全 文 ：第 19 卷
第 5 期

Vol. 19
No. 5
草
地
学
报
ACTA AGRESTIA SINICA



2011 年
9 月

Sep.

2011
苦豆子种子萌发特性研究
吕笃康,巴音山,赵
玉* ,欧阳艳
(伊犁师范学院化学与生物科学学院, 新疆 伊宁
835000)
摘要:用 NaCl和 NaNO 3处理苦豆子( Sophora alop ecur oides L . )种子, 以不同土壤类型和不同深度播种研究其萌
发率、萌发指数、相对盐害率、胚根和胚轴生长及解除胁迫后生理指标的变化。结果表明: 随着盐浓度的增加,苦豆
子种子的萌发率、萌发指数、胚根、胚轴生长均呈下降趋势。低浓度 NaCl和 NaNO 3 ( 25~ 150 mmol
L - 1 )对种子
萌发抑制作用不明显;高浓度的 NaCl 和 NaNO 3 ( > 200 mmol
L - 1 )显著抑制种子萌发。盐胁迫解除后,萌发率随
着原盐胁迫浓度的增加呈升高趋势。不同播种深度及土壤类型以 1 ~ 3 cm 沙土中生长较好,黑钙土、栗钙土次之,
大于等于 7 cm 时则抑制其出苗。在同一深度条件下,出苗率表现为沙土> 黑钙土> 栗钙土。
关键词:苦豆子; 种子;盐胁迫; 萌发;土壤
中图分类号: Q945. 34



文献标识码: A




文章编号: 1007- 0435( 2011) 05- 0889- 04
Seed Germination Characteristics of Sophora alopecuroides L.
LV Du- kang, BA Yin-shan, ZH AO Yu
*
, OU YANG Yan
( Ch emis try and Bios cien ce School of Yil i Normal University, Yin ing, Xijing 835000, C hina)
Abstract: Effects of N aCl and NaNO 3 solut ions as w ell as three soil types and sowing depth on seed germ-i
nat ion of Sophora alop ecur oides L. w ere measured. Results showed that seed germ inat ion rates, germina-
t ion index as w ell as radicle and hypocotyl developm ent decreased as the concentr at ion of salt increased.
The low concentrat ion of NaCl and NaNO3 ( 25~ 150 mmo l
L-1 ) insignif icant ly inhibited seed germ inat ion,
w hereas the high concentrat ion o f NaCl and NaNO 3 ( 200 mm ol
L- 1 ) significant ly did. T he higher concen-
trat ion of salt applied to seeds, the higher germ inat ion rates the seed had af ter ter minat ing salt str ess. In
addit ion, seedling s g rew very w ell in sandy soil w hen the seeds w er e sow ed under 1~ 3 cm depth, w hereas
the seedlings could not emerge w hen sow ing depth w as 7 cm or mo re under tested soil types. Seeds had the
highest g erminat ion rate w hen sow n in sandy soil compared w ith tho se sow n in chernozem and chestnut so il
under the same sow ing depth.
Key words: Sop hor a alop ecur oides L. ; Seed; Salt st ress; Germination; Soil


苦豆子( Sophor a alop ecur oides L. )为豆科槐
属多年生草本植物, 主要分布于我国新疆、宁夏和内
蒙古等省区境内, 具有耐盐碱、抗干旱等特性 [ 1] , 是
北方地区的饲用植物资源和药用植物资源, 同时也
是我国西北荒漠地区广泛分布的一种重要的防风固
沙和改良盐碱地的优良野生植物[ 2]。但由于其可通
过根茎和种子扩散达到快速种群扩展[ 3] , 苦豆子优
势种群或单优群落很容易短时间内形成, 尤其是在
新疆伊犁河谷地区农田和草原生态系统中快速入侵
及泛滥,也给当地牧业发展及生物多样性带来了严
重威胁。
目前,有关苦豆子的研究主要围绕在药用方面,
对于苦豆子的生物学及生态学等方面的研究则主要
集中于种子形态特征及发芽条件[ 4, 5] 、组织培养[ 6]、
发芽特性与种子休眠 [ 5, 7] 等方面。然而, 由于分布
区的特殊性, 对土壤盐渍化、土壤类型及土壤深埋等
多种因素影响下的苦豆子种子萌发生态学的基础研
究到目前为止还少有报道。为此, 本试验以产自伊
犁河谷地区的苦豆子种子为材料, 研究 2种不同盐
份、不同土壤类型及不同深埋条件下苦豆子种子萌
发及幼苗生长特征, 旨在明确苦豆子种子萌发的耐
盐阈值、适宜的埋藏介质及埋藏深度, 从而为伊犁
收稿日期: 2011-06-03;修回日期: 2011- 08-20
基金项目:伊犁师范学院大学生科研课题;新疆维吾尔自治区科技支疆项目( 20089106)资助
作者简介: 吕笃康( 1987-) , 男,伊犁师范学院生物科学专业, E-m ail: ldk ang @ s ina. cn ; * 通信作者 Author for cor resp ond ence, E-m ail:
2001zh aoyu@ soh u. com
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报 第 19卷
河谷地区山地草原生态系统中苦豆子的侵入机理及
种群扩散、群落演替规律等提供理论依据。
1
材料与方法
1. 1
试验材料
供试苦豆子种子采于新疆伊犁哈萨克自治州伊
宁市达达木图乡( E79
50
~ 84
56
, N42
14
~ 44

