全 文 ：书第 44卷 第 11期 东 北 林 业 大 学 学 报 Vol．44 No．11
2016年 11月 JOUＲNAL OF NOＲTHEAST FOＲESTＲY UNIVEＲSITY Nov． 2016
1)中央高校基本科研业务费专项资金(2572016CA11)、国家大
学生创新性实验项目资助(201510225063)。
第一作者简介:王财丽，女，1994 年 8 月生，东北林业大学园林
学院，本科生，E－mail:183264945@ qq．com。
通信作者:严俊鑫，东北林业大学园林学院，副教授。E－mail:
yanjunxin@ 163．com。
收稿日期:2016年 6月 12日。
责任编辑:任 俐。
外源 Si 对 NaCl 胁迫下肥皂草种子萌发及
幼苗生长的影响1)
王财丽 边琦 李婷婷 姚锦莲 赵静伟 严俊鑫 王琪
(东北林业大学，哈尔滨，150040) (黑龙江省森林保护研究所)
摘 要 研究 NaCl胁迫下，外源 Si(K2SiO3)对肥皂草种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:在 3个浓度梯
度(40、80、120 mmol·L－1)的 NaCl胁迫下，外源 Si可不同程度地提高肥皂草种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活
力指数，增加胚轴、胚根长度及幼苗干质量，其中，以 0．8 ～ 1．2 mmol·L－1的外源 Si 处理效果最佳。在 3 个梯度的
NaCl胁迫下，0．8～1．2 mmol·L－1的外源 Si均可显著促进种子萌发和幼苗生长，缓解 NaCl胁迫对肥皂草种子和幼
苗的伤害;当外源 Si浓度超过 1．2 mmol·L－1时，缓解 NaCl胁迫作用逐渐降低。在 80 mmol·L－1NaCl胁迫下，当外
源 Si浓度超过 1．6 mmol·L－1时不具有缓解 NaCl胁迫作用，反而抑制肥皂草种子萌发和幼苗生长。
关键词 K2SiO3;NaCl胁迫;种子萌发;幼苗生长;肥皂草
分类号 S682．1+9;Q945．78
Effects of Exogenous Silicon on Soapwort Seed Germination and the Growth of Seedlings under NaCl Stress / /
Wang Caili，Bian Qi，Li Tingting，Yao Jinlian，Zhao Jingwei，Yan Junxin(Northeast Forestry University，Harbin 150040，
P． Ｒ． China);Wang Qi(Heilongjiang Forest Protection Ｒesearch Institute)/ / Journal of Northeast Forestry University，
2016，44(11) :41－44．
We studied the effects of exogenous silicon (K2SiO3)on soapwort seed germination and growth under salt stress． The
exogenous silicon significantly improved the germination rate (GＲ)，germination energy (GE) ，germination index (GI)
and vigor index (VI)of soapwort seed exposed to three concentrations of salt stress，also increased the length of hypocotyls
and radicle of seedlings and dry weight of seedlings added，and performed best treated with 0．8－1．2 mmol·L－1 exogenous
silicon． Exposed to three concentrations of salt stress，the exogenous silicon treated with 0．8－1．2 mmol·L－1 exogenous sil-
