唐山地區(qū)鹽脅迫對(duì)松果菊種子萌發(fā)的影響

張紅玲

摘要 [目的]研究唐山地區(qū)鹽脅迫對(duì)松果菊種子萌發(fā)的影響。[方法]采用5個(gè)不同濃度的NaCl溶液對(duì)松果菊種子進(jìn)行鹽脅迫處理。觀察種子發(fā)芽情況，記錄發(fā)芽數(shù)量，統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、種子鮮重、胚根長(zhǎng)度、胚芽長(zhǎng)度，測(cè)定松果菊種子的耐鹽水平和幼苗活力。[結(jié)果]在一定范圍內(nèi)，松果菊種子發(fā)芽率隨著鹽濃度的增加略有提高；鹽濃度>34 mmol/L時(shí)，阻礙種子萌發(fā)；鹽濃度達(dá)到102 mmol/L時(shí)，幼苗胚根、胚芽出現(xiàn)褐化現(xiàn)象。鹽溶液對(duì)發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和幼苗活力抑制作用明顯，同時(shí)推遲了種子初始萌發(fā)時(shí)間，延遲了萌發(fā)時(shí)間。[結(jié)論]按照水溶性鹽對(duì)土壤分級(jí)，在河北省輕度鹽化土上松果菊時(shí)可以直接應(yīng)用，但在中度以上鹽化土上需要進(jìn)行土壤改良才能保證松果菊正常生長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞 鹽脅迫；松果菊；種子萌發(fā)；幼苗生長(zhǎng)

中圖分類(lèi)號(hào) S682.1+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611（2018）16-0063-02

Abstract [Objective] To research the effects of NaCl stress on the seed germination of Echinacea purpurea Moench. [Method] Stress treatment on E. purpurea seeds was carried out by five different concentrations of NaCl solution. The seed germination situation was observed， germination number was recorded. The germination potential， germination index， vital index， seed fresh weight， radicle length and embryo length were obtained. The salt tolerance level and seedling vigor of E. purpurea seeds were detected. [Result] Within a certain range， E. purpurea seed germination rate enhanced with the increase of salt concentration slightly. Salt concentration greater than 34 mmol/L hindered the seed germination； when salt concentration was at 102 mmol/L， the radicle and embryo of seedlings showed browning. NaCl solution significantly inhibited the germination potential， germination index， vigor index and seedling vigor， at the same time delayed the initial seed germination time. [Conclusion] According to the water soluble salt of soil classification， E. purpurea could directly planted on mild saline soil in Hebei Province， but soil improvement was needed for medium saline soil and above， so as to ensure the normal growth of E. purpurea.

Key words Salt stress；Echinacea purpurea Moench； Seed germination； Seedling growth

松果菊（Echinacea purpurea Moench），菊科，宿根草本花卉。株高60～120 cm，花色鮮艷，花期6—10月，可自播繁殖，在園林綠化中應(yīng)用廣泛。隨著中共十八大提出建設(shè)宜居靚城以來(lái)，園林綠化進(jìn)程加快，城區(qū)綠化已經(jīng)不能滿足人們對(duì)環(huán)境的要求。但沿海地區(qū)的鹽漬土壤很大程度上限制了大量植物材料應(yīng)用。唐山沿海地區(qū)鹽堿地面積約為5 682 km2，南部沿海有近1 100 km2的灘涂地及鹽堿地[1]。在鹽堿地綠化時(shí)，選育植物品種的抗鹽性是必要條件。按照河北省對(duì)土壤根據(jù)水溶性鹽含量分為五級(jí)（五級(jí)：非鹽漬化土<0.1%，四級(jí)：輕度鹽化土0.1%～0.2%，三級(jí)：中度鹽化土0.2%～0.4%，二級(jí)：重度鹽化土0.4%～0.6%，一級(jí)：鹽土為0.6%以上）[2]。唐山沿海地區(qū)實(shí)測(cè)鹽分變動(dòng)為0.015%～1.370%，漢沽、蘆臺(tái)、豐南、唐海及樂(lè)亭王灘以南沿海區(qū)域鹽分含量大于0.1%，其中豐南、黑沿子、南堡及唐海七農(nóng)場(chǎng)、灤南柳贊以南區(qū)域鹽分0.6%以上，達(dá)到一級(jí)，為重度鹽化[2]。鑒于唐山沿海地區(qū)地質(zhì)條件，選擇植物品種時(shí)，耐鹽性是必須參考因素。種子萌發(fā)是植物生長(zhǎng)重要階段也是對(duì)鹽最敏感階段。鹽環(huán)境下種子萌發(fā)的研究對(duì)冀東沿海地區(qū)綠化至關(guān)重要。鑒于此，筆者研究了鹽脅迫環(huán)境下松果菊種子萌發(fā)，測(cè)定種子的耐鹽程度，為鹽漬土壤上進(jìn)行園林綠化提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)和試踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)用種子采摘自上一年，放置在4 ℃冰箱中冷藏。選擇飽滿整齊一致的種子，在55 ℃的溫水中浸泡10 min，常溫浸泡10 h。