50
)。选择籽粒饱满、大小一致且无病虫害的种子,
采用机械破损方法处理种子[ 3] 。
1. 2
试验方法
1. 2. 1
2种盐处理下苦豆子种子萌发特性
将机械破损后的种子, 用 0. 1% H gCl2消毒 10
min, 并用蒸馏水冲洗数次后备用。设盐浓度为 0,
25, 50, 100, 150, 200 mm ol
L - 1共 6 个处理, 置于
25
黑暗条件下浸种 24 h。依照国际种子检验规
程,发芽床采用滤纸法,将吸胀后的种子置于垫有 2
层消毒滤纸的培养皿中(直径 9 cm)分别加入配制
好的盐溶液,每个培养皿中放 30粒种子,重复 3次,
置于 13 h光/ 11 h 暗下恒温 25
全自动培养箱中
萌发,每天更换滤纸并添加相应盐溶液以维持盐浓
度的恒定。每天观察记录萌发情况,以胚根突破种
皮视为萌发,在第 7天, 分别测定每个处理中 10 株
幼苗的胚根和胚轴长度, 之后将未萌发的种子移至
蒸馏水中,每天记录萌发数,直至种子不再萌发。
1. 2. 2
不同土壤类型下不同播种深度对苦豆子种
子萌发研究
不同土壤及不同播种深度下苦豆子种子的萌发
试验在40 cm
30 cm
25 cm 培养盒内进行。机械
破损的种子经 0. 1% H gCl2消毒 10 min,并用蒸馏
水冲洗数次,之后在细沙土、栗钙土、黑钙土中分别
按 1, 3, 5, 7 cm 的深度播种, 每盒播种 30~ 50粒, 重
复 3次, 13 h 光/ 11 h 暗下恒温 25
培养箱内培
养。至第 14天再无新幼苗出土,统计同一土壤下不
同深度及同一深度不同土壤中苦豆子的出苗率。
1. 3
数据处理
萌发率: Gr= 萌发种子数/供试种子数
100%。
萌发指数: Gi=
( Gt / Dt ) , Gt 指在时间 t 日内
的发芽总数, Dt 为相应萌发天数。
相对盐害率= (对照萌发率- 处理萌发率) / 对
照萌发率
100%。
测量各处理中萌发种子的胚根、胚轴长度。
用 SPSS 13. 0 统计分析软件分析试验结果的
显著性差异, Excel 2007作图。
2
结果与分析
2. 1
盐对苦豆子种子萌发和相对盐害率的影响
2种盐处理下苦豆子种子的萌发率均下降, 萌
发指数降低, 同时相对盐害率升高,而且随着盐浓度
的增加, 抑制作用增强。低浓度 NaCl ( 25 ~ 150
mm ol
L- 1 )处理下种子萌发无显著差异,相对盐害
率不足 10%, 高浓度 NaCl ( 200 mmo l
L- 1 )抑制
作用达极显著( P< 0. 01) , 种子萌发率为 63. 3% ,相
对盐害率为 35. 28% ;同样 NaN O3低浓度胁迫对种
子萌发影响不显著,高浓度下极显著抑制萌发( P<
0
01) , 相对盐害率达 68. 2%。在同等浓度下
NaNO 3比 NaCl更能抑制苦豆子的萌发(表 1 )。
2. 2
盐对胚根和胚轴生长的影响
随着盐浓度的增高,幼苗胚根和胚轴长度呈下
降趋势, 高浓度的 NaCl ( 200 m mol
L- 1 ) 和
NaNO 3 ( 150 ~ 200 mm ol
L- 1 )抑制作用均达极显
著水平( P< 0. 01)。且盐胁迫对胚根的抑制效应均
大于胚轴 (表 2)。
2. 3
盐胁迫解除后苦豆子种子的萌发率
盐胁迫解除后,苦豆子种子萌发能力均可恢复,
恢复率基本上随着原盐胁迫浓度的升高呈上升趋
势, 尤其是高浓度盐胁迫解除后萌发恢复更明显,
200 m mol
L- 1 NaCl 处理的种子在盐胁迫下萌发
率为 63. 3% , 盐胁迫解除后的萌发率达 66. 7%。
NaNO3结果与 NaCl差异较大,胁迫(200 mmol
L- 1 )
解除后萌发率仅为 16. 1% (图 1)。
2. 4
土壤类型及深度对种子出苗率的影响
对于同一类型的土壤, 随着播种深度的增加,苦
豆子种子出苗率逐渐降低。在 1 cm 深播出苗率最
高达到 92. 2%, 在 3 cm 深播下出苗率为 86. 7% ,在
5 cm 深播下出苗率为 55. 6% ,在 7 cm 深播下出苗
率为 0,表明在播种深度 1~ 3 cm 下有利于苦豆子
种子出苗(图 2)。
在不同土壤介质中,出苗率在同一播种深度下
表现为细沙土> 黑钙土> 栗钙土, 且存在极显著差
异( P< 0. 01)。播种深度达到 7 cm 时,种子在 3种
土壤类型中均不出苗。在适宜的播种深度下, 细沙
土更适合苦豆子的出苗及生长(图 2)。
890
第 5期 吕笃康等:苦豆子种子萌发特性研究
表 1
盐胁迫对苦豆子种子萌发的影响
Table 1
Effect o f diff er ent salt tr eatments on the germination r ates o f S. alop ecuroid es seeds
盐的种类
Salt
浓度/ mmol
L- 1
Concent rat ion
萌发率/ %
Germination rate
萌发指数
Germination index
萌发势/ %
Germination potent ial
相对盐害率/ %
relat ive salt- injury rate
NaCl
0 95. 6aA 4. 1aA 70. 0aA 0
25 94. 4aA 4. 0aA 68. 0aA 1. 26
50 92. 2aA 3. 9aA 66. 0aA 3. 56
100 91. 1aA 3. 81aA 44. 0aA 4. 71
150 88. 9aA 3. 72aA 11. 0bB 5. 83
200 63. 3bB 2. 71bB 1. 0bB 35. 28
NaNO3
0 97. 8aA 4. 19aA 84. 0aA 0
25 95. 6aA 4. 10aA 82. 0aA 2. 25
50 94. 4aA 4. 05aA 79. 0aA 3. 48
100 93. 3aA 4. 00aA 46. 0bB 4. 60
150 67. 8bB 2. 91bB 9. 0cC 30. 67
200 31. 1cC 1. 33cC 2. 0cC 68. 20