icon significantly promoted seed germination and seedling growth． When the concentration of silicon exceeded 1．2 mmol·
L－1，the effect of relieved salt stress was decreased gradually． Under 80 mmol·L－1 salt stress，when the concentration of
exogenous silicon was more than 1．6 mmol·L－1，there was no effect of relieved salt stress and inhibiting seed germination
and seedling growth of soapwort．
Keywords K2SiO3;NaCl stress;Seed germination;Seedlings growth;Soapwort
肥皂草(Saponaria officinalis Linn)又名石碱花，
为石竹科肥皂草属宿根草本植物。其株形优美，花
色淡雅，香味浓郁，花期持久，耐寒耐旱，成活率高，
栽培容易，管理粗放。具有一次种植连年开花，多年
发挥观赏效益，群体功能强，形成景观效果快的特
性。因此，常在园林绿化中用于布置花坛、花镜、岩
石园及屋顶绿化和地面覆盖［1－3］。同时，其根可入
药，具有祛痰、止泻利尿、治气管炎、咳嗽、皮肤病等
作用，工业上也将处理过的肥皂草作为高级洗涤用
品，多用于洗发、洗澡和洗涤名贵材料［4－5］。因此，
肥皂草在其他领域也有广阔应用前景。
目前，土壤盐渍化和次生盐渍化是人类面临的
全球性问题，大面积盐渍化土地资源的改善和利用
是一个迫切需要解决的问题［6］。改良和利用盐渍
化土地的方法有很多，筛选、培育、种植耐盐植物被
认为是比较经济有效的措施之一［7］。目前，已有大
量的试验研究表明，Si 可显著提高植物的抗盐性，
降低植物盐害。近年来，国内关于 Si提高植物耐盐
性的研究多见于大豆［8］、黄瓜［9］、玉米［10］、甘草［11］
等，而有关 Si 对肥皂草耐盐性的研究却鲜有报道。
本试验研究外源 Si对 NaCl胁迫下肥皂草种子萌发
特性和幼苗生长的影响，以期为合理利用 Si 解决肥
皂草栽培中的盐害问题提供科学依据，为肥皂草耐
盐性研究提供参考。
1 材料与方法
1．1 供试材料
肥皂草(Saponaria officinalis Linn)种子采收于
2014年秋季。净种后种子质量为 1．93 mg·粒－1，含
水量为 10．89%(根据鲜质量测得)。试验于 2015年
10—12月份在东北林业大学园林学院进行。
1．2 种子预处理
挑选籽粒饱满、大小一致的肥皂草种子，用 5%
的次氯酸钠(NaClO)溶液消毒 5 min，之后用去离
DOI:10.13759/j.cnki.dlxb.2016.11.032
子水冲洗 3 次，再用 0．1%的氯化汞(HgCl2)溶液
灭菌 5 min，最后再用去离子水冲洗 5 次进行预处
理后备用［12］。
1．3 试验方法
通过前期预试验结果确定适宜的盐溶液与外源
Si处理的浓度梯度范围，盐溶液采用 NaCl 单盐溶
液，浓度设置为 40、80、120 mmol·L－1 3 个盐分处
理，外源 Si采用 K2SiO3 溶液，浓度设置为 0、0．4、0．8、
1．2、1． 6、2． 0 mmol·L－1 6 个梯度，试验中因加入
K2SiO3 引入的 K
+，用 KCl 来平衡其误差［13］。采用
培养皿滤纸发芽法［14］，先用无菌滤纸吸去种子表皮
多余的水分，再将种子摆放在铺有被混合溶液浸湿
的 2层无菌滤纸的培养皿(直径为 10 cm)中，每皿
100粒，每个处理设置 3个重复，称量培养皿后置于
光照培养箱培养，培养条件为每天 25 ℃下光照培养
12 h，5 ℃下黑暗培养 12 h。为避免水分蒸发，盐分
在滤纸上积累，每天早晚(10:00、16:00)定量加入
无菌水至恒质量，以保证各处理中盐及硅浓度一致。
发芽试验以胚根突破种皮 2 mm 为萌发［15］，试验周
期为 21 d，每天观察记录种子萌发及生长情况。
1．4 测定项目与方法
1．4．1 种子萌发指标
发芽率(GＲ)= (萌发的种子数 /供试种子数)×
100%;
发芽势(GE)= (规定时间内发芽的种子数 /供
试种子数)×100%;
发芽指数(GI)= ∑(G t /Dt)，式中:G t 为不同发
芽时间(t)的萌发数;Dt 为相应的发芽时间(d);
