大值，為2.20 cm，為CK的1.09倍，差異不顯著；NaCl濃度高于 25 mmol·L-1，下胚軸長(zhǎng)比CK處理的短，且差異顯著.Na2CO31 mmol·L-1處理下有最大值，為2.03 cm，為CK的1.01倍，差異不顯著；Na2CO3大于2.5 mmol·L-1，下胚軸長(zhǎng)較對(duì)照顯著變短.Na2CO3+NaCl混合液為（1+2）mmol·L-1處理下有最大值，為 2.7 cm，為CK的1.34倍，差異顯著.

在根長(zhǎng)方面，3種處理下的根長(zhǎng)大體呈現(xiàn)逐漸下降趨勢(shì)，且均比CK處理的根長(zhǎng)短.Na+濃度在25 mmol·L-1處，NaCl處理的根長(zhǎng)為CK的76.33%，Na2CO3處理的根長(zhǎng)為CK的11.44%，Na2CO3+NaCl處理的根長(zhǎng)為CK的60.90%；Na+濃度為25 mmol·L-1，Na2CO3處理下種子不能萌發(fā)，幼苗不能生長(zhǎng)，說(shuō)明高濃度下，Na2CO3脅迫對(duì)幼苗的抑制最嚴(yán)重.

在下胚軸直徑方面，NaCl濃度為2～50 mmol·L-1，下胚軸直徑分別是CK的1.04倍、1.07倍、1.05倍、1.06倍、1.05倍，均比CK處理的下胚軸直徑大，且達(dá)到顯著差異.Na2CO3濃度為 1～5 mmol·L-1，下胚軸直徑分別是CK的1.06倍、1.06倍、1.06倍，差異顯著；在Na2CO3濃度12.5 mmol·L-1，下胚軸直徑是CK的0.89倍，比CK處理的下胚軸直徑小且差異顯著.Na+濃度2～50 mmol·L-1，Na2CO3+NaCl處理下下胚軸直徑是CK的1.03倍、1.04倍、1.08倍、1.31倍、1.00倍，在Na+濃度為25 mmol·L-1達(dá)最大值，差異顯著.

在鮮重方面，隨Na+濃度的升高三種處理下的鮮重均先升高后下降.NaCl濃度為 5 mmol·L-1和 10 mmol·L-1，分別為CK的1.30倍和1.31倍，差異顯著；50 mmol·L-1處理為CK的0.74倍，顯著降低.Na2CO3濃度在1 mmol·L-1處達(dá)最大值，為 38.33 mg，是CK的1.22倍，差異顯著；12.5 mmol·L-1處為CK的0.52倍，顯著降低；Na2CO3+NaCl混合液為（1+2）mmol·L-1及（2.5+5）mmol·L-1處理下，分別為CK的1.32倍和1.28倍，差異顯著；（25+50）mmol·L-1處理下，鮮重為CK的0.66倍，顯著降低.結(jié)果表明，隨處理濃度的升高，25 mmol·L-1Na2CO3+50 mmol·L-1NaCl、12.5 mmol·L-1Na2CO3、50 mmol·L-1NaCl等處理對(duì)白菜幼苗生長(zhǎng)的抑制作用較大.

從試驗(yàn)結(jié)果可知，三種鹽處理對(duì)幼苗的根生長(zhǎng)均受到抑制；低濃度對(duì)白菜幼苗生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用，高濃度抑制幼苗的生長(zhǎng)；在相同Na+濃度下Na2CO3脅迫對(duì)白菜幼苗的抑制程度較大.

表2 不同濃度NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl處理對(duì)白菜下胚軸長(zhǎng)、根長(zhǎng)、下胚軸直徑、整株鮮重的影響

2.3 不同鈉鹽脅迫對(duì)白菜幼苗葉片葉綠素含量的影響

從表3可知，白菜幼苗的葉片葉綠素a含量、葉綠素b含量和葉綠素總含量在NaCl脅迫下隨Na+濃度的升高大體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，但均比CK處理的含量低；Na2CO3和Na2CO3+NaCl脅迫下隨Na+濃度的升高呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，都比CK處理的含量低.

當(dāng)NaCl濃度為 2～50 mmol·L-1時(shí)，葉綠素a含量分別為CK的84.95%、99.12%、89.38%、69.02%、63.71%；葉綠素b含量分別為CK的79.17%、74.42%、55.82%和55.82%；葉綠色總含量分別為CK的85.26%、98.72%、92.31%、68.59和63.46%.與CK比，三種含量均在NaCl濃度 25 mmol·L-1和50 mmol·L-1處，顯著降低.

