不同浸種液對(duì)鹽脅迫下西瓜種子發(fā)芽的影響

朱迎春 劉君璞 鄧云 安國(guó)林 李衛(wèi)華 司文靜 孫德璽

摘? ? 要：鹽脅迫限制作物的生長(zhǎng)，嚴(yán)重影響西瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)。利用不同濃度有機(jī)鈦和海藻提取液浸種，研究其對(duì)鹽脅迫下西瓜種子萌發(fā)的影響。結(jié)果表明，2種溶液均能夠在一定程度上促進(jìn)鹽脅迫下西瓜種子的萌發(fā)。在200 mmol·L-1 NaCl溶液脅迫下，有機(jī)鈦稀釋成1 000倍與海藻提取液稀釋5 000倍對(duì)促進(jìn)‘HQ-2種子萌發(fā)效果最好，種子萌發(fā)率分別比對(duì)照提高了30.0%和20.0%，有機(jī)鈦稀釋10 000倍與海藻提取液5 000倍對(duì)促進(jìn)‘中興紅1號(hào)種子萌發(fā)效果最好，種子萌發(fā)率分別比對(duì)照提高了11.1%和7.8%。綜合得出，對(duì)鹽脅迫下西瓜種子萌發(fā)促進(jìn)作用最明顯的是海藻提取液液稀釋5 000倍。

關(guān)鍵詞：西瓜;有機(jī)鈦;海藻提取液;種子發(fā)芽;耐鹽

Effects of different soaking solutions on watermelon seed germination under salt stress

ZHU Yingchun， LIU Junpu， DENG Yun， AN Guolin， LI Weihua， SI Wenjing， SUN Dexi

（Zhengzhou Institute of Fruit Research， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Zhengzhou 450009， Henan， China）

Abstract： Salt stress restricts the growth of crops and affects the yield and quality of watermelon seriously. The effects of different concentrations of organic titanium and seaweed extracts on watermelon seed germination under salt stress were studied. The results showed that both solutions could promote the germination of watermelon seeds under salt stress. Under the stress of 200 mmol·L-1 NaCl solution， 1 000 times dilution of organic titanium and 5 000 times dilution of seaweed extract had the best effect on promoting seed germination of ‘HQ-2，which was 30.0% and 20.0% higher than the control respectively. 10 000 times dilution of organic titanium and 5 000 times dilution of seaweed extract had the best effect on promoting seed germination of `Zhongxing Hong No. 1'，which were 11.1% and 7.8% higher than the control respectively. It was concluded that the most obvious effect on promoting watermelon seed germination under salt stress was the dilution of seaweed extract solution by 5 000 times.

Key words： Watermelon; Organic titanium; Seaweed extract; Seed germination; Salt tolerance

鹽脅迫已成為限制作物生長(zhǎng)的主要非生物脅迫之一[1]，會(huì)對(duì)植物造成多方面的不利影響，包括抑制植株生長(zhǎng)、離子代謝失衡[2]、降低光合作用[3]、活性氧大量產(chǎn)生和酶活力下降[4]等。并且隨著設(shè)施栽培面積的擴(kuò)大，設(shè)施內(nèi)土壤長(zhǎng)期得不到雨水淋洗，導(dǎo)致鹽分積累加劇，嚴(yán)重制約了設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，如何有效緩解西瓜鹽脅迫一直是研究的熱點(diǎn)。

不同浸種夜對(duì)種子萌發(fā)有很大的影響[5-7]。鈦不是作物生長(zhǎng)的必需元素，而是有益元素，但對(duì)作物生長(zhǎng)代謝過程起著重要作用。鈦在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用國(guó)外早有研究，研究發(fā)現(xiàn)，鈦參與植物體內(nèi)一系列生理生化反應(yīng)，能夠提高植物葉片中葉綠素的含量及光合效率，提高過氧化氫酶、過氧化物酶、超氧化物歧化酶、硝酸還原酶和固氮酶等多種酶的活性，促進(jìn)種子萌發(fā)[8]。謝庭生等[9]總結(jié)了湖南省黃豆、紅薯等作物施用復(fù)合鈦劑的影響，發(fā)現(xiàn)可使植物根系干重增加8.45%（紅薯）～22.31%（黃豆），根系容積增加6.21%（紅薯）～11.32%（棗），且黃豆用復(fù)合鈦劑噴施或拌種，根瘤菌數(shù)增加35%以上，N、P、K利用率也得到提高。海藻提取液內(nèi)含海藻寡糖、氨基酸、脂肪酸、甘露醇、甜菜堿、植物刺激素等多種植物活性物質(zhì)以及其他營(yíng)養(yǎng)元素，可提高種子的萌發(fā)潛力、促進(jìn)作物生長(zhǎng)、增加產(chǎn)量、改善果實(shí)品質(zhì)、提高作物的抗逆能力、改善土壤性狀等效果[10]。據(jù)周紅梅等[10]報(bào)道，海藻提取物以稀釋液灌根可顯著提高小白菜的生物量。韓傳曉等[11]試驗(yàn)表明，海藻提取液處理過的辣椒苗在根系生長(zhǎng)、葉片生長(zhǎng)、葉綠素含量、莖粗等方面均有顯著的增加。