活力指数(VI)= S×GI，式中:S 为一定时期内幼
苗质量(g)。
1．4．2 幼苗生长指标
株高测定:用直尺分别测量肥皂草幼苗胚轴、胚根
的长度，每个处理取样 5株，取其平均值，3次重复。
干质量测定:在处理至 21 d 时，取整株幼苗，用
滤纸吸干肥皂草幼苗表面水分后，置于 105 ℃下杀
青 30 min，在 75 ℃烘干至恒质量，称其干质量。每
个处理取样 5株，取其平均值，3次重复［16］。
1．5 数据处理
数据分析统计采用 SPSS 15．0 数据统计软件，
制图采用 Excel 2010。
2 结果与分析
2．1 外源 Si对 NaCl胁迫下肥皂草种子萌发的影响
由表 1可见，在 3 种 NaCl 胁迫下，不同浓度的
Si处理对肥皂草种子的萌发有不同的影响。随着
Si处理浓度增加，肥皂草种子的发芽率、发芽势、发
芽指数和活力指数变化都呈先升后降的趋势。
表 1 外源 Si对 NaCl胁迫下肥皂草种子萌发的影响
NaCl浓度 /mmol·L－1 Si浓度 /mmol·L－1 发芽率 /% 发芽势 /% 发芽指数 活力指数
40 0 (74．33±2．52)a (47．33±4．93)a (14．57±1．66)a (0．10±0．01)a
0．4 (78．00±5．30)a (69．00±2．00)b (22．78±2．12)c (0．16±0．02)c
0．8 (98．00±1．00)b (76．67±3．21)b (23．34±1．17)c (0．18±0．02)c
1．2 (95．33±1．53)b (73．00±6．00)b (21．73±1．84)c (0．17±0．02)c
1．6 (94．33±3．51)b (71．67±4．73)b (21．13±2．03)bc (0．15±0．02)bc
2．0 (82．00±8．72)a (71．00±4．36)b (18．10±1．40)b (0．12±0．01)ab
80 0 (55．67±6．67)a (29．00±3．00)ab (5．81±1．17)ab (0．04±0．01)ab
0．4 (78．33±7．57)b (34．67±5．86)b (8．76±1．64)c (0．06±0．01)cd
0．8 (85．67±3．21)b (43．33±3．51)c (10．65±1．29)c (0．07±0．01)d
1．2 (80．67±5．51)b (34．00±2．65)b (6．50±0．93)b (0．05±0．01)bc
1．6 (80．00±4．36)b (29．67±2．31)ab (6．03±0．79)ab (0．04±0．01)abc
2．0 (76．33±3．21)b (25．00±3．460)a (4．30±0．64)a (0．03±0．01)a
120 0 (30．00±4．58)a (10．67±2．52)a (2．62±0．85)a (0．02±0．01)a
0．4 (76．33±4．73)bc (25．33±1．53)c (6．28±1．12)c (0．05±0．01)cd
0．8 (84．00±7．21)c (29．33±1．53)d (7．40±0．74)c (0．06±0．01)d
1．2 (77．33±5．51)bc (27．00±2．65)cd (6．31±0．60)c (0．04±0．02)c
1．6 (74．33±4．93)bc (16．33±1．53)b (4．61±0．52)b (0．03±0．01)b
2．0 (67．67±8．50)b (11．00±1．00)a (3．33±0．56)ab (0．02±0．01)ab
注:表中数据为平均值±标准差;同列不同字母表示差异性显著(P＜0．05)。
在 40 mmol·L－1NaCl 胁迫下，整体的发芽指标
均高于对照。其中以 0．8 mmol·L－1的 Si 处理效果
最佳，肥皂草种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指
数分别较对照提高 31．84%、61．99%、60．19%、80．00%，差
异显著(P＜0．05)。
在 80 mmol·L－1NaCl 胁迫下，低浓度的 Si 处理
对肥皂草种子的萌发有促进作用，其中以 0．8 mmol·
L－1的 Si处理效果最佳，肥皂草种子的发芽率、发芽势、
发芽指数、活力指数分别较对照提高 53．9%、49．4%、
83．3%、75．0%，差异显著(P＜0．05)。Si 处理浓度高
