免费文献传递   相关文献

不同钠盐胁迫对草木樨和碱茅种子萌发的影响



全 文 :黑龙江农业科学2015(6):109~112
Heilongjiang Agricultural Sciences
不同钠盐胁迫对草木樨和碱茅种子萌发的影响
赵满兴,贺菲菲,王文强
(延安大学 生命科学学院,陕西 延安716000)
摘要:为进一步探究草木樨和碱茅在盐碱地中的种植规律,研究了不同钠盐胁迫对草木樨和碱茅种子萌发的
影响。采用纸上培养法对草木樨和碱茅种子用不同浓度的 NaCl和 Na2CO3溶液胁迫处理后进行发芽试验。
结果表明:在不同浓度盐胁迫下,随着盐浓度的增加,草木樨和碱茅种子的发芽势、发芽率、发芽指数和部分
萌发生理指标呈先上升然后逐渐降低的趋势,较低的盐浓度,可以促进草木樨和碱茅种子的萌发。在相同的
盐度下,草木樨的各项生理指标和发芽特性均较碱茅的高,因此,在供试的盐浓度范围内,草木樨的耐盐性比
碱茅强。NaCl对草木樨和碱茅种子发芽的抑制作用较Na2CO3的抑制作用强。
关键词:草木樨;碱茅;盐胁迫;发芽率;萌发生理指标
中图分类号:Q94 文献标识码:A 文章编号:1002-2767(2015)06-0109-04 DOI:10.11942/j.issn1002-2767.2015.06.0109
收稿日期:2014-12-03
基金项目:陕西省教育厅重点实验室科研资助项目(12
JS122);延安大学科研资助项目(YD2007-61);陕西省高水平
大学建设专项资金资助项目-生态学(2012SXTS03)
第一作者简介:赵满兴(1971-),男,陕西省合阳县人,博士,
副教授,从事植物生态方面研究。E-mail:zhaomanxing@
163.com。
  盐分是影响作物生产力的主要环境因子之
一,全世界大约20%的土地和50%的灌溉地受盐
渍化影响[1],盐碱地面积近10亿hm2,约占世界
陆地面积的7.6%[2]。我国有3 330万hm2盐渍
土,约占全国可耕地面积的25%[3]。盐渍土是盐
土与 碱 土 的 总 称。盐 土 中 主 要 含 NaCl和
Na2SO4,碱土主要含Na2CO3、重碳酸钠和钾盐较
多[4]。随着环境的恶化及人类不合理的灌溉和耕
作措施,土地盐碱化不断加剧,严重影响农业生
产。而种植耐盐碱牧草是改良盐碱地的一项经济
有效 的 措 施。草 木 樨 (Melilotus suaveolens
Ledeb)是一种优良的越年生豆科牧草,耐贫瘠、
干旱、寒冷和盐碱[5],碱茅(Puccinellia distans)
是一种优质牧草,潜在的优良草坪草资源对土壤
中的Na+有较强的抗性,耐寒、抗涝、耐盐碱,喜
湿润也能耐旱[6]。研究草木樨和碱茅的耐盐性,
不仅可以增加优质的蛋白质饲草,还可以改良盐
碱地,培养土地肥力,促进农牧业向良性循环
发展。
种子萌发期对环境胁迫最为敏感。目前,牧
草种子萌发期耐盐性研究较多,使用最广泛的指
标是发芽率[7-9],多集中在不同牧草对同一种盐
分(主要是NaCl)的研究,而不同盐分对不同种牧
草种子萌发的影响鲜有报道[10-13]。因此,本试验
以草木樨和碱茅种子为材料,选用 NaCl和
Na2CO3两种不同钠盐模拟盐碱地环境。对草木
樨和碱茅种子进行不同浓度梯度盐胁迫处理,通
过测算其发芽势、发芽率、发芽指数多个生物学指
标,研究草木樨和碱茅种子的发芽特性,以确定其
对不同钠盐的耐性强弱及发芽规律,为草木樨和
碱茅在盐碱地上的种植提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
供试仪器有:培养皿(9cm×2cm)、滤纸(直
径为9cm 定量滤纸若干)、电热恒温鼓风干燥
箱(DHG-9140A型)、隔水式恒温培养箱[(GHP-
9160型)、电子分析天平、容量瓶、移液管、玻璃
棒、镊子等。
供试种子为碱茅(产地:河南)和草木樨(产
地:四川)的当年生种子。
1.2 方法
试验液[14]为改良 Hoagland营养液分别配制
