复合盐碱胁迫对荻种子萌发的影响

袁 琳，徐鹏飞，宋佳奇，金利妍，候 跃，张艺婕，何 淼

(东北林业大学园林学院，黑龙江哈尔滨 150040)

目前世界盐碱地面积占到陆地总面积的四分之一，我国是世界盐碱地大国之一，随着经济发展、人口增长，人们对盐碱地的利用日益增多，但是土壤盐碱化地区植被稀少，绿化难度极大，如何开发利用，成为我国乃至全球迫切需要解决的问题。荻类植物属禾本科多年生C4高大草类植物，具有适应能力强、生物质产量高、燃烧特性好和再生能力强等特点。随着模仿原生自然环境的野趣景观受到广泛的关注，荻作为野趣景观的重要组成部分，净化着人文环境，使人们重新回到自然恬静、朴实无华、与山野共生的意境中去。因而研究其耐盐碱性，并应用在我国北方盐碱地上将产生十分巨大的经济效益和社会效益。

黄杰等的研究表明灌溉与施氮肥的交互作用对荻生物质纤维素含量的影响显著，在灌溉条件下施氮肥降低了纤维素含量［1］。在合理种植密度的基础上，通过适当灌溉补水和施肥优化其生长特性并提高生物质产量是荻类植物栽培养护的重要因素。范希峰等的研究表明荻类植物的野生资源中具有对逆境胁迫较强抗性的优良种质，为筛选、培育优良品种提供了物质基础［2］。这表现在荻类植物作为中国的乡土植物，还是重要的能源植物，自然分布北至黑龙江，南至台湾，集中生长在存在干旱、渍涝、贫瘠、盐碱、低温等多种逆境胁迫的土地上。王连敏等的研究证明，因荻类植物具有很强的根系，在防风固沙、护坡护路、防止水土流失方面具有显著优势［3］。荻类植物有极强吸收阳光的能力，使反射光降到很低(仅15%左右)，具有散热慢与调节大气温度和湿度的作用，从而缓解大气温室效应，受到世界环境保护工作者们的广泛重视。将荻类植物应用到道路绿化中，不仅能护路护坡、防止雨水侵蚀，还可以实现道路美化的双重效果。

1 材料与方法

1.1 试验材料 试验材料为两份，一份荻种子于2012年10月采自黑龙江省哈尔滨市太阳岛风景区内，用保鲜袋装好置于4℃种子低温贮藏柜中贮藏1年，于2014年3月进行复合盐碱胁迫。一份荻种子于2013年10月采自黑龙江省哈尔滨市太阳岛风景区内，用保鲜袋装好置于4℃种子低温贮藏柜中贮藏5个月于2014年3月进行复合盐碱胁迫。

1.2 试验设计 试验在人工气候箱中进行，温度为25℃，光周期12 h/d。供试种子采用所配置复合盐碱液成分进行处理。试验开始前挑选大小均匀、籽粒饱满、无病虫害的种子用1%的次氯酸钠进行消毒处理20 min。用蒸馏水冲洗干净，自然风干。用将 5 种中性盐 NaCl、Na2SO4、MgCl2、KCl、CaCl2和2种碱性盐NaHCO3、Na2CO3按不同比例混合配成的5个不同质量浓度的混合盐溶液分别对2个处理组的种子进行胁迫处理，各处理组成分见表1。种子发芽采用滤纸皿床发芽试验，在培养皿中进行，培养皿中铺入2层定性滤纸。用移液管移入20 ml处理溶液进行浸泡，24 h后倾出多余盐溶液，保持种子有氧呼吸。每处理50粒种子，3次重复。以蒸馏水(CK)作对照。发芽期间，适量补充蒸馏水，保持各处理浓度的相对稳定。

1.3 测定项目及方法 荻种子各项目的测定方法参照《种子检验学》［4］，从种子置床第1天起开始，以胚根长度为种子长度的1/2时作为种子萌发标志，每24 h检查一次，并将萌发的种子置于穴盘中，连续5 d没有种子萌发为发芽结束标志，每天定时记录各培养皿中发芽种子数。发芽试验结束后，胚根及胚芽长度用游标卡尺测量。

1.4 指标计算方法

1.4.1 种子活力的计算方法。参照《国际种子检验规程》［5］计算。种子发芽率的测定以胚根长度为种子长度的1/2时作为种子萌发标志，每24 h检查一次，并将萌发的种子置于穴盘中。连续5 d没有种子萌发为发芽结束标志。按照公式计算发芽率、发芽势。