1.2 方法

根據(jù)河北省對(duì)鹽堿地劃分標(biāo)準(zhǔn)，按照1‰、2‰、4‰、6‰鹽濃度進(jìn)行處理，折算成摩爾濃度分別為17、34、68、102 mmol/L，從而便于進(jìn)行試踐指導(dǎo)。為保證試驗(yàn)?zāi)苷?shí)施，采用1‰鹽溶液進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)，在室內(nèi)溫度23～25 ℃時(shí)，種子萌發(fā)率達(dá)到70%，表明在同等條件下試驗(yàn)可以實(shí)施。

分別配制17、34、68、102 mmol/L NaCl鹽溶液各500 mL，待種子吸水充分后，放入洗凈烘干的培養(yǎng)皿中，放2層濾紙，加入各鹽溶液至飽和，同時(shí)設(shè)置同等條件的蒸餾水對(duì)照處理。將待試種子均勻放在濾紙上。每個(gè)處理進(jìn)行3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)30粒種子。每天更換相同濃度飽和狀態(tài)的濾紙，每2 d統(tǒng)計(jì)發(fā)芽情況，連續(xù)觀察至發(fā)芽結(jié)束。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

處理好的種子擺放好后，第2天開(kāi)始觀察。每天記錄發(fā)芽種子數(shù)量和胚根、胚芽長(zhǎng)度，計(jì)算發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)（從發(fā)芽第1天開(kāi)始統(tǒng)計(jì)，到發(fā)芽完成，第11天結(jié)束）、發(fā)芽勢(shì)（發(fā)芽前3天累計(jì)發(fā)芽數(shù)統(tǒng)計(jì)）、鮮重（種子發(fā)芽結(jié)束后稱量所有發(fā)芽種子重量）。

發(fā)芽率=發(fā)芽種子總數(shù)/試驗(yàn)種子總數(shù)×100%

發(fā)芽勢(shì)=3 d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/試驗(yàn)種子總數(shù)×100%

發(fā)芽指數(shù)=∑（第t天種子的發(fā)芽數(shù)/相應(yīng)種子發(fā)芽天數(shù)）

活力指數(shù)=發(fā)芽指數(shù)×幼苗總長(zhǎng)

1.4 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行方差分析，運(yùn)用LSD和Duncann（D）進(jìn)行兩兩比較，利用Microsoft Excel 2003進(jìn)行繪圖處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度NaCl溶液對(duì)松果菊種子萌發(fā)的影響

發(fā)芽率是反映種子活力的重要指標(biāo)。由圖1可知，不同濃度NaCl溶液對(duì)松果菊種子萌發(fā)影響不同。低濃度NaCl對(duì)松果菊種子萌發(fā)有促進(jìn)作用。NaCl溶液濃度為34 mmol/L時(shí)，種子萌發(fā)率最高。隨著鹽濃度加大，種子萌發(fā)受到抑制，濃度越大，抑制作用越明顯。試驗(yàn)初期CK處理種子萌發(fā)快，第3天開(kāi)始其他處理種子萌發(fā)速度加快，到第9天時(shí)17 mmol/L鹽溶液處理發(fā)芽率與CK相同，第11天時(shí)34 mmol/L鹽濃度處理發(fā)芽率達(dá)到81%，高于對(duì)照的76%，17 mmol/L NaCl處理達(dá)到78%，也略高于對(duì)照。這說(shuō)明低鹽濃度對(duì)松果菊種子萌發(fā)有促進(jìn)作用。當(dāng)NaCl溶液濃度達(dá)到68 mmol/L時(shí)，松果菊種子發(fā)芽率明顯降低。當(dāng)NaCl溶液濃度達(dá)到102 mmol/L時(shí)，前期種子基本不萌發(fā)，到第3天才開(kāi)始萌發(fā)，其他處理在第5天就達(dá)到萌發(fā)高峰，說(shuō)明鹽濃度已經(jīng)嚴(yán)重抑制種子萌發(fā)。松果菊種子萌發(fā)高峰隨著鹽濃度的增加而延遲。