當(dāng)Na2CO3濃度為1～12.5 mmol·L-1時(shí)，葉綠素a含量分別為CK的72.57%、57.52%、56.64%、50.44%；葉綠素b含量分別為CK的79.17%、74.42%、67.44%、62.91%；葉綠色總含量分別為CK的74.44%、62.18%、56.41%、51.92%；各濃度的Na2CO3處理下的葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總含量，與CK比均明顯降低.

Na2CO3+NaCl處理下 Na+濃度 2～50 mmol·L-1時(shí)，葉綠素a含量分別為CK的61.95%、42.48%、40.71%、32.74%；葉綠素b含量分別為CK的79.17%、59.57%、51.16%、37.21%，；葉綠色總含量分別為CK的61.54%、48.72%、43.59%、33.97%；各濃度的Na2CO3+NaCl脅迫下的葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總含量，與CK比均顯著降低.

由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，相同Na+濃度作用下，Na2CO3+NaCl處理下白菜幼苗的葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠色總含量最低，抑制作用最大，NaCl處理的白菜幼苗的葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素總含量最高，抑制作用最小.

表3 不同濃度NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl處理對(duì)白菜幼苗葉綠素含量的影響

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)中，隨Na+濃度升高，三種鹽分對(duì)白菜種子萌發(fā)的毒害程度越來(lái)越大，相對(duì)鹽害逐漸升高；不同濃度的 NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl脅迫下，白菜種子的萌發(fā)指標(biāo)，均有在低濃度下高于CK，高濃度下比CK低，說(shuō)明在不同濃度的NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl脅迫下對(duì)白菜種子的萌發(fā)有低濃度促進(jìn)高濃度抑制的作用.Na2CO3濃度為 25 mmol·L-1，Na2CO3脅迫下的鹽害為100.00%；NaCl濃度為 50 mmol·L-1脅迫下的鹽害為10.95%；Na2CO3+NaCl濃度為（25+50）mmol·L-1脅迫下的鹽害為23.90%.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與張利霞［4］、禹婷［6］等研究結(jié)果基本一致；低濃度鹽分能促進(jìn)種子萌發(fā)，這可能與種子成分和生長(zhǎng)所需成分有關(guān)，也可能是低鹽溶液對(duì)種子引發(fā)的結(jié)果.研究結(jié)果與吳紅英等［7］不同，吳紅英認(rèn)為鹽脅迫對(duì)種子萌發(fā)有抑制作用，這可能與實(shí)驗(yàn)材料和研究濃度不同有關(guān)；

試驗(yàn)中，三種鹽對(duì)白菜幼苗生長(zhǎng)，也表現(xiàn)出低濃度促進(jìn)，高濃度抑制的作用，研究結(jié)果與張利霞［4］的研究結(jié)果相似；但對(duì)根的影響不同，白菜幼苗幼苗的根生長(zhǎng)受到抑制，可能與研究材料和研究濃度不同有關(guān)；在下胚軸直徑方面，均比CK處理下的粗，這可能與鹽脅迫會(huì)造成植物發(fā)育遲緩，抑制植物組織和器官的生長(zhǎng)和分化，幼苗較矮，胚軸沒(méi)有伸長(zhǎng)的結(jié)果有關(guān).隨處理濃度的升高，25 mmol·L-1Na2CO3+50 mmol·L-1NaCl、12.5 mmol·L-1Na2CO3、50 mmol·L-1NaCl等處理脅迫對(duì)白菜幼苗的抑制作用較大.

試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，三種處理對(duì)白菜種子萌發(fā)指標(biāo)和幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的抑制作用不同，說(shuō)明白菜種子和同一作物不同器官對(duì)不同鹽分的敏感性不同；試驗(yàn)中三種處理對(duì)白菜幼苗生長(zhǎng)的抑制結(jié)果與對(duì)種子萌發(fā)的抑制結(jié)果基本一致，抑制程度依次為：Na2CO3＞Na2CO3+Na-Cl＞NaCl.種子能夠順利萌發(fā)成幼苗，是植物在逆境環(huán)境下順利生長(zhǎng)的首要前提，而種子萌發(fā)階段是最脆弱的時(shí)期；幼苗對(duì)鹽分脅迫較為敏感，高鹽分對(duì)幼苗的毒害作用較嚴(yán)重，鹽毒害抑制幼苗根的生長(zhǎng)、阻礙了幼苗的光合作用.

本試驗(yàn)結(jié)論：在NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl脅迫下，均有高濃度抑制白菜種子的萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)；隨著Na+濃度升高，相對(duì)鹽害逐漸增大，葉綠素含量降低；3種處理對(duì)白菜種子萌發(fā)指標(biāo)（發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)）和幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)（除根長(zhǎng)外）均有低濃度促進(jìn)，高濃度抑制作用；隨Na濃度的升高，抑制程度高低順序?yàn)椋篘aCl＜Na2CO3+NaCl＜Na2CO3.

參考文獻(xiàn)：

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