发芽率(%)=发芽的种子数/供试种子数×100

发芽势(%)=规定时间内发芽的种子数/供试种子数×100

表1 5个不同质量浓度混合盐溶液成分及pH

1.4.2 种子萌发耐盐碱指数的计算方法。计算公式如下:萌发耐盐碱指数=胁迫条件下萌发指数/对照萌发指数

其中，萌发指数 =(1.00)nd2+(0.75)nd4+(0.50)nd6+(0.25)nd8，nd2、nd4、nd6、nd8分别为第 2、4、6、8 天荻种子发芽率，1.00、0.75、0.50、0.25 分别为相应发芽天数所赋予的耐盐碱指数。

1.5 数据处理方法 应用SPSS19.0及Excel2003对试验数据进行处理，并对试验结果进行方差分析、Duncan多重比较分析及相关性分析。

2 结果与分析

2.1 复合盐碱胁迫对荻种子萌发的影响

2.1.1 复合盐碱胁迫对荻种子发芽率及发芽势的影响。图1、图2分别反映了盐碱胁迫下荻种子发芽率、发芽势的变化趋势。由图1与图2可见，随着盐碱复合溶液浓度增加，荻当年采收种子的发芽势和发芽率均呈降低的趋势，当复合盐碱浓度为0.394%和0.788%时，荻种子的发芽率分别比对照降低了7.2%和10.9%，均低于对照，而当复合盐碱浓度为1.576%时，荻种子的发芽率比对照降低了32.3%，明显低于对照;荻当年生种子发芽势呈波动降低趋势，复合盐碱浓度为0.394%时，荻种子发芽势为33.0%，比对照降低3.0%，无显著变化，当复合盐碱浓度为0.788%时，荻种子发芽势为27.0%，显著低于对照，复合盐碱浓度为1.182%和1.576%时，种子发芽势为31.0%和23.3%，低于对照的5.0%和12.7%。随复合盐碱浓度增大，2012年荻种子发芽率和发芽势均呈现逐渐降低的趋势，复合盐碱浓度为0.394%、0.788%和1.182%时，荻种子的发芽势分别比对照降低了13.4%、20.7%、38.7%，显著低于对照，当复合盐碱浓度为1.576%时，比对照降低了68%，极显著降低。当复合盐碱浓度为1.970%时，2013年采收的种子和2012年的种子均基本不萌发。

图1 复合盐碱胁迫对荻种子发芽率的影响

图2 复合盐碱胁迫对荻种子发芽势的影响

2.1.2 复合盐碱胁迫处理对荻种子发芽指数及活力指数的影响。图3、图4分别反映了复合盐碱胁迫对荻种子发芽指数和活力指数的影响。由图3与图4可见，随复合盐碱浓度增加，荻2013年生种子活力指数呈先提高后降低的趋势，当复合盐碱胁迫浓度为0.788%时，种子活力达最大值，比对照提高17.6%，显著高于对照，当复合盐碱胁迫浓度为1.576%时，种子活力比对照降低30.9%，极显著低于对照，当复合盐碱胁迫浓度为1.970%时，种子基本丧失活力。荻当年生种子发芽指数呈稳定降低趋势，当复合盐碱浓度为0.394%和0.788%时，种子发芽指数基本稳定，与对照无明显变化，当复合盐碱浓度为1.182%时，发芽指数比对照降低33.2%。随复合盐碱浓度增大，2012年采收的荻种子活力指数和发芽指数均呈逐渐降低趋势，当复合盐碱浓度为0.394%、0.788%和1.182%时，种子活力指数较对照降低36.3%、53.2%和77.4%，变化明显，当复合盐碱浓度为1.576%和1.970%时，种子活力指数接近于零;当复合盐碱浓度为0.394%时，荻种子发芽指数低于对照23.3%，当复合盐碱浓度为0.788%和1.182%时，荻种子发芽指数分别为低于对照35.1%和55.6%，变化极明显，当复合盐碱浓度继续增大，种子发芽指数接近于零。2012年采收的荻种子较2013年生荻种子发芽指数和活力指数显著降低。

