不同鹽脅迫對(duì)澤瀉種子萌發(fā)的影響

王曉航， 李海濤， 宋宇鵬， 黃 鈺， 鄭永春

(吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院中藥學(xué)院， 吉林 吉林 132109)

土壤鹽害是導(dǎo)致土地退化的主要因素之一，鹽脅迫會(huì)影響種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，土壤鹽害已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)亟待解決的問題之一[1-2]。針對(duì)鹽堿地資源的開發(fā)與利用，我國(guó)已率先開展了水稻、玉米、大豆等傳統(tǒng)作物適合鹽堿地栽培的新品種選育及關(guān)鍵栽培技術(shù)研究，取得了良好的效果。但是，在鹽漬土壤中開發(fā)栽培具有一定經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的藥用植物的研究少見，而且藥用植物的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)與其所處的生長(zhǎng)環(huán)境緊密相關(guān)[3-5]，因此，研究鹽漬土壤中藥用植物的栽培具有重要意義。

澤瀉為澤瀉科澤瀉屬多年生水生或沼生草本，是一味用途廣泛且歷史悠久的傳統(tǒng)中草藥[6]。研究發(fā)現(xiàn)，澤瀉具有諸多功效，能夠起到利水滲濕、泄熱通淋、小便不利、熱淋澀痛、水腫脹滿、泄瀉、痰飲眩暈以及降脂的作用[7-11]。隨著中醫(yī)藥行業(yè)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)外對(duì)澤瀉化學(xué)成分以及藥理作用等方向的研究也越來(lái)越多，但在澤瀉栽培環(huán)境響應(yīng)方面，尤其是澤瀉在鹽漬土壤中栽培方面的研究較少。本實(shí)驗(yàn)以澤瀉為材料，對(duì)3種不同濃度鹽脅迫對(duì)澤瀉種子進(jìn)行發(fā)芽實(shí)驗(yàn)，測(cè)定澤瀉在不同濃度鹽脅迫下的相關(guān)發(fā)芽特性指標(biāo)，為我國(guó)鹽漬土壤藥用植物的栽培利用提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

材料選用四川省成都市彭州市敖平鎮(zhèn)所產(chǎn)澤瀉，藥品為分析純NaCl、Na2SO4和Na2CO3。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，NaCl濃度處理為A1(0.5%NaCl)、A2(1.0%NaCl)、A3(1.5%NaCl)、A4(2.0%NaCl)、A5(2.5%NaCl)，Na2SO4濃度處理為B1(0.5%Na2SO4)、B2(1.0%Na2SO4)、B3(1.5%Na2SO4)、B4(2.0%Na2SO4)、B5(2.5%Na2SO4)，Na2CO3濃度處理為C1(0.5%Na2CO3)、C2(1.0%Na2CO3)、C3(1.5%Na2CO3)、C4(2.0%Na2CO3)、C5(2.5%Na2CO3)，蒸餾水處理作為對(duì)照(ck)。供試種子用3%的H2O2消毒3 min后用蒸餾水沖洗3次，然后置于配置好的鹽溶液培養(yǎng)皿中，每個(gè)培養(yǎng)皿中放入500粒種子，每個(gè)處理3次重復(fù)[2]。將處理好的種子放入溫度為25 ℃、光照為2 000 lx的人工氣候箱中培養(yǎng)，每天定時(shí)補(bǔ)充蒸餾水，并且保持各處理鹽濃度不變[12]，管理方式與常規(guī)種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)一致。

1.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1種子凈度和千粒重的測(cè)定

隨機(jī)稱取供試種子10.00 g，挑出雜質(zhì)，然后稱量種子凈重，重復(fù)3次[13]。采用千粒法測(cè)定澤瀉種子千粒質(zhì)量，從凈選后的種子中隨機(jī)選取1 000粒稱重，重復(fù)3次[13]。