的500、1 000、2 000、3 000及4 000mg·L-15个
浓度梯度的Na2CO3和 NaCl。以 Hoagland营养
液作对照。
1.2.1 种子的预处理 用10%次氯酸钠消毒
10min,再用30%H2O2消毒后,在饱和CaSO4溶
液浸泡6h,再冲洗干净。为保证种子萌发易于
观察,将种子的果皮剥除[14-15]。
1.2.2 种子的培养 挑选籽粒大小相当的种子
播于铺有滤纸的培养皿(发芽床)内,分别加入不
同浓度的培养液10mL,每个培养皿中50粒,各
901
     黑 龙 江 农 业 科 学 6期
品种各浓度均设3个平行样,然后将培养皿置于
隔水式恒温培养箱中,在25℃无光条件下培养
10d。培养期间,每天用 Hoagland溶液处理一次
保持一定湿度。
1.2.3 测定项目及方法 1)发芽率、发芽势及发
芽指数的测定:在种子萌发后,逐日观察记录正常
萌发种子数、腐烂种子数。第一次观察后取正常
发芽种子测其生理指标,之后每次观察后将正常
发芽种子和腐烂种子取出弃掉。观察时间为发芽
后10d,统计观察结果。发芽率、发芽势的计
算公式:
发芽率(%)=7d发芽的种子数/供试验种
子数×100
发芽势(%)=3d发芽的种子数/供试验种
子数×100
发芽指数=∑(Gt/Dt)
式中:Gt为在t天的发芽数;Dt为相应的发芽
天数
根据试验记录数据,分别计算发芽率、发芽势
和发芽指数,将计算结果进行整理、统计。
2)生理指标的测定:种子萌发过程中的生理
指标主要包括芽长、总长、芽重和总重。发芽3d
后,用镊子轻轻将其取出,用滤纸吸干后,再用刻
度尺分别测量芽长和总长;经电子天平测其全重
和芽重。
所有数据用SAS8.0软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同钠盐胁迫对种子发芽特性的影响
2.1.1 草木樨种子在NaCl和Na2CO3胁迫下的
发芽特性 由表1可知,草木樨种子在 NaCl浓
度为0~1 000mg·L-1时的发芽势和发芽指数随
着NaCl浓度的升高而升高,但当 Na2CO3浓度大
于1 000mg·L-1时,草木樨种子发芽势和发芽指
数随着NaCl浓度的升高而下降,在NaCl浓度为
1 000mg·L-1时,草木樨的发芽率、发芽势及发芽
指数最高;草木樨种子的3项指标在 Na2CO3浓
度为0~4 000mg·L-1时随着Na2CO3浓度的升高
呈先升高后下降的趋势,在 Na2CO3 浓度为
500mg·L-1时,草木樨的发芽率、发芽势及发芽指
数最高;通过比较发现 NaCl对草木樨的胁迫作
用比Na2CO3对其的胁迫作用强。
表1 草木樨种子在NaCl和Na2CO3胁迫下的发芽特性
Table 1 Effect of salt stress on germination characteristics of Melilotus
指标
Index
处理浓度/(mg·L-1)Concentration
0(CK) 500  1000  2000  3000  4000
NaCl 发芽率/% 63.0d 71.0b 75.6a 75.4a 66.0c 59.0e
发芽势/个·d-1  39.0d 48.6b 51.6a 50.4a 48.0b 42.0c
发芽指数(5d) 5.9e 6.9c 7.3a 7.1b 6.3d 5.2f
Na2CO3 发芽率/% 78.4e 98.8a 92.2b 90.6c 80.8d 61.0f
发芽势/个·d-1  37.0d 59.6a 54.6b 54.0b 47.0c 31.0e
发芽指数(5d) 6.5e 9.2a 8.8b 8.3c 7.5d 5.7f
  表中不同小写字母表示在0.05水平下各数值之间差异显著,下同。
Different lowercases mean significant difference at 0.05level.The same below.