24 东 北 林 业 大 学 学 报 第 44卷
于 0．8 mmol·L－1时，肥皂草种子萌发的各项指标逐
渐降低。当 Si处理浓度达到 2．0 mmol·L－1时，肥皂
草种子的发芽势、发芽指数、活力指数分别较对照降
低了 13．79%、25．99%、25．00%。
在 120 mmol·L－1 NaCl 胁迫下，以 0．8 mmol·
L－1的 Si处理效果最佳，肥皂草种子的发芽率、发芽
势、发芽指数、活力指数分别是对照的 2．80 倍、2．75
倍、2．82 倍、3．00 倍，差异显著(P＜0．05)。当 Si 处
理浓度高于 0．8 mmol·L－1时，肥皂草种子萌发各项
指标逐渐降低，但仍然较对照明显提高。
结果表明，在 3 种浓度的 NaCl 胁迫下，一定浓
度的 Si处理可有效缓解 NaCl胁迫对肥皂草种子萌
发的抑制作用。以 0．8 mmol·L－1的 Si 处理效果最
佳，可最大限度地发挥缓解作用，当浓度大于 0． 8
mmol·L－1处理时，缓解效果逐渐降低。在 80 mmol·
L－1NaCl胁迫下，Si 处理浓度超过 1．6 mmol·L－1时
不具有缓解作用，且浓度越高抑制效果越明显。
2．2 外源 Si对 NaCl 胁迫下肥皂草胚芽、胚根长度
及幼苗干质量的影响
由表 2可见，在 3种 NaCl胁迫下，肥皂草胚芽、
胚根长度及幼苗干质量随 Si 处理浓度的增加呈先
升后降的趋势。在 40 mmol·L－1NaCl 胁迫下，0．4 ～
1．6 mmol·L－1的 Si 处理均能缓解 NaCl 胁迫，促进
肥皂草幼苗生长，增加胚根、胚轴长度及干质量。其
中以 1．2 mmol·L－1的 Si 处理效果最佳，胚根、胚轴
及幼苗干质量分别较对照提高了 25．62%、32．39%、
7．00%，差异显著(P＜0．05)。在 80 mmol·L－1 NaCl
胁迫下，以 0．8 mmol·L－1的 Si处理缓解效果最佳，胚
根、胚轴及干质量分别较对照提高了 22．69%、22．81%、
4．26%，差异显著(P＜0．05)，当 Si 处理浓度高于 1．6
mmol·L－1时，不具有缓解作用，且浓度越高抑制效
果越明显。当 Si浓度达到 0．8 mmol·L－1时，肥皂草
胚根、胚轴及幼苗干质量分别较对照降低了 10．00%、
22．81%、2．13%，差异显著(P＜0．05)。在 120 mmol·L－1
NaCl胁迫下，以 0．8 mmol·L－1的 Si处理缓解效果最
佳，胚根、胚轴及干质量分别较对照提高了 66．29%、
84．85%、9．20%，差异显著(P＜0．05)。当 Si 处理浓
度大于 0．8 mmol·L－1时，仍具有缓解作用，但效果
减缓。
结果表明，在 3 种浓度的 NaCl 胁迫下，一定浓
度的 Si处理可有效缓解 NaCl 胁迫，增加肥皂草胚
芽、胚根长度及幼苗干质量。以 0．8 ～ 1．2 mmol·L－1
的 Si处理效果最佳。在 80 mmol·L－1NaCl胁迫下，
Si处理浓度大于 0．8 mmol·L－1时，缓解效果逐渐降
低，超过 1．6 mmol·L－1时不具有缓解作用，且浓度
越高抑制效果越明显。
表 2 外源 Si对 NaCl胁迫下肥皂草胚芽、胚根长度及幼苗
干质量的影响
NaCl浓度 /
mmol·L－1
Si浓度 /
mmol·L－1
胚根长
度 /cm
胚轴长
度 /cm
干质量 /
mg·株－1
40 0 (1．21±0．02)a (0．71±0．02)a (1．00±0．01)a
0．4 (1．33±0．04)b (0．78±0．02)b (1．01±0．02)a
0．8 (1．41±0．04)c (0．81±0．02)b (1．07±0．01)b
1．2 (1．52±0．02)d (0．94±0．04)d (1．07±0．02)b
1．6 (1．29±0．02)b (0．87±0．02)b (1．01±0．01)a
2．0 (1．22±0．04)a (0．78±0．02)a (0．98±0．02)a
80 0 (1．19±0．03)b (0．57±0．04)b (0．94±0．01)b
0．4 (1．32±0．03)c (0．67±0．02)c (0．95±0．02)bc
0．8 (1．46±0．03)d (0．70±0．03)c (0．98±0．02)d
1．2 (1．32±0．03)c (0．64±0．04)c (1．02±0．01)d
