免费文献传递   相关文献

3种钠盐胁迫对中华羊茅种子萌发的影响



全 文 : [收稿日期] 2012-12-05;2013-01-30修回
 [基金项目] 国家自然科学基金项目(30900173)
 [作者简介] 王康英 (1964-),女,高级实验师,从事饲草生产、加工教学与研究。E-mail:wkying1990@sina.com
[文章编号]1001-3601(2013)03-0252-0108-04
3种钠盐胁迫对中华羊茅种子萌发的影响
王康英
(西北民族大学 生命科学与工程学院,甘肃 兰州730030)
  [摘 要]为了探明不同钠盐胁迫中华羊茅种子的萌发特性,采用实验室发芽试验研究了不同中性盐
(NaCl)和碱性盐(NaHCO3和Na2CO3)胁迫对中华羊茅种子发芽率、胚芽长、胚根长等的影响。结果表明:
1)3种钠盐胁迫下,中华羊茅种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均随着盐浓度的升高而降低。
2)当NaCl浓度≤200mmol/L、NaHCO3≤100mmol/L、Na2CO3≤50mmol/L时,中华羊茅种子可正常萌
发;当NaCl浓度为300mmol/L、NaHCO3为150mmol/L、Na2CO3为100mmol/L时,种子萌发明显受到抑
制;当NaCl浓度为500mmol/L、NaHCO3为300mmol/L、Na2CO3为150mmol/L时,种子不发芽,并且随
着3种盐浓度的继续增高,胚芽生长迅速下降,而胚根的生长也呈下降趋势;在NaCl浓度为50mmol/L时,
种子的胚根生长较对照略高。
[关键词]中华羊茅;钠盐胁迫;发芽率;发芽势;根芽长
[中图分类号]S543+9 [文献标识码]A
Efects of Three Sodium Salt Stress on Seed Germination of Festuca sinensis
WANG Kangying
(Life Science and Engineering College,Northwest University for Nationalities,Lanzhou,Gansu730030,China)
  Abstract:The influence of NaCl stress,NaHCO3stress and Na2CO3stress on seed germination rate,
plumule length and radical length of F.sinensis was studied through a germination test in the laboratory to
explore the seed germination characteristics of F.sinensis under different sodium salt stress.Results:1)
The F.sinensis seeds could germinate naturaly when NaCl concentration≤200 mmol/L,NaHCO3
concentration≤100 mmol/L and Na2CO3concentration≤50 mmol/L.The seed germination was
significantly inhibited when NaCl concentration=300mmol/L,NaHCO3concentration=150mmol/L and
Na2CO3concentration=100mmol/L.And the seeds did not germinate when NaCl concentration=500
mmol/L,NaHCO3concentration=300mmol/L and Na2CO3concentration=150mmol/L.The plumule
length and radical length decreased rapidly with the increasing of sodium salt concentration.The radical
growth was slightly higher than the control when NaCl concentration was 50mmol/L.
Key words:Festuca sinensis;sodium salt stress;germination rate;germinating potential;radical bud
length
  土地盐渍化是影响农业发展的一大难题。中华
羊茅是我国北方,特别是西北高寒地区的重要野生
牧草和人工栽培牧草,具有良好的耐盐碱特性。我
国1亿hm2耕地中有667万hm2盐碱化严重的土
壤,有3 460万hm2盐碱荒地[1]。随着内陆现代化