2.1.2 碱茅种子在NaCl和Na2CO3胁迫下的发
芽特性 从表2可以看出,碱茅种子在 NaCl浓
度0~500mg·L-1时的发芽势和发芽指数随着
NaCl浓度的升高而降低,当 NaCl浓度大于
500mg·L-1时,碱茅种子发芽势和发芽指数随着
NaCl浓度的升高而急剧下降,当 NaCl浓度为
0mg·L-1时,碱茅的发芽率、发芽势及发芽指数最
高;碱茅种子的3项指标在 Na2CO3浓度为0~
4 000mg·L-1时随着 Na2CO3浓度的升高呈先升
高后降低的趋势,在 Na2CO3浓度为500mg·L-1
时,碱茅的发芽率、发芽势及发芽指数最高。
NaCl对碱茅的胁迫作用比 Na2CO3对其的胁迫
作用强。
2.2 种子萌发中的生理指标分析
2.2.1 草木樨种子在NaCl和Na2CO3胁迫下的
生理指标分析 通过对表3的数据分析,草木樨
种子的发芽个数随着盐浓度升高呈先升高后降低
的趋势,在NaCl浓度为500mg·L-1时的芽长、总
长、芽重、总重达到最高;随着Na2CO3浓度升高,
草木樨的各项生理指标除点长逐渐下降外,其它
011
6期   赵满兴等:不同钠盐胁迫对草木樨和碱茅种子萌发的影响
都呈先升高再降低的趋势,Na2CO3 浓 度 为
1 000mg·L-1时达到最高,Na2CO3 浓 度 大 于
1 000mg·L-1随着盐胁迫作用缓慢增强,种子萌
发生长逐渐受到抑制;通过以上比较发现 NaCl
对草木樨种子萌发以及生理生长方面的胁迫作用
比Na2CO3对其各方面生理指标的胁迫作用强。
表2 碱茅种子在NaCl和Na2CO3胁迫下发芽特性
Table 2 Effect of salt stress on germination characteristics of Puccinellia distans
指标
Index
处理浓度/(mg·L-1)Concentration
0(CK) 500  1000  2000  3000  4000
NaCl 发芽率/% 47.4a 47.0a 11.0b 11.0b 7.0c 0.0d
发芽势/个·d-1  17.4a 10.0b 4.0c 3.0d 0.0e 0.0e
发芽指数(5d) 3.8a 3.2b 0.4c 0.3d 0.4c 0.0e
Na2CO3 发芽率/% 31.0d 59.0a 51.4b 39.0c 23.0e 17.6f
发芽势/个·d-1  4.0e 15.0a 14.0b 12.0c 11.4d 4.0e
发芽指数(5d) 1.6d 3.7a 2.94b 2.9b 1.9c 1.3e
表3 草木樨种子在NaCl和Na2CO3胁迫下生理指标分析
Table 3 Effect of salt stress on physiological index of Melilotus
指标
Index
处理浓度/(mg·L-1)Concentration
0(CK) 500  1000  2000  3000  4000
NaCl 发芽个数 19.50d 21.50c 26.00b 31.50a 22.50c 22.00c
芽长/cm  0.98b 1.08a 0.86c 0.82d 0.65e 0.48f
总长/cm  2.12b 2.28a 1.94d 1.98c 1.41e 1.06f
芽重/mg  5.60b 6.10a 4.70c 4.00d 2.70e 1.80f
总重/mg  26.00bc  28.70a 25.90b 24.50c 22.30d 21.90d
Na2CO3 发芽个数 18.50e 29.00b 39.50a 21.50d 23.50c 14.50f
芽长/cm  0.82c 0.87b 0.98a 0.83c 0.87b 0.59d
总长/cm  2.35a 1.93c 2.20b 1.92c 1.80d 1.12e
芽重/mg  4.20d 4.30c 5.00a 4.70b 4.60b 2.90e
总重/mg  25.30c 25.60bc  28.70a 25.80b 25.70b 22.90d
表4 碱茅种子在NaCl和Na2CO3胁迫下生理指标分析
Table 4 Effect of salt stress on physiological index of Puccinelliadistans
指标
Index
处理浓度/(mg·L-1)Concentration
0(CK) 500  1000  2000  3000  4000
NaCl 发芽个数 4.70b 5.00a 2.00c 2.00c 0.00d 0.00d
芽长/cm  0.66b 0.67a 0.35c 0.33d 0.00e 0.00e
总长/cm  1.02c 1.18a 1.05b 0.80d 0.00e 0.00e
芽重/mg  1.10b 1.20a 0.50c 0.20d 0.00e 0.00e
总重/mg  5.80c 6.90b 8.50a 7.00b 0.00d 0.00d
Na2CO3 发芽个数 4.00d 7.50b 8.00a 6.50c 2.00e 2.00e
芽长/cm  0.35c 0.65b 0.71a 0.22d 0.22d 0.14e
总长/cm  0.73c 1.21b 1.29a 0.59d 0.32e 0.28f
芽重/mg  0.80d 1.10c 1.60a 1.30b 1.25b 0.60e
总重/mg  5.25c 5.27c 7.50a 5.40b 4.80d 4.70d
111
     黑 龙 江 农 业 科 学 6期
2.2.2 碱茅种子在NaCl和Na2CO3胁迫下的生
理指标分析 通过对表4数据的分析,碱茅种子
的各项生理指标随着NaCl浓度的升高呈先升高
后降低的趋势,NaCl浓度为500mg·L-1时种子萌
发数最高,当NaCl浓度大于1 000mg·L-1盐胁迫
作用增强,种子生长受到很大的抑制;在Na2CO3
胁迫条件下,碱茅种子的各项生理指标同样随着
Na2CO3浓度的升高呈先升高后降低的趋势,当
Na2CO3浓度为1 000mg·L-1时各项生理指标达
到最高,但当Na2CO3浓度大于2 000mg·L-1盐胁
迫作用急剧增强,种子萌发生长受到很大的抑制;
通过以上比较发现 NaCl对碱茅种子萌发以及生
理生长方面的胁迫作用比Na2CO3对其各方面生
理指标的胁迫作用强。
3 结论
NaCl对草木樨和碱茅种子发芽的抑制作用
较 Na2CO3的抑制作用强。在不同浓度盐胁迫
下,随着盐浓度的增加,草木樨和碱茅种子的发芽
势、发芽率、发芽指数和部分萌发生理指标呈先上
升然后逐渐降低的趋势,较低的盐浓度,可以促进
草木樨和碱茅种子的萌发。在相同的盐度下,草
木樨的各项生理指标和发芽特性均较碱茅的高,
因此,在供试的盐浓度范围内,草木樨的耐盐性比
碱茅强。
参考文献:
[1] 周万海,师尚礼,寇江涛.外源水杨酸对苜蓿幼苗盐胁迫的
缓解效应[J].草业学报,2012,21(3):171-176.