而關(guān)于鈦與海藻提取液在西瓜上的研究尚未見報(bào)道，筆者通過探討有機(jī)鈦與海藻提取液兩種溶液不同稀釋濃度對(duì)西瓜種子萌發(fā)的影響，旨在為解決西瓜耐鹽問題提供新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料

供試西瓜品種‘HQ-2和‘中興紅1號(hào)、有機(jī)鈦和海藻提取液均由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所提供。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2018年4月進(jìn)行，種子分別用不同方法浸種，不同方法見表1，室溫下浸種24 h，撈出種子備用;種子培養(yǎng)方法：在90 mm培養(yǎng)皿上鋪1 cm的海綿，倒入0、200、300 mmol·L-1 NaCl溶液，放置30粒種子，3次重復(fù)，于30 ℃條件下培養(yǎng)。培養(yǎng)期間每天觀察并記錄發(fā)芽種子數(shù)，直至試驗(yàn)結(jié)束，以種子露白2 mm作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)及方法 種子發(fā)芽率按以下公式計(jì)算：種子發(fā)芽率/%=發(fā)芽的種子粒數(shù)/供試種子粒數(shù)×100;種子發(fā)芽勢(shì)/%=發(fā)芽的種子粒數(shù)（2 d內(nèi)）/供試種子粒數(shù)×100;發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑（Gt/Dt），式中Gt表示在t天種子的發(fā)芽數(shù)，Dt代表相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

1.2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理與作圖采用Microsoft Excel 2010軟件，用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

表1 不同浸種方法

[處理 浸種方法 CK 清水 1 有機(jī)鈦稀釋1 000倍 2 有機(jī)鈦稀釋5 000倍 3 有機(jī)鈦稀釋10 000倍 4 海藻提取液稀釋1 000倍 5 海藻提取液稀釋5 000倍 6 海藻提取液稀釋10 000倍 ]

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溶液處理對(duì)鹽脅迫下西瓜種子發(fā)芽率的影響

由圖1可以看出，清水處理的‘HQ-2種子在200 mmol·L-1 NaCl溶液中發(fā)芽率大幅度下降，在300 mmol·L-1 NaCl溶液中發(fā)芽率為0。但是在200 mmol·L-1 NaCl溶液下，各處理的發(fā)芽率均比對(duì)照高;有機(jī)鈦隨著稀釋倍數(shù)的增加，種子發(fā)芽率降低，海藻提取液隨著稀釋倍數(shù)的增加，種子發(fā)芽率先升高后降低，說明有機(jī)鈦稀釋1 000倍和海藻提取液稀釋5 000倍均能有效提高‘HQ-2在200 mmol·L-1 NaCl溶液下的發(fā)芽率;在300 mmol·L-1 NaCl溶液下，種子發(fā)芽率除有機(jī)鈦稀釋10 000倍為1.1%和海藻提取液稀釋5 000倍為2.23%和10 000倍處理為1.1%外，其余均為0，說明高鹽脅迫下處理效果較好的的是海藻提取液稀釋5 000倍和10 000倍及有機(jī)鈦稀釋10 000倍。

由圖2可以看出，清水處理的‘中興紅1號(hào)種子在200 mmol·L-1 NaCl溶液發(fā)芽率大幅度下降，在300 mmol·L-1 NaCl溶液下發(fā)芽率為0。在200 mmol·L-1 NaCl溶液下，有機(jī)鈦溶液隨著濃度降低，種子發(fā)芽率升高，海藻提取液隨著濃度的降低，種子發(fā)芽率先升高后不變，說明有機(jī)鈦稀釋10 000倍，海藻提取液稀釋5 000倍和10 000倍均能有效的提高‘中興紅1號(hào)在200 mmol·L-1 NaCl溶液下的發(fā)芽率;在300 mmol·L-1 NaCl溶液下，種子發(fā)芽率除有機(jī)鈦稀釋5 000倍和海藻提取液稀釋5 000倍處理外，其余都為0，說明有機(jī)鈦稀釋5 000倍，海藻提取液稀釋5 000倍均能有效的提高‘中興紅1號(hào)在300 mmol·L-1 NaCl溶液下的發(fā)芽率。

