NaCl 脅迫對(duì)狼尾草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

郭成秀

（滁州市南譙區(qū)林業(yè)局，安徽 滁州 239001）

狼尾草（Pennisetum alopecuroides）是禾本科狼尾草屬多年生草本植物，因其具有極強(qiáng)的抗逆性、耐貧瘠、較低的水資源消耗和獨(dú)特的園林景觀利用價(jià)值，逐漸成為園林景觀設(shè)計(jì)的新型植物材料[1]。土壤鹽堿化已成為全球性的環(huán)境問題，受到世界各國(guó)的重視，也是植物抗性研究的熱點(diǎn)之一[2]。本文通過對(duì)狼尾草種子和幼苗在不同濃度NaCl 脅迫下生長(zhǎng)發(fā)育狀況的研究，分析狼尾草的耐鹽能力，為有效提高狼尾草的推廣應(yīng)用和對(duì)鹽分脅迫的適應(yīng)性研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

種子采摘于安徽省滁州市瑯琊山（118°07′35″~118°18′21″ E、32°15′17″~32°21′49″ N），2021 年9 至10 月采種，密封帶回實(shí)驗(yàn)室，選取飽滿且大小一致的成熟種子備用。

1.2 試驗(yàn)方法

先用0.5%KMnO4浸種消毒30 min，再用蒸餾水沖洗3 次，晾干表面水分備用。選取直徑為9 cm 的培養(yǎng)皿放置2 層濾紙作為發(fā)芽床。將不同濃度的NaCl溶液（0、50、100、150、200 mmol/L）滴加至培養(yǎng)皿中，至濾紙飽和為止，每個(gè)處理30 粒，設(shè)3 個(gè)重復(fù)[3]。培養(yǎng)箱溫度（25±0.5）℃，光照16 h，黑暗8 h，相對(duì)濕度75%。每天通過稱重法補(bǔ)充水分，當(dāng)幼苗生長(zhǎng)到第12 d 時(shí)結(jié)束試驗(yàn)。

1.3 指標(biāo)測(cè)定方法

1.3.1 種子萌發(fā)指標(biāo)

發(fā)芽率= Ne/N×100%

發(fā)芽勢(shì)= Nx/N×100%

活力指數(shù)=∑（Gt/Dt）×S

式中，Ne 是發(fā)芽結(jié)束后總的發(fā)芽種子數(shù)，N 是供試種子總數(shù)，Nx 是日發(fā)芽數(shù)達(dá)到最高的種子萌發(fā)數(shù)，Gt 是第t 天種子發(fā)芽數(shù)，Dt 為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)，S 是芽長(zhǎng)。

1.3.2 幼苗形態(tài)指標(biāo)

用去離子水將幼苗清洗干凈，用吸水紙吸干多余水分，稱量總鮮重后放入烘箱，在105 ℃下殺青30 min，在70 ℃下烘干至恒量，稱量干重。

含水率=（WF－WD）/WF×100%

式中，WF 是幼苗鮮重，WD 是幼苗干重。

利用植物根系生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（LA-S，杭州萬深檢測(cè)科技有限公司）測(cè)定幼苗的株高和根長(zhǎng)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS19.0 和EXCEL2013 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl 脅迫對(duì)狼尾草種子發(fā)芽指標(biāo)的影響

由表1 可知，與對(duì)照相比，隨著NaCl 濃度的增加，狼尾草的種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)整體呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。與對(duì)照相比，NaCl 濃度為50 mmol/L 時(shí)，發(fā)芽勢(shì)減少18.91%，對(duì)狼尾草種子的活力指數(shù)的影響不大；NaCl 濃度為200 mmol/L 時(shí)，發(fā)芽勢(shì)減少55.40%，活力指數(shù)比對(duì)照減少51.47%。隨著NaCl 濃度的增加，狼尾草發(fā)芽率的減緩趨勢(shì)最不明顯，呈現(xiàn)先升再降的趨勢(shì)。