[2] 任小青,冀宏.盐胁迫对碱茅草种子萌发的影响[J].安徽农
业科学,2011(19):11740,11770.
[3] 朱杰辉,林鹏,刘明月.温度和盐分胁迫对野大麦种子萌发
的影响[J].草业科学,2007,2(12):30-33.
[4] 韩建国.草地学[M].3版.北京:中国农业出版社,2007:
70-105.
[5]  刘家宜.天津植物志 [M].天津:天津科技出版社,
2004:53.
[6] 韩建国,李鸿祥,马春晖,等.施肥对草木樨生产性能的影
响[J].草业学报,2000,9(1):15-26.
[7] 谢振宇,杨光穗.牧草耐盐性研究进展[J].草业科学,2003,
20(8):11-17.
[8] 刘彦清,董宽虎,王奇丽,等.不同盐分胁迫对高冰草种子发
芽的影响[J].草原与草坪,2007(2):18-21.
[9] 景艳霞,袁庆华.不同钠盐胁迫对苜蓿种子萌发的影响[J].
种子,2010,29(2):69-72.
[10] 张颖超,贾玉山,任永霞.钠盐胁迫对白花草木樨种子发芽
的影响[J].草业科学,2013(12):2005-2010.
[11] F Ghaderi-Far J,Gherekhloo M.Alimagham.Influence of envi-
ronmental factors on seed germination and seedling emergence
of yelow sweet clover(Melilotus officinalis)[J].Planta Dan-
inha,2010,3:38-45.
[12] 李昀,沈禹颖,阎顺国.NaCl胁迫下5种牧草种子萌发的
比较研究[J].草业科学,1997(2):51-54.
[13] 张颖超,贾玉山,任永霞.钠盐胁迫对白花草木樨种子发芽
的影响[J].草业科学,2013(12):2005-2010.
[14] 杨持.生态学实验与实习[M].北京:高等教育出版社,
2003:30-35.
[15] 李青丰,张海军.几种预处理对促进草地早熟禾种子萌发
的效果[J].中国草地,1997(3):28-30.
Effect of Salt Stress on Seed Germination of
Melilotus and Puccinellia distans
ZHAO Man-xing,HE Fei-fei,WANG Wen-qiang
(Colege of Life Sciences,Yan’an University,Yan’an,Shaanxi 716000)
Abstract:In order to explore the planting regular of Melilotus and Puccinellia distans in the saline-alkali field,
the effect of different salt tolerance on plant germination progress were investigated by indoor germination.The
paper culture method was used with different NaCl and Na2CO3salt stress solution concentrations,on the
physiological indexes of Melilotus and Puccinellia distans were calculated.The results showed that under the
salt stress the germination rate,germination index,some germination physiological indexes and sprouts growth
of Melilotus and Puccinellia distans seeds increased first and then decreased with the increasing of salt concen-
tration;Low concentration could promote the germination of Melilotus and Puccinellia distans.Under the
same salt concentration,the salt tolerance of Melilotus was strong than Puccinellia distans.Melilotus had a rel-
ative high salt tolerance than Puccinellia distans in the certain salt concentration range,the inhibition of NaCl
was strong than Na2CO3on the seed germination of Melilotus and Puccinellia distans.
Keywords:Melilotus;Puccinellia distans;salt stress;germination rate;germination physiological index
211