图3 复合盐碱胁迫对荻种子活力指数的影响

图4 复合盐碱胁迫对荻种子发芽指数的影响

2.2 复合盐碱胁迫处理对荻种子耐盐碱指数的影响 图5反映了复合盐碱胁迫下荻种子耐盐碱指数的变化。由图5可见，复合盐碱浓度增加会使荻耐盐碱指数波动下降，当复合盐碱浓度为0.394%和0.788%，荻种子耐盐碱指数较对照略有提高，但其与对照差异并不显著，当复合盐碱浓度为1.182%和1.576%，荻耐盐碱指数显著降低，且较对照差异显著。与2013年生种子不同，2012年的荻种子，耐盐碱指数随复合盐碱浓度增大而逐渐降低，且耐盐碱指数均低于对应复合盐碱胁迫下的当年生种子耐盐碱指数，当复合盐碱浓度为0.394%、0.788%和 1.182%，荻种子耐盐碱指数分别为0.822、0.543 和0.341，较对照差异显著。无论 2013 年生荻种子还是2012年的荻种子，当复合盐碱浓度达1.970%，种子的耐盐碱指数接近于零，基本丧失对盐碱胁迫的抵御能力。

图5 复合盐碱胁迫下荻种子耐盐碱指数

3 小结

经研究发现，盐碱胁迫下，2012年生荻种子和2013年生荻种子抗性及各项生理指标会发生显著变化。2012年生种子较2013年生种子抗性显著下降，且两个处理组变化趋势并不相同。

复合盐碱胁迫对荻2013采收种子的萌发情况、种子抗旱指数以及种子各种萌发状况均有抑制作用。综合分析当年采收荻种子在不同浓度盐碱胁迫下各指标的反应情况可以看出，除当年采收荻种子的发芽率随复合盐碱胁迫浓度增大而降低，发芽势波动下降外，当年生种子发芽指数、种子活力、耐盐碱指数均呈现随复合盐碱浓度增大而先增大后降低的变化趋势，即呈现低浓度促进、高浓度抑制的趋势，且除发芽率、发芽指数外各指标在胁迫浓度为0.394%和0.788%时，高于对照，综合各指标发现，当复合盐碱浓度为0.394%和0.788%时，当年生荻种子各指标基本高于对照，当复合盐碱浓度为1.182%时，各指标基本维持在对照水平，而当复合盐碱浓度为1.576%时，各指标显著下降，显著低于对照。由此可见，当复合盐碱浓度为0.788%时，当年采收荻种子可正常发育，而0.394%左右的盐碱胁迫为当年采收荻的最适浓度且0.394%的盐碱胁迫能够提高荻当年采收种子对盐碱胁迫的适应能力。当复合盐碱胁迫浓度达1.970%时，当年生荻种子萌发各指标均处于非常低的水平，说明1.970%的复合盐碱浓度已超过当年生荻种子萌发的耐受范围。

复合盐碱胁迫对荻经一年贮藏2012年采收种子的萌发状况和种子的耐盐碱指数均有抑制作用。综合各指标综合分析，经一年贮藏的荻种子的各指标随复合盐碱浓度增大而逐渐降低，2012年采收荻种子能耐受0.394%左右的盐碱胁迫，当浓度达0.788%以上，经一年贮藏的荻种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均显著低于对照，当浓度增大为1.576%时，种子各指标极显著低于对照，种子活力基本丧失，说明经一年贮藏的荻种子，不能耐受1.576%的盐碱胁迫。

由此推断盐碱胁迫下荻2013年采收种子和2012年采收种子各相关指标呈现不同的变化趋势的原因可能是荻在贮藏过程中发生了某些物理或化学生物理化性质变化。种子的耐盐碱性受温度、水分等多种因素制约，并且种子的萌发要经历一系列生物理化反应。因此，导致盐碱胁迫下当年采收种子和经一年贮藏种子发生如此变化的原因有待于进一步研究。

［1］黄杰，黄平，左海涛.栽培管理对荻生长特性及生物质成分的影响［J］.草地学报，2008，16(6):646 －651.

［2］范希峰，左海涛，侯新村，等.芒和荻作为草本能源植物的潜力分析［J］.中国农学通报，2010，26(14):381 －387.

［3］王连敏，王立志，李忠杰，等.野生植物荻的利用途径浅析［J］.黑龙江生态工程职业学院学报，2008，21(5):27－28.

［4］张春华，王建华.种子检验学［M］.北京:高等教育出版社，2005:60－62.

［5］国际种子检验协会(ISTA).国际种子检验规程［M］.北京:北京农业大学出版社，1995:54－57.