2.2 不同溶液處理對(duì)鹽脅迫下西瓜種子發(fā)芽勢(shì)的影響

由圖3可知，清水處理‘HQ-2種子在200 mmol·L-1 NaCl溶液中發(fā)芽勢(shì)大幅度下降，在300 mmol·L-1 NaCl溶液下發(fā)芽勢(shì)為0。在200 mmol·L-1 NaCl溶液下，有機(jī)鈦溶液隨著稀釋倍數(shù)的增加，種子發(fā)芽勢(shì)降低，且均比海藻提取液高;海藻提取液隨著稀釋倍數(shù)的增加，種子發(fā)芽勢(shì)逐漸升高，說明有機(jī)鈦稀釋1 000倍能有效的提高‘HQ-2在200 mmol·L-1 NaCl溶液下的發(fā)芽勢(shì);在300 mmol·L-1 NaCl溶液下，種子發(fā)芽勢(shì)都為0，說明各溶液的處理在高濃度鹽脅迫下對(duì)‘HQ-2種子發(fā)芽勢(shì)無(wú)效。

由圖4可知，清水處理的‘中興紅1號(hào)種子在200 mmol·L-1 NaCl溶液中發(fā)芽勢(shì)大幅度下降，在300 mmol·L-1 NaCl溶液下發(fā)芽勢(shì)為0。在200 mmol·L-1 NaCl溶液下，有機(jī)鈦溶液隨著濃度降低，種子發(fā)芽勢(shì)升高，海藻提取液隨著濃度的降低，種子發(fā)芽勢(shì)先升高后降低，但均比有機(jī)鈦處理高，說明海藻提取液稀釋5 000倍最能有效的提高‘中興紅1號(hào)在200 mmol·L-1 NaCl溶液下的發(fā)芽勢(shì);在300 mmol·L-1 NaCl溶液下，種子發(fā)芽勢(shì)均為0，說明各溶液的處理在高濃度鹽脅迫下對(duì)‘中興紅1號(hào)種子發(fā)芽勢(shì)無(wú)效。

2.3 不同溶液處理對(duì)鹽脅迫下西瓜種子發(fā)芽指數(shù)的影響

由圖5可以看出，清水處理的‘HQ-2種子在200 mmol·L-1 NaCl溶液發(fā)芽指數(shù)大幅度下降，在300 mmol·L-1 NaCl溶液中發(fā)芽指數(shù)為0。在200 mmol·L-1 NaCl溶液下，有機(jī)鈦溶液隨著稀釋倍數(shù)的增加，種子發(fā)芽指數(shù)降低，且均比海藻提取液高;海藻提取液隨著稀釋倍數(shù)的增加，種子發(fā)芽指數(shù)先升高后降低，說明有機(jī)鈦稀釋1 000倍能有效的提高‘HQ-2在200 mmol·L-1 NaCl溶液下的發(fā)芽指數(shù);在300 mmol·L-1 NaCl溶液下，種子發(fā)芽指數(shù)除海藻提取液稀釋5 000倍和10 000倍處理外，其余均為0，說明海藻提取液稀釋5 000倍和10 000倍均能有效的提高‘HQ-2在300 mmol·L-1 NaCl溶液下的發(fā)芽指數(shù)。

由圖6可以看出，清水處理的‘中興紅1號(hào)種子在200 mmol·L-1 NaCl溶液發(fā)芽指數(shù)大幅度下降，在300 mmol·L-1 NaCl溶液下發(fā)芽指數(shù)為0。在200 mmol·L-1 NaCl溶液下，有機(jī)鈦溶液隨著濃度降低，種子發(fā)芽指數(shù)升高;海藻提取液隨著濃度的降低，種子發(fā)芽指數(shù)先升高后降低，說明有機(jī)鈦稀釋10 000倍，海藻提取液稀釋5 000倍均能有效的提高‘中興紅1號(hào)在200 mmol·L-1 NaCl溶液下的發(fā)芽指數(shù);在300 mmol·L-1 NaCl溶液下，種子發(fā)芽率除有機(jī)鈦稀釋5 000倍和海藻提取液稀釋5 000倍處理外，其余都為0，說明高鹽脅迫下處理效果較好的是海藻提取液稀釋5 000倍，有機(jī)鈦稀釋5 000倍。

3 討論與結(jié)論

已有研究表明海藻提取液在大白菜、蘿卜、豆芽、韭菜、番茄等[12-16]種子的萌發(fā)上均有促進(jìn)作用，如崔維香[17]通過測(cè)定海藻提取液對(duì)黃瓜、番茄種子的萌發(fā)情況，結(jié)果表明海藻提取液可以提高黃瓜、番茄種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)。

