谈土壤中NaCl浓度对植物种子萌发的影响
2017-03-04张雨桐
张雨桐
【摘 要】主要研究土壤中NaCl浓度对植物种子萌发的影响,分别进行了不同浓度下黄瓜和绿豆种子萌发试验,认为土壤NaCl浓度会对植物种子萌发带来较大的影响。
【关键词】土壤;NaCl浓度;植物种子萌发
植物生长情况和土壤条件之间有着密切的关系,尤其是土壤NaCl濃度,对种子萌发有较大的影响,研究土壤NaCl浓度对种子萌发的影响,对量化分析土地盐碱化对植被造成的破坏至关重要。
一、对黄瓜种子的影响
(一)材料与方法
1、材料
津优1号黄瓜优良种子,生化培养箱,可见光分度计,电子天平。
2、方法
纯NaCl配制0、30、60、90、120mmol/l浓度梯度盐溶液,0.1HgCl溶液种子消毒10min,漂洗充分,浸水吸胀,培养皿铺双层洁净滤纸,置种子40粒,加不同浓度盐溶液各5ml,另一皿加5ml蒸馏水对照,皿底无盐溶液聚集为宜。全部培养皿定期称重,补充水分,保持NaCl浓度不变,培养皿放入遮光培养箱培养,恒温25±1℃,次日统计发芽率,4d后测量胚根、下胚轴长,第5d计数侧根数,6d称下胚轴、子叶鲜干重。
(二)结果
1、发芽率
NaCl浓度低于60mmol/l,有促进发芽作用,和蒸馏水组比较,发芽率提高了4.0%左右,NaCl浓度超过90mmol/L后,发芽率开始下降,150mmol/l时发芽率下降到67.4%,认为发芽率和NaCl胁迫浓度呈显著负相关。
2、胚根长、下胚轴长
NaCl浓度对胚根长、下胚轴长影响显著,不同NaCl浓度下胚根长、下胚轴长有较大差异,≤30mmol/l低NaCl浓度下,和蒸馏水皿相比,胚根长减少72.8%,下胚轴长减少62.4%,该结果显示低NaCl浓度会显著抑制胚根、下胚轴长生长。NaCl浓度上升到60mmol/l以上,NaCl浓度继续上升,胚根和下胚轴长逐渐减小,其中胚根长的缩短更加明显,说明高浓度NaCl会对胚根生长产生较大抑制作用。
3、鲜干重
不同NaCl浓溶液中胚根、下胚轴、子叶鲜干重发生了较大的变化,NaCl浓度≤30mmol/l,NaCl对鲜重的影响较小,NaCl浓度≥60mmol/l,NaCl浓度继续上升,胚根、下胚轴鲜重均逐渐下降,而不同NaCl浓度下,子叶鲜重的变化较小,但是浓度继续上升到120mmol/l以上后,子叶干重和蒸馏水对照皿相比增加了11%左右,表明高NaCl下,种子子叶内物质活性受到抑制,影响子叶养分输送。
4、侧根数
NaCl浓度≤30mmol/l,萌发种子侧根数抑制程度较轻,降低了40%左右,盐浓度上升到60mmol/l以后,随着NaCl浓度上升,侧根数量将迅速下降,120mmol/l以上侧根完全不萌发。
(三)讨论
NaCl浓度≤30mmol,对种子萌发的影响相对较小,Foolad等人的研究显示一定胁迫条件下,种子萌发情况变化减小甚至加快,可能是耐胁迫基因或其他生理机制作用,本次研究也认为低盐浓度会刺激种子发芽,增加发芽率,提升胚根、下胚轴过氧化酶活性。
NaCl浓度≥60mmol/l的高盐度条件下,黄瓜种子萌发受到抑制作用,尤其是侧根数显著减少,鲜干重降低,生物量减小,NaCl浓度上升到120mmol/l以上,子叶干重有所增加,因为高浓度NaCl不利于子叶内营养物质向生长旺盛部位的转移。
二、对绿豆种子的影响
(一)材料与方法
1、材料
室温种植绿豆种子,滤纸,纯NaCl,培养皿,恒温箱,电子秤。
2、方法
纯NaCl配制0、100、200、300、400mmol/l溶液。挑选20例种子分为5组,培养皿放滤纸,0、100、200、300、400mmol/l NaCl水溶液浸泡滤纸,每个培养皿置4颗种子,重复试验三次。全部培养皿置于恒温箱恒温25℃培养,每天称重补充水损失,确保盐浓度稳定。第7d统计发芽率,称量鲜重,测量根长,计算发芽率。
(二)结果与讨论
1、发芽率
持续催芽,6d后不再有新芽萌出,开始计算最终发芽数。NaCl浓度持续上升,绿豆种子发芽率随之持续下降,其中400mmol/l皿内种子无发芽。不同浓度NaCl溶液都会对种子发芽势造成抑制,浓度越高,盐害越严重。150mmol/l以下,发芽势80%以上,子叶舒张根系发达,发芽率和相对发芽率均超过80%,NaCl浓度超过150mmol/l,子叶黄绿色,发芽率和相对发芽率均显著下降,根系发育不良,300mmol/以上,只有少数种子胚根突破重皮,盐害率高达100%。
2、种子萌发生理指标
随着NaCl浓度上升,胚根长、芽长度均减小,同时NaCl胁迫会导致绿豆芽营养物质物质吸收能力下降,生物量累积缓慢,盐浓度的提高也导致了幼苗鲜干重减轻,整株鲜重降低,子叶干重有所增加,和黄瓜种子萌发研究结果一致。
3、细胞质膜透性
NaCl浓度增加,绿豆苗叶片电导率随之上升,表明细胞膜受伤程度更加严重,并且随着萌发时间延长,所有浓度下绿豆苗叶片电导率都有所上升,且浓度越高,增加幅度越大,蒸馏水组相对电导率有轻微波动,基本保持在0.20左右。
高NaCl浓度造成了叶片细胞膜损伤,增加了膜透性,幼叶伤害随时间累积,对幼苗长势造成了严重抑制,叶片也出现了失绿、发黄、干枯等现象,甚至整株死亡。
结语
低浓度NaCl可能会刺激植物种子萌发,而高浓度NaCl会伤害幼苗叶片细胞膜,随着时间积累伤害加深,萌发和生长均受到明显抑制,发芽率下降,甚至完全不萌发。
参考文献:
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