注:不同小写字母代表在 0. 05水平下差异显著;不同大写字母代表在 0. 01水平下差异极显著;下同
Note: Small let ters and capital s indicate signif icance dif ferences at th e 0. 05 and 0. 01 level, respect ively; the same as below
表 2
盐胁迫对苦豆子种子幼苗生长的影响
Table 2
Effect of salt stress on the g rowt h o f S. alop ecuroid es seedling s
盐的种类
Salt
浓度/ m mol
L- 1
Concent rat ion
胚根长/ cm
Radicle length
胚轴长/ cm
H ypocotyl len gth
NaCl
0 2. 06aA 5. 04aA
25 1. 47bB 2. 16bB
50 1. 26bBC 1. 59bcBC
100 0. 89cCD 1. 43bcBC
150 0. 73cC DE 1. 13cdBC
200 0. 40 dE 0. 60dC
NaNO 3
0 1. 53aA 3. 64aA
25 1. 26abAB 1. 77bB
50 1. 01bB 1. 72bB
100 0. 93bBC 1. 26bBC
150 0. 54cCD 0. 50cC D
200 0. 20dD 0. 40cD
图 1
盐胁迫解除后种子的萌发率
Fig . 1
Germination r ate after terminat ing salt st ress
3
讨论与结论
3. 1
苦豆子在不同生境中的散布对其无性系及种
群的建成至关重要[ 3] ,而决定这一过程的核心是其
种子能够在不同的生境中启动萌发并形成有效苗,
而土壤的含盐量对苦豆子种子的萌发和幼苗生长速
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图 2
不同土壤类型不同播种深度对苦豆子种子出苗的影响
Fig . 1
Effects o f different so il types and sow ing depth on
the emergence rat es o f S. alop ecuroid es
度影响较大[ 23]。本研究的结果表明, 苦豆子种子在
不同浓度 N aCl 和 NaNO 3溶液中的萌发率随着盐
浓度的升高而降低, 低盐处理对萌发的抑制作用不
明显,大于 200 mmo l
L - 1的 N aCl对苦豆子种子
的萌发产生抑制作用, 且 N aNO 3 的抑制效应更明
显。此外盐胁迫也抑制幼苗生长,尤其对根的抑制
较明显,这和王进等[ 23] 的研究结果类似, 说明土壤
盐渍化影响着苦豆子种子的萌发和幼苗生长。
3. 2
根据对新疆伊犁哈萨克自治州霍城县图开沙
漠及河谷地区其他生境的野外调查结果(未发表) ,
发现在伊犁河谷地区的苦豆子无性系及种群主要生
于沙质土壤或含沙的栗钙土上, 耐沙埋、抗风蚀, 具
有良好的沙生特点, 尤其是图开沙漠内的半固定沙
丘上,苦豆子多为先锋种,当流动沙丘固定后首先生
长的即是苦豆子。本研究的结果显示土壤类型是影
响苦豆子种子萌发的因素之一, 且细沙土为出苗生
长的最适土壤类型。因此, 此研究将对伊犁河谷地
区山地草原生态系统如何预防及合理控制苦豆子种
群的快速扩张、生态入侵等提供一定的理论依据。
同时,也为我国西部地区荒漠化治理, 及特定地区的
苦豆子药用资源的种植提供参考。
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(责任编辑
刘云霞)
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