1.3.2種子吸水率和含水量的測(cè)定

稱取澤瀉種子10.00 g，重復(fù)3次，時(shí)間設(shè)置為1 h、2 h、3 h、4 h、5 h、6 h、7 h、8 h，取出種子，用濾紙將種子表面的水分吸干，稱取質(zhì)量，直至種子的質(zhì)量不再增加[13]。將稱量瓶放在105 ℃烘箱內(nèi)烘干后，移入干燥器內(nèi)冷卻至室溫稱取質(zhì)量。放入澤瀉種子，在電子天平上稱取3次，每份3.00 g，然后打開瓶蓋，放入預(yù)熱至105 ℃的烘箱中，5 h后取出，蓋上蓋子，移入干燥器內(nèi)冷卻至室溫稱取質(zhì)量[14-15]。

1.3.3種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、苗高和活力指數(shù)的測(cè)定

測(cè)定第30天種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、苗高和活力指數(shù)[16]。

發(fā)芽勢(shì)(%)=(第11天發(fā)芽種子總數(shù)/供試種子總數(shù))×100%；

發(fā)芽率(%)=(第22天發(fā)芽種子總數(shù)/供試種子總數(shù))×100%；

發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt)；

活力指數(shù)=S×發(fā)芽指數(shù)。

式中：Gt為在t日內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的天數(shù)，S為種子發(fā)芽苗平均高度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本實(shí)驗(yàn)選用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，運(yùn)用DPS 13.01軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析(Tukey’s法)。

2 結(jié)果與分析

2.1 澤瀉種子凈度、千粒重、含水量和吸水率的測(cè)定結(jié)果

澤瀉種子凈度為(94.58±0.77)%，千粒重為(0.36±0.12)g，含水量為(8.29±0.11)%。澤瀉種子的吸水率如圖1，澤瀉在浸種的第1個(gè)小時(shí)內(nèi)吸水率急速升高，2～6 h內(nèi)逐步平緩，8 h后達(dá)到飽和狀態(tài)。

圖1 澤瀉種子吸水率曲線

2.2 不同濃度鹽脅迫對(duì)澤瀉種子萌發(fā)的影響

2.2.1不同濃度鹽脅迫對(duì)澤瀉種子發(fā)芽率的影響

由表1、圖2可知，不同濃度鹽脅迫處理對(duì)澤瀉種子的發(fā)芽率影響較為明顯。3種鹽脅迫的發(fā)芽率均隨鹽濃度的升高而呈降低的趨勢(shì)。A1、B1處理的發(fā)芽率均顯著高于ck，其中，A1、B1的發(fā)芽率分別比ck提高28.47%和28.00%，其它處理的發(fā)芽率均顯著低于ck。

表1 不同濃度鹽脅迫對(duì)澤瀉種子萌發(fā)的影響

圖2 不同濃度鹽脅迫對(duì)澤瀉種子發(fā)芽率的影響

2.2.2不同濃度鹽脅迫對(duì)澤瀉種子發(fā)芽勢(shì)的影響

由表1、圖3可知，不同濃度鹽脅迫對(duì)澤瀉種子的發(fā)芽勢(shì)影響較大。3種鹽脅迫的發(fā)芽勢(shì)均隨鹽濃度的升高而呈降低的趨勢(shì)。A1、B1處理的發(fā)芽勢(shì)均顯著高于ck，A1、B1的發(fā)芽勢(shì)分別高出ck7.60%和12.10%，其它處理的發(fā)芽勢(shì)均顯著低于ck。

圖3 不同濃度鹽脅迫對(duì)澤瀉種子發(fā)芽勢(shì)的影響

2.2.3不同濃度鹽脅迫對(duì)澤瀉種子發(fā)芽指數(shù)的影響

由表1、圖4可知，不同濃度鹽脅迫對(duì)澤瀉種子的發(fā)芽指數(shù)影響較大。3種鹽脅迫的發(fā)芽指數(shù)均隨鹽濃度的升高而呈降低的趨勢(shì)。A1、B1處理的發(fā)芽指數(shù)均顯著高于ck，A1、B1的發(fā)芽指數(shù)分別高出ck21.53%和22.75%，其它處理的發(fā)芽指數(shù)均顯著低于ck。