和城市化的快速发展,可耕地面积持续下降,同时,
不合理的灌溉仍在继续造成大量良田的次生盐渍
化。因此,利用耐盐植物恢复盐渍地生态农业,开发
和利用大面积盐渍化土地十分重要。中华羊茅属禾
本科羊茅属多年生生疏丛型草本植物,是我国北方
和青藏高原等地的常见野生牧草,在山地草甸类草
地的分布较集中,常以伴生种或亚优势种与垂穗披
碱草和垂穗鹅冠草等混生,共同组成优质天然草地。
其中,西部地区的中华羊茅主要分布于青海省海拔
2 150~800m 的高寒草地、林缘、山坡、山谷及滩
地,四川、甘肃、西藏等省区也有分布[2]。国内学者
对中华羊茅的生物学特性和经济价值进行了广泛研
究。张万琴[3]研究表明,中华羊茅喜冷凉湿润气候,
耐寒性强,在自然分布状态下,海拔3 800~4 000m
的高地均可完成其生育周期,且适应性广,对土壤要
求不严,以湿润疏松土壤为宜。中华羊茅耐踩踏,茎
叶鲜嫩,营养价值高,口感好,可与披碱草混播建立
高产优质人工割草地或刈割、牧兼用草地,在甘南草
原上人工种植,播种当年的越冬率为97%;孙明德
等[4]研究认为,中华羊茅具有抗寒、耐旱、耐盐碱特
点,因茎秆直立,成熟整齐,籽粒饱满,适宜机械作业
而有利于进行大面积生产种植,是高寒牧区草地建
设、退耕还草和生态治理工程最适宜的优良牧草品
种之一。植物在不同生长时期的耐盐碱性各异,种
子萌发期通常是对盐碱胁迫最敏感的时期[5]。目前
有关盐胁迫植物生长变化的研究多集中在大田作物
上[6-8],有关盐胁迫对植物种子萌发影响的研究又多
集中在中性盐胁迫方面[9-10],对于碱性盐胁迫的研
究较少[11-12],而国内关于中华羊茅种子的研究主要
 贵州农业科学 2013,41(3):108~111
 Guizhou Agricultural Sciences
集中在种子真菌处理方面[13-18],而关于盐碱胁迫对
中华羊茅种子萌发影响的研究尚未见报道。为此,
笔者在实验室采用纸上发芽方法研究了中华羊茅种
子在不同浓度中性盐(NaCl)和碱性盐(NaHCO3和
Na2CO3)中的发芽率、胚芽长、胚根长以及根芽比,
旨在探明不同钠盐胁迫下中华羊茅种子的萌发特
性。
1 材料与方法
1.1 材料
以2010年10月秋在甘南草原收获的中华羊茅
种子为试验材料。
1.2 试验设计
用分析纯 NaCl、NaHCO3和 Na2CO3试剂配成
7种[0mmol/L(CK),50mmol/L,100mmol/L,
150 mmol/L,200 mmol/L,300 mmol/L,500
mmol/L]浓度梯度的培养液。采用实验室发芽试
验,在直径为12cm的培养皿内铺垫双层滤纸,用移
液管吸取10mL不同浓度的钠盐溶液于培养皿中,
选取饱满且颜色、形状、大小均匀的中华羊茅种子放
置于培养皿中,每培养皿100粒,3次重复,将培养
皿放置于25℃,12h/12h的恒温光照培养箱中培
养,每天用称重法补充损失的水分以保持一定的盐
浓度和湿度[19]。
1.3 测定指标
发芽后每天观察记录种子发芽数,统计发芽率。
萌发以胚根长达种子1/2为标准。按国际种子检验
规程规定种子的发芽时间为10d[20],发芽结束第8
天随机选取10粒出芽种子测定其胚芽长度和胚根
长度。
发芽势=(n/N)×100%,式中,n为第3天的
发芽种子数,N为种子总数。
发芽率=(第7天全部发芽的种子数/供试种子
数)×100%
发芽指数(GI)=∑Gt/Dt,式中,Gt为第t天的
种子发芽数,Dt为对应的种子发芽天数[16-17],本试
验从第1天开始计算。
活力指数(VI)=GI×S,式中,S为幼苗全长,
单位为cm。
根芽比=根长/芽长
1.4 数据统计分析
采用SPSS13.0软件对测定数据进行统计分
析。
2 结果与分析
2.1  3种钠盐胁迫对中华羊茅种子发芽率的影响
由表1可知,在中性盐(NaCl)和碱性盐(NaH-
CO3和Na2CO3)3种不同盐浓度胁迫下,中华羊茅
种子的平均发芽率随着溶液浓度的升高而不断下
降,且各处理种子的发芽率均低于对照。当 NaCl
浓度 ≤200 mmol/L、NaHCO3 ≤100 mmol/L、
Na2CO3≤50mmol/L时,中华羊茅种子可正常萌
发;当 NaCl 浓 度 为 300 mmol/L、NaHCO3 为
150mmol/L、Na2CO3为100mmol/L时,种子萌发
明显受到抑制。说明,盐胁迫对种子萌发有抑制作
用。
差异显著性检验结果(表1)表明,各处理的发
芽率与对照差异达极显著,而 50 mmol/L、100
mmol/L、150mmol/L、200mmol/L的 NaCl处理
间差异不显著,但均与300mmol/L的NaCl处理差
异 达 极 显 著;50 mmol/L、100 mmol/L、
150mmol/L、200mmol/L的 NaHCO3处理间差异
达极显著;50mmol/L、100mmol/L的Na2CO3处理
间差异达极显著;当 NaCl浓度为300mmol/L、
NaHCO3浓度为150mmol/L以上、Na2CO3浓度为