發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)是表征種子萌發(fā)能力的綜合指標(biāo)。由表1可知，松果菊種子發(fā)芽率隨著鹽濃度增加略有提高，未表現(xiàn)出顯著差異（P<0.05）。在NaCl溶液濃度達(dá)到34 mmol/L時(shí)，發(fā)芽率達(dá)到最高。NaCl濃度達(dá)到68 mmol/L時(shí)。發(fā)芽率降低呈顯著差異（P<0.05）。由此說(shuō)明NaCl溶液濃度達(dá)到68 mmol/L時(shí)，抑制了種子萌發(fā)。當(dāng)濃度達(dá)到102 mmol/L時(shí)，種子發(fā)芽率更低，達(dá)到極顯著差異，嚴(yán)重影響了松果菊種子的萌發(fā)。

由表1可知，發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)3項(xiàng)指標(biāo)在各處理間表現(xiàn)出了顯著差異。在NaCl溶液濃度為0 mmol/L時(shí)（對(duì)照），松果菊種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均顯著高于其他處理。隨著鹽濃度的增加，種子各項(xiàng)指標(biāo)均有所下降，而且各處理間呈顯著差異。NaCl濃度低于34 mmol/L，即按照河北省鹽堿地分類(lèi)中輕度鹽漬土?xí)r，松果菊種子可以正常萌發(fā)。當(dāng)NaCl溶液濃度大于68 mmol/L時(shí)，松果菊種子不能正常萌發(fā)。

2.2 不同濃度NaCl溶液對(duì)松果菊的鮮重、胚根和胚芽的影響

通過(guò)記錄、統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽后鮮重、胚芽和胚根長(zhǎng)度，測(cè)定在鹽脅迫環(huán)境下發(fā)芽后的幼苗活力。由表2可知，不同處理種子鮮重和胚根長(zhǎng)度、胚芽長(zhǎng)度呈顯著差異。對(duì)照與17 mmol/L處理種子質(zhì)量、胚根長(zhǎng)度在P<0.05水平上未見(jiàn)顯著差異，說(shuō)明此濃度的鹽脅迫對(duì)種子不會(huì)造成影響。隨著鹽濃度加大，鮮重、胚根長(zhǎng)度和胚芽長(zhǎng)度均呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明鹽抑制了種子胚根、胚芽的生長(zhǎng)。即使種子已經(jīng)萌發(fā)，胚芽、胚根生長(zhǎng)仍非常緩慢，甚至最后腐爛死亡。102 mmol/L鹽溶液處理發(fā)芽種子胚芽長(zhǎng)度與對(duì)照相差18倍，胚根長(zhǎng)度與對(duì)照相差5倍，而且有部分種子胚根出現(xiàn)褐化。由此可見(jiàn)，在一級(jí)鹽土上種植松果菊時(shí)即使種子萌發(fā)，后期生長(zhǎng)也會(huì)受到抑制。與胚根相比，胚芽對(duì)鹽脅迫更敏感。

3 結(jié)論與討論

發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù)是評(píng)價(jià)種子發(fā)芽的常用指標(biāo)，分別反映了種子發(fā)芽速度、整齊度以及幼苗健壯的潛勢(shì)[4]。松果菊具有一定耐鹽性，在唐山沿海地區(qū)土壤水溶性鹽含量<2‰，即NaCl溶液34 mmol/L時(shí)可以正常萌發(fā)，幼苗都能正常生長(zhǎng)。低鹽脅迫對(duì)種子發(fā)芽率有促進(jìn)作用，可能是由于鹽脅迫打破了種子休眠、利于萌發(fā)。這與郭艷超等[8]得出的一定范圍的鹽濃度可能促進(jìn)種子萌發(fā)的結(jié)論一致，同時(shí)也與多數(shù)植物種子雖在蒸餾水中萌發(fā)最好[7]，但一定濃度鹽溶液卻表現(xiàn)出對(duì)種子萌發(fā)的增效作用[9] 的結(jié)論一致。

隨著鹽濃度的升高，發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均低于對(duì)照，呈顯著差異。同樣，鹽溶液對(duì)萌發(fā)后的胚芽、胚根也造成危害；在低鹽濃度下，即鹽含量<1‰時(shí)胚根長(zhǎng)度和鮮重未出現(xiàn)顯著差異，鹽濃度增加時(shí)幼苗的胚根、胚芽較小，甚至褐化死亡。由此可見(jiàn)，沿海地區(qū)園林綠化中在輕度鹽化土上可直接應(yīng)用松果菊，當(dāng)鹽濃度大于2‰，即中度、重度鹽化時(shí)需要改良土壤或是客土種植。此外，鹽脅迫下松果菊在分子方面的作用機(jī)制仍需進(jìn)一步探索研究。

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