圖4 不同濃度鹽脅迫對(duì)澤瀉種子發(fā)芽指數(shù)的影響

2.2.4不同濃度鹽脅迫對(duì)澤瀉種子苗高的影響

由表1、圖5可知，不同濃度鹽脅迫對(duì)澤瀉種子的苗高影響較大，3種鹽脅迫的苗高均隨鹽濃度的升高而呈降低的趨勢(shì)。其中，ck的苗高均顯著高于其它處理，0.5%濃度處理下苗高表現(xiàn)為B1>A1>C1，差異顯著。

圖5 不同濃度鹽脅迫對(duì)澤瀉種子苗高的影響

2.2.5不同濃度鹽脅迫對(duì)澤瀉種子活力指數(shù)的影響

由表1、圖6可知，不同濃度鹽脅迫對(duì)澤瀉種子活力指數(shù)的影響較大，3種鹽脅迫的活力指數(shù)均隨鹽濃度的升高而降低。其中，A1、B1、ck處理的活力指數(shù)均顯著高于其它處理，A1、B1、ck處理之間差異不顯著。

圖6 不同濃度鹽脅迫對(duì)澤瀉種子活力指數(shù)的影響

3 討論與結(jié)論

宋曉艷等[18]、姜雪琪等[19]、孟靜靜等[20]研究表明，鹽脅迫通過其離子脅迫和滲透脅迫對(duì)植物種子萌發(fā)起到抑制作用。另外低濃度鹽脅迫可以對(duì)植物種子萌發(fā)起到一定促進(jìn)作用，高濃度鹽脅迫對(duì)植物種子萌發(fā)起到抑制作用[21-23]。本研究表明，所有處理的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、苗高以及活力指數(shù)均隨鹽濃度的升高而降低。其中，0.5%濃度NaCl和Na2SO4處理的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)以及發(fā)芽指數(shù)均顯著高于對(duì)照，該結(jié)果支持低濃度鹽脅迫促進(jìn)種子萌發(fā)，而高濃度鹽脅迫抑制種子萌發(fā)的觀點(diǎn)。原因可能是0.5%濃度的NaCl和Na2SO4鹽脅迫在澤瀉種子萌發(fā)初期吸水膨大后，種子逐步水解從而增加細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)濃度，促進(jìn)滲透性吸水，低濃度Na+的存在，沒有迅速導(dǎo)致離子失衡從而引起滲透脅迫，在一定程度上加速了種子前期水解的進(jìn)程，以維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，從而加速了種子復(fù)雜的生理代謝進(jìn)程，促進(jìn)種子萌發(fā)。高濃度處理的澤瀉種子，因其過量Na+的存在，加速了離子脅迫和滲透脅迫，致使?jié)蔀a種子萌發(fā)過程受阻，甚至失活。

3種鹽濃度處理的苗高隨著鹽濃度的升高而降低，活力指數(shù)表現(xiàn)差異不顯著，Na2CO3各濃度處理的相關(guān)指標(biāo)均顯著低于對(duì)照。由此可見，不同濃度鹽脅迫對(duì)澤瀉種子萌發(fā)的影響較大。無(wú)論是低濃度鹽脅迫還是高濃度鹽脅迫均會(huì)導(dǎo)致澤瀉種子生長(zhǎng)受抑制。原因可能是澤瀉種子自身的生物學(xué)特性對(duì)NaCl和Na2SO4鹽脅迫的敏感度明顯高于Na2CO3鹽脅迫的敏感度。澤瀉種子萌發(fā)出胚根后，為避免鹽離子破壞胚根內(nèi)部結(jié)構(gòu)，根部需迅速吸收水分以抵抗鹽脅迫的離子毒害作用，但濃度越高的鹽脅迫處理，抑制植物生長(zhǎng)作用越強(qiáng)，導(dǎo)致澤瀉種子生長(zhǎng)受阻。

本研究表明，不同濃度鹽脅迫對(duì)澤瀉種子萌發(fā)的影響較大。0.5%濃度的NaCl和Na2SO4能夠促進(jìn)澤瀉種子萌發(fā)，但抑制生長(zhǎng)。因此，在鹽堿地區(qū)種植澤瀉時(shí)，選擇調(diào)節(jié)土壤鹽成分為0.5%濃度為宜，并且種子萌發(fā)后進(jìn)行淡水灌溉可以緩解離子毒害作用，從而促進(jìn)種子生長(zhǎng)。