100mmol/L时,萌发受到明显抑制;NaCl浓度为
500mmol/L、NaHCO3为300mmol/L、Na2CO3为
150mmol/L时,发芽率为0,即种子不发芽。
表1  3种不同浓度钠盐胁迫中华羊茅种子的发芽率
Table 1 Seed germination rate of F.sinensis under stress of different concentrations of the three sodium salts %
浓度/(mmol/L)
Concentration
NaCl  NaHCO3 Na2CO3
0  94.33±0.58A 94.33±0.58A 94.33±0.58A
50  87.33±1.53B 88.33±2.89B 74.67±4.16B
100  85.00±2.00B 76.33±2.31C 6.67±1.51C
150  84.33±1.53B 24.67±2.61D 0D
200  82.33±1.53B 1.67±1.15E 0D
300  77.67±3.79C 0E 0D
500  0D 0E 0D
  注:同列不同大写字母表示差异达0.01显著水平。
  Note:Different capital letters indicated the significance of difference at 1%level.
2.2 中性盐NaCl胁迫对中华羊茅种子发芽指标
的影响
由表2可知,在不同浓度的NaCl溶液胁迫下,
种子的胚根长和胚芽长随NaCl浓度的升高总体上
呈不断降低趋势,种子的胚根长在 NaCl浓度为
50mmol/L时较对照处理略有增高,但是随着NaCl
浓度的继续升高胚根长也迅速降低。说明,低浓度
NaCl有促进种子胚根生长的作用,而高浓度则会抑
制胚根生长。种子胚芽长与胚根长的表现不同,胚
芽长随着NaCl浓度的增高一直呈降低趋势。不同
·901·
 王康英 3种钠盐胁迫对中华羊茅种子萌发的影响
 WANG Kangying Effects of Three Sodium Salt Stress on Seed Germination of Festuca sinensis
表2 不同浓度NaCl胁迫的中华羊茅种子各发芽指标
Table 2 Seed germination indexes of F.sinensis under different NaCl stress level
NaCl浓度/(mmol/L)
NaCl concentration
发芽势/%
Germination potential
发芽指数
Germination index
活力指数
Vital index
胚根长/cm
Radicle length
胚芽长/cm
Plumule length
根/芽
Root/shoot
0  81.00±3.61Aa  9.71±0.47A 32.26±1.57A 4.03±0.30A 7.32±0.32A 0.55±0.02A
50  70.00±5.29Bb  7.42±0.72B 29.12±0.61B 4.18±0.41A 7.07±0.17A 0.59±0.07A
100  66.33±2.52Bb  6.84±0.51B 26.20±2.19B 3.95±0.30A 6.73±0.25A 0.59±0.02A
150  55.67±4.73Cc  6.29±0.94B 21.58±1.92C 3.88±0.29A 5.45±0.59B 0.72±0.06A
200  48.67±1.53Cd  4.97±0.75C 15.52±0.61D 3.19±0.23B 3.88±0.35C 0.83±0.12B
300  12.33De  3.92±0.29D 3.18±0.69E 2.62±0.32C  2.35±0.11D 1.12±0.19C
500  0Ef  0E 0F 0D 0E 0D
浓度 NaCl溶液处理中华羊茅种子的发芽指标中,
各处理的发芽势和活力指数除150mmol/L以上浓
度外均与对照差异达极显著,而发芽指数、胚根长和
根/芽比除200mmol/L以上浓度、胚芽长除150
mmol/L以上浓度外,均与对照差异不显著,在500
mmol/L浓度时的各发芽指标均为0。
2.3 中性盐Na2CO3胁迫对中华羊茅种子发芽指
标的影响
从表3看出,不同浓度 NaHCO3溶液处理中华
羊茅种子的发芽指标中,发芽势和根/芽比,除100
mmol/L以上浓度外,各处理均与对照差异达极显
著;其余各指标不同浓度NaHCO3处理均与对照差
异达极显著。
2.4 中性盐Na2CO3胁迫对中华羊茅种子发芽指
标的影响
从表4看出,不同浓度的 Na2CO3溶液处理中
华羊茅种子的发芽指标中,各处理的种子发芽势均
与对照差异达极显著,100mmol/L以上浓度处理
种子的发芽势均为0;另外,发芽指数、活力指数、胚