2.2 NaCl 脅迫對(duì)狼尾草幼苗生物量和含水率的影響

由表2 可知，隨著NaCl 濃度的增加，幼苗生物量鮮重總體呈先升再降趨勢(shì)。與對(duì)照相比，NaCl 濃度為50 mmol/L 對(duì)鮮重的影響不明顯；隨著NaCl 濃度的升高，NaCl 處理對(duì)鮮重的影響逐漸加強(qiáng)，NaCl濃度為200 mmol/L 時(shí)，幼苗生物量鮮重比對(duì)照的減少38.89%。由此可見，低濃度處理下，NaCl 脅迫對(duì)幼苗生物量無顯著影響；高濃度脅迫條件下，NaCl表現(xiàn)出較強(qiáng)的抑制作用。在幼苗含水率方面，隨著NaCl 濃度的升高，變化趨勢(shì)與生物量基本保持一致，NaCl 濃度為200 mmol/L 時(shí)，幼苗含水率比對(duì)照減少了10.62%。

表2 NaCl 脅迫下狼尾草幼苗的生物量和含水率的變化

2.3 NaCl 脅迫對(duì)狼尾草幼苗徑長(zhǎng)和根長(zhǎng)的影響

由表3 可知，隨著NaCl 濃度的增加，狼尾草幼苗的莖長(zhǎng)和根長(zhǎng)均表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)。當(dāng)NaCl 濃度為50 mmol/L 時(shí)，莖長(zhǎng)和根長(zhǎng)達(dá)到最大值，隨后逐漸降低；在NaCl 濃度為200 mmol/L 時(shí)，狼尾草幼苗全株長(zhǎng)度達(dá)到最低，莖長(zhǎng)為對(duì)照的74.34%，根長(zhǎng)為對(duì)照的73.58%。

表3 NaCl 脅迫下狼尾草幼苗徑長(zhǎng)和根長(zhǎng)的變化

表1 NaCl 脅迫下狼尾草種子發(fā)芽指標(biāo)的變化

3 結(jié)論與討論

（1）種子萌發(fā)期是植物發(fā)育的起點(diǎn)，也是衡量作物耐鹽性強(qiáng)弱的關(guān)鍵階段[4-5]。發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)是檢驗(yàn)種子生活力的重要指標(biāo)，反映種子發(fā)芽能力大小和發(fā)芽時(shí)間長(zhǎng)短[6]，反映種子萌發(fā)期的耐鹽能力[7]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著NaCl 濃度的升高，狼尾草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、活力指數(shù)3 個(gè)指標(biāo)基本呈下降趨勢(shì)，說明NaCl 脅迫對(duì)狼尾草種子的萌發(fā)具有一定的抑制作用，這種影響隨NaCl 濃度的增加而不斷增加。在50 mmol/L 的NaCl 處理?xiàng)l件下，僅發(fā)芽率指標(biāo)有少量提高，表現(xiàn)出低濃度鹽分脅迫促進(jìn)種子發(fā)芽的現(xiàn)象。這與王楠等[8]對(duì)黃芪種子萌發(fā)的研究結(jié)果相一致，也說明了狼尾草種子能夠適應(yīng)一定濃度的鹽分脅迫。

（2）植物的生物量能夠反映植株幼苗生長(zhǎng)期的狀況，是篩選植物耐鹽品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)[9-10]。本研究發(fā)現(xiàn)，在低濃度NaCl 脅迫條件下狼尾草幼苗生物量積累未表現(xiàn)出明顯的促進(jìn)作用，隨著NaCl濃度的增加，幼苗體內(nèi)的水分含量減少，逐漸表現(xiàn)出受鹽害的癥狀，進(jìn)而影響新陳代謝中各營(yíng)養(yǎng)成分的有效性[11-12]。比較NaCl 脅迫下狼尾草莖長(zhǎng)和根長(zhǎng)的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照相比較，根系生長(zhǎng)受到抑制的作用明顯高于葉片，且在50 mmol/L 時(shí)有明顯促進(jìn)根系生長(zhǎng)的情況，這說明隨著NaCl 濃度的變化，根系對(duì)NaCl 濃度的反應(yīng)更加敏感。

（3）狼尾草是一種重要的園林景觀植物，其種子和幼苗有一定的耐鹽能力，在較低鹽濃度的脅迫下，種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)不受影響，但過高的鹽濃度則顯著抑制種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)。由于本次試驗(yàn)濃度梯度設(shè)置不夠多，尚未得出狼尾草耐鹽的閾值，需要進(jìn)一步研究植株在后期的變化，以及在更高鹽分脅迫濃度下的生長(zhǎng)反應(yīng)。此外，由于城市綠地環(huán)境的復(fù)雜性，以及植物自身對(duì)于各種環(huán)境的適應(yīng)力和耐受力的差異性[13]，仍然需要對(duì)狼尾草在不同環(huán)境條件下的耐鹽能力等開展進(jìn)一步研究。