1．6 (1．17±0．04)b (0．55±0．03)b (0．97±0．02)cd
2．0 (1．09±0．02)a (0．44±0．03)a (0．92±0．02)a
120 0 (0．89±0．03)a (0．33±0．03)a (0．87±0．02)a
0．4 (1．25±0．04)c (0．41±0．02)b (0．96±0．02)d
0．8 (1．48±0．02)d (0．61±0．03)d (0．95±0．01)cd
1．2 (1．26±0．03)c (0．52±0．02)c (0．92±0．04)bc
1．6 (1．12±0．03)b (0．51±0．02)c (0．89±0．02)ab
2．0 (0．93±0．03)a (0．37±0．03)a (0．86±0．01)a
注:表中数据为平均值±标准差;同列不同字母表示差异性显著
(P＜0．05)。
3 结论与讨论
在植物的生命周期中，种子萌发处于非常重要
的地位，是植物在所处环境中能否正常生存的决定
因素。高浓度盐会造成种子发芽率、发芽势、发芽指
数降低［17］。研究表明，Si 能促进大豆［8］、玉米［10］、
水稻［18］等的种子萌发，提高植株耐盐性。本试验结
果表明，在 40、80、120 mmol·L－13 种 NaCl 胁迫下，
肥皂草种子的萌发都受到了显著的影响，主要表
现为发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数普遍降
低，种子发芽困难，发芽时间延长，生长缓慢等［19］。
0．4、0．8、1．2、1．6、2．0 mmol·L－15 种浓度的 Si 处理
均能不同程度地提高 NaCl 胁迫下肥皂草种子的发
芽率、发芽势、发芽指数及活力指数。整体上随 Si
浓度增加，发芽指标呈先增加后降低的趋势。其中
以 0．8 mmol·L－1的 Si处理效果最佳，在 3种浓度的
NaCl胁迫下均能最大限度的发挥缓解作用。在 80
mmol·L－1NaCl 胁迫下，当 Si 浓度超过 1．2 mmol·
L－1时不具有缓解作用，反而抑制肥皂草种子萌发，
且浓度越高抑制效果越明显。在 NaCl胁迫下，由于
渗透胁迫以及 Na+、Cl－等的毒害作用对种子萌发产
生一定的影响，表现为发芽速度和发芽指标均有所
降低，当加入适宜浓度 Si 后，种子发芽指标有较大
程度的提高，原因可能是由于 Si 可以附着在肥皂
草的中种皮上，调节了细胞壁的孔隙度，减少盐进
入胚内的量，减轻盐对种胚的伤害作用。而高浓
34第 11期 王财丽，等:外源 Si对 NaCl胁迫下肥皂草种子萌发及幼苗生长的影响
度的 Si对 NaCl胁迫的缓解作用降低，甚至加重胁
迫，这可能与高浓度的 Si也会产生渗透胁迫有关。
这与王丽燕［8］、王玉萍等［16］对野大豆、甜瓜的研究
结果一致。
NaCl胁迫对植物个体发育具有显著影响，不同
浓度的 NaCl胁迫对植物最普遍和最显著的效应就
是抑制植物生长［20］。研究表明，Si 能提高甘草［11］、
甜瓜［16］等的耐盐性，增加幼苗的干质量及高度。本
试验结果表明，在 3种 NaCl 胁迫下，0．8～1．2 mmol·
L－1的外源 Si 处理可显著促进肥皂草胚轴、胚根的
生长及增加幼苗干质量。随着 Si处理浓度升高，这
种促进作用逐渐减弱，在 80 mmol·L－1 NaCl 胁迫
下，当 Si浓度超过 1．6 mmol·L－1时不具有缓解作
用，反而加重 NaCl 胁迫。本试验结果表明，外源 Si
对 NaCl胁迫下肥皂草幼苗生长发育的影响作用因
Si浓度、NaCl胁迫程度及幼苗部位而异。适宜浓度
的 Si能促进肥皂草地上部分茎叶对营养的吸收，缓
解 NaCl胁迫，有壮苗作用，从而增加胚根、胚轴长度
及干质量;高浓度的 Si 缓解作用降低，甚至加剧胁
迫，使肥皂草幼苗干质量降低。这与前人关于大
豆［8］等的研究结果一致。
综上所述，适当浓度的外源 Si 对 NaCl 胁迫下
肥皂草种子萌发及幼苗生长有一定促进作用，可不
同程度地提高肥皂草种子的发芽率、发芽势、发芽指
数和活力指数，促进肥皂草胚轴、胚根的生长及增加
幼苗干质量。在 3 个梯度的 NaCl胁迫下，以 0．8 ～
1．2 mmol·L－1的 Si处理缓解效果最佳，可显著促进
肥皂草种子萌发和幼苗生长发育，增强其抗盐性，缓
解 NaCl胁迫。
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44 东 北 林 业 大 学 学 报 第 44卷