根、胚芽随着盐浓度的增加而递减至0。
表3 不同浓度Na2CO3胁迫的中华羊茅种子各发芽指标
Table 3 Seed germination indexes of F.sinensis under different NaHCO3stress level
浓度/(mmol/L)
Concentration
发芽势/%
Germination potential
发芽指数
Germination index
活力指数
Vital index
胚根长/cm
Radicle length
胚芽长/cm
Plumule length
根/芽
Root/shoot
0  81.00±3.61A 6.84±0.51A 32.56±1.57A 4.02±0.30A 7.32±0.32A 0.55±0.02A
50  77.33±1.53A 2.92±0.69C 24.53±1.82B 3.17±0.19B 6.22±0.04B 0.51±0.04A
100  46.33±4.62B 2.84±0.32B 5.31±0.95C 1.14±0.10C 5.21±0.42C 0.22±0.02B
150  20.67±3.79C 2.67±1.16D 0.35±0.32D 0.15±0.12D 2.10±0.80D 0.07±0.04C
200  3.67±1.53D 0.21±0.14D 0D 0D 0.66±0.17E 0D
300  0D 0D 0D 0D 0E 0D
500  0D 0D 0D 0D 0E 0D
表4 不同浓度Na2CO3对中华羊茅种子发芽指标的影响
Table 4 Seed germination indexes of F.sinensis under different Na2CO3stress level
浓度/(mmol/L)
Concentration
发芽势/%
Germination potential
发芽指数
Germination index
活力指数
Vital index
胚根长/cm
Radicle length
胚芽长/cm
Plumule length
根/芽
Root/shoot
0  81.00±3.61A 6.84±0.51A 32.56±1.57A 4.03±0.30A 7.32±0.32A 0.55±0.02A
50  38.33±0.58B 6.29±0.32B 2.45±1.18B 0.64±0.30B 5.03±0.50B 0.12±0.05B
100  0C 0.84±0.82C 0.22±0.20C 0C 1.01±1.03C 0.15±0.13B
150  0C 0D 0C 0C 0C 0C
200  0C 0D 0C 0C 0C 0C
300  0C 0D 0C 0C 0C 0C
500  0C 0D 0C 0C 0C 0C
3 结论与讨论
1)研究结果表明,3种盐胁迫下,中华羊茅种
子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均随盐浓
度的升高而降低,当 NaCl浓度≤200mmol/L、
NaHCO3≤100mmol/L、Na2CO3≤50mmol/L时,
中华羊茅种子可正常萌发;当 NaCl浓度为300
mmol/L、NaHCO3为150mmol/L、Na2CO3为100
mmol/L时,种子萌发明显受到抑制;当 NaCl浓度
为500mmol/L、NaHCO3为300mmol/L、Na2CO3
为150mmol/L时,种子不发芽,并且随着3种盐浓
度的继续增高,胚芽生长迅速下降,而胚根的生长也
呈下降趋势;在NaCl浓度为50mmol/L时,种子的
胚根生长较对照略高。
2)种子能否在盐胁迫下萌发成苗,是植物在盐
碱地生长发育的前提。因此,在不同盐浓度胁迫下
研究种子萌发,以认识盐对种子萌发,探索盐害对植
物的生长发育影响十分必要。试验结果表明,在
NaCl、NaHCO3和Na2CO3胁迫下,中华羊茅种子的
发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数均随着盐浓度
的提高而显著下降,中华羊茅种子在低浓度 NaCl
(50mmol/L)处理下,其根长与对照差异不显著,且
比对照略有提高,与胡生荣等[21]以盐浓度为0.4%
以下胁迫能促进荆条、白蜡和沙枣种子萌发,并随着
盐浓度增加种子萌发受到不良影响的研究结果一
致,而与盐角草种子的萌发结果有所不同,这可能与
·011·
                                        贵 州 农 业 科 学
                                   Guizhou Agricultural Sciences
植物的种性、种子活力、种子成熟环境和营养水平有
关[22]。
[参 考 文 献]
[1] 郑慧莹,李建东.松嫩平原盐生植物与盐碱化草地的
恢复[M].北京:科学出版社,1999:22-26.