海藻提取液的類型與濃度影響種子的萌發(fā)。李宗勵(lì)研究了3種海藻提取液對(duì)綠豆和小麥幼苗生長(zhǎng)及其抗鹽性的影響，結(jié)果表明低濃度的海帶提取液可以促進(jìn)綠豆和小麥的幼苗生長(zhǎng)。剛毛藻提取液（稀釋50～400倍）可以抑制綠豆和小麥種子的萌發(fā)和根的生長(zhǎng)，濃度越高抑制作用越強(qiáng)，帶形蜈蚣藻提取液對(duì)綠豆和小麥的種子萌發(fā)和地下部分的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，這種促進(jìn)作用隨著濃度的增加而加大，海帶、剛毛藻和帶形蜈蚣藻提取液均可以提高綠豆和小麥的抗鹽能力[18]。筆者采用2個(gè)西瓜品種對(duì)海藻提取液在鹽脅迫下種子的萌發(fā)進(jìn)行研究，結(jié)果表明，對(duì)鹽脅迫下西瓜種子萌發(fā)促進(jìn)作用最明顯的是成分為海藻提取液液稀釋5 000倍，說明海藻提取液在西瓜上同樣有促進(jìn)種子萌發(fā)、提高抗鹽能力的作用。

綜合得出，海藻提取液稀釋5 000倍在西瓜上有促進(jìn)種子萌發(fā)、提高抗鹽能力的作用，為解決西瓜耐鹽問題提供了新的思路。但只是在對(duì)西瓜萌發(fā)方便進(jìn)行了研究，后期將要對(duì)苗期及整個(gè)生長(zhǎng)過程進(jìn)行研究，進(jìn)而了解海藻提取液對(duì)西瓜耐鹽方面的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊建國(guó)，樊麗琴，許興，等.鹽堿地改良技術(shù)集成示范區(qū)水土環(huán)境變化研究初報(bào)[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27（1）：279-285.

[2] 張俠，宋莉璐，任艷，等.椒樣薄荷對(duì)NaCl脅迫的生理響應(yīng)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（13）：567-569.

[3] 楊少輝，季靜，王罡.鹽脅迫對(duì)植物的影響及植物的抗鹽機(jī)理[J].世界科技研究與發(fā)展，2006，28（4）：70-76.

[4] 崔聰聰，郭世榮，馮吉慶，等.鹽脅迫對(duì)不同西瓜砧木品種幼苗生長(zhǎng)及光合作用的影響[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，28（3）：134-139.

[5] 黃承玲，蘇春花，田曉玲，等.不同浸種處理對(duì)小白杜鵑種子萌發(fā)的影響[J].分子植物育種，2018，16（24）：266-269.

[6] 高青海，郭遠(yuǎn)遠(yuǎn)，吳燕，等.鹽脅迫下外源褪黑素和Ca2+對(duì)甜瓜幼苗的緩解效應(yīng)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2017，28（6）：1925-1931.

[7] 吳旭紅，馮晶旻.SNP對(duì)鹽脅迫下南瓜種子萌發(fā)和幼苗光合碳代謝的影響[J].種子，2018，37（11）：106-109.

[8] 杜娟，許自成，李志剛，等.植物鈦素營(yíng)養(yǎng)研究進(jìn)展[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，22（1）：42-44.

[9] 謝庭生，魏曉，王芳，等.農(nóng)作物施用復(fù)合鈦劑的正效應(yīng)[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018（1）：51-54.

[10] 周紅梅，李艷霞，王春蘭，等.海藻提取物對(duì)小白菜生物量和品質(zhì)的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（4）：61-63.

[11] 韓傳曉，申培麗，姜懷飛，等.不同濃度海藻提取液對(duì)辣椒幼苗 生長(zhǎng)的影響[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2018，38（21）：30-32.

[12] 孫兆法，宋朝玉，張淑霞.海藻提取物對(duì)春大白菜產(chǎn)量的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（5）：77-78.

[13] 魏偏偏，徐志龍，韓曉弟.海星提取液對(duì)幾種蔬菜種子萌發(fā)的影響[J].種子，2010，29（7）：75-77.

[14] 吳文杰，陳燕，蔡建秀，等.海帶提取物影響海水脅迫豆芽生長(zhǎng)的試驗(yàn)研究[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，20（8）：21-24.

[15] 崔維香，林梅，劉正一，等.海藻提取液對(duì)小油菜和韭菜生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].海洋科學(xué)集刊，2017（1）：90-96.

[16] 崔維香，劉正一，王明鵬，等.海藻提取液對(duì)黃瓜·番茄種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（15）：28-33.

[17] 崔維香.海藻提取液對(duì)種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)和果實(shí)品質(zhì)的影響[D].浙江舟山：浙江海洋大學(xué)，2017.

[18] 李宗勵(lì).三種海藻提取液對(duì)綠豆和小麥幼苗生長(zhǎng)及其抗鹽性的影響[D].大連：遼寧師范大學(xué)，2009.