[2] 张耀生,赵新全.高寒牧区中华羊茅人工草地退化演
替的数量特征研究[J].应用生态学报,2002(3):285-
289.
[3] 张万琴.高寒地区青海中华羊茅适应性及高产栽培技
术研究[J].畜牧与饲料科学,2011,32(7):51-52.
[4] 孙明德,石玉龙,窦声云,等.4种羊茅属牧草对比试
验[J].青海草业,2009(3):8-11.
[5] Lange O L,Kappen L,Schulze E D.Water and plant
life:problems and modern approaches[M].New
York:Springer Verlag,1976.
[6] 王贻莲,魏艳丽,宋莉璐.NaCl胁迫对大麦种子萌发
与幼苗生长的影响[J].湖北农业科学,2011(1):
3494-3497.
[7] Chen Yaning,Li Weihong,Chen Yapeng.Physiolog-
ical response of natural plants to the change of
groundwater level in the lower reaches of Tarim Riv-
er,Xinjiang[J].Progress in Natural Science,2004,14
(11):975-983.
[8] 郑慧莹,李建东.松嫩平原盐生植物与盐碱化草地的
恢复[M].北京:科学出版社,1999:22-26.
[9] 苏 慧,尉红梅,马 岩,等.Na2CO3胁迫对牧草种子
萌发特性影响的研究[J],内蒙古民族大学学报:自然
科学版,2005,20(2):168-171.
[10] 翁森红,蒋尤泉,王承斌.牧草耐盐性鉴定指标和方法
的初步研究[J].中国草地,1992(1):30-34.
[11] 徐恒刚.禾本科牧草发芽期和苗期耐盐性的初步研究
[J].中国草地,1988(4):53-55.
[12] 翁森红,徐恒刚.可在内陆盐碱地上推广的几种禾本
科草的评价[J].四川草原,1997(1):3-5.
[13] 杨 洋,陈 娜,李春杰.甘肃中华羊茅内生真菌形态
多样性[J].草业科学,2011(2):273-278.
[14] 李积兰,李希来,田 丰,等.冷地早熟禾和中华羊茅
种子丸粒化技术研究[J].草原与草坪,2008(4):29-
33,38.
[15] 李积兰,李希来,田 丰,等.中华羊茅种子丸粒化技
术研究初报[J].青海大学学报:自然科学版,2008
(4):40-43.
[16] 金文进,李春杰,南志标.中华羊茅内生真菌 Neoty-
phodium sp.生物学与生理学特性的研究[J].菌物学
报,2009(3):363-369.
[17] 芦光新,李希来,田 丰,等.中华羊茅丸粒化处理后
种带真菌的初步检测[J].黑龙江畜牧兽医,2010(8):
92-94.
[18] 芦光新,李希来,童玉兰.几种处理方法对中华羊茅种
带真菌、萌发和幼苗生长的影响[J].黑龙江畜牧兽
医,2010(7):91-93.
[19] 刘 萍.植物生理学实验技术[M].北京:高等教育出
版社,1999:125-127.
[20] 国际种子检验协会(ISTA).国际种子检验规程[M].
北京:中国农业出版社,1999.
[21] 胡生荣,高 永,武 飞,等.盐胁迫对两种无芒雀麦
种子萌发的影响[J].植物生态学报,2007,31(3):
513-520.
[22] 王庆亚,刘 敏,张守栋,等.盐胁迫对盐角草种子萌
发与幼苗生长效应的研究[J].江苏农业科学,2002
(2):69-71.
(责任编辑:陈 静)
·111·
 王康英 3种钠盐胁迫对中华羊茅种子萌发的影响
 WANG Kangying Effects of Three Sodium Salt Stress on Seed Germination of Festuca sinensis