盐胁迫对白菜种子萌发及幼苗生长的影响1

廖建良，温翠停

前言

近年来，国内有关盐胁迫对植物种子萌发和幼苗生长的影响的报道很多，已在黄秋葵［1］、油菜［2］、萝卜［3］、夏枯草［4］植物方面有广泛的研究.盐害是危害农业生产的主要因素之一，盐害会破坏作物的离子平衡，引起离子毒性、高渗和氧化胁迫等，从而影响种子萌发和幼苗生长，导致产量和品质下降［2］.这些研究工作常以单因素处理，以混合盐碱胁迫处理展开的研究较少，而研究盐胁迫及混合盐碱胁迫对白菜［Brassica chinensisL.］种子萌发及幼苗生长的影响很少见报道.本研究探究不同钠盐溶液（NaCl、Na2CO3及Na2CO3+Na-Cl）对白菜种子萌发及幼苗生长的影响研究，为白菜在盐胁迫土地上提高发芽率、出苗率，在抗盐育种方面提供理论依据.

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验材料

实验材料为香港矮脚黑叶葵扇白菜种，由蔡兴利国际有限公司提供.

1.1.2 实验药品

6-苄氨基嘌呤（6-BA）、α-萘乙酸（NAA）、生根粉（ABT）、NaCl（分析纯）、Na2CO3（分析纯）、碳酸钙（Ca-CO3）、80%丙酮、乙醇

1.2 实验方法

1.2.1 不同钠盐胁迫对白菜种子萌发及幼苗生长的影响的试验方法

种子萌发试验，用培养皿培养，采用纸上发芽法［1，5］.NaCl设计的浓度梯度为：2 mmol·L-1、5 mmol·L-1、10 mmol·L-1、25 mmol·L-1、50 mmol·L-1；Na2CO3设计的浓度梯度为：1 mmol·L-1、2.5 mmol·L-1、5 mmol·L-1、12.5 mmol·L-1、25 mmol·L-1；混合 Na2CO3+NaCl设计的浓度梯度为：（1+2）mmol·L-1、（2.5+5）mmol·L-1、（5+10）mmol·L-1、（12.5+25）mmol·L-1、（25+50）mmol·L-1.在每个培养皿中铺3层滤纸，选取颗粒大小一致、整齐饱满的白菜种子播种在滤纸上，每皿播种30粒.每个浓度梯度设置3组重复，每个处理中一次性加入不同浓度的NaCl、Na2CO3、Na2CO3+NaCl溶液20 mL，以蒸馏水作为对照；每天定时向所有培养皿中补充相应处理的溶液.每天观察种子发芽情况，以胚根突破种皮1mm为标准，当连续3d，无新发芽种子出现，则视为发芽结束.统计种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、盐害指数；并从各处理中随机挑选15株幼苗，对下胚轴长度和直径、根长、整株鲜重进行测定［1，5］.数据均取3次重复的平均值计算.计算公式为：

发芽率（%）GR=发芽终止时正常发芽的种子数/供试种子数×100%

发芽势=发芽过程中日发芽种子数达到最高峰时的种子数/供试种子数×100%

发芽指数GI=Σ（Gt/Dt），其中Gt为t日内的正常发芽数，Dt为相应的日数

活力指数VI=GI×S（GI为发芽指数，S为平均幼苗长度）

相对盐害怕=（对照发芽率-处理发芽率）/对照发芽率×100%；

幼苗生长实验，采用泥土培养法［6］.将用不同浓度的NaCl、Na2CO3及 Na2CO3+NaCl溶液处理后，正常生长的幼苗同一天移植到同一自然光下，待其正常生长后进行处理，每隔3d对幼苗定量喷洒相应的溶液处理，以蒸馏水为对照.15d后测定幼苗叶片叶绿素含量，随机取样，取3次重复的平均值.测定叶绿素a和叶绿素b含量，参照廖建良［1，5］等用丙酮提取叶绿素含量的方法.

1.3 数据处理

实验数据用Microsoft Excel 2013处理，用Duncan's分析不同处理间的差异显著性，显著水平P≤0.05，由SPSS17.0软件进行分析.

2 结果与分析

2.1 不同钠盐胁迫对白菜种子萌发的影响

表1为不同浓度NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl胁迫对白菜种子萌发的影响.实验结果表明：3种处理对白菜种子的发芽率均有高浓度抑制、低浓度促进作用，且随着盐溶液浓度的升高发芽率均表现为下降的趋势.NaCl处理中，NaCl 2 mmol·L-1处理的发芽率最高，为96.12%，是CK（92.96%）的1.03倍，差异显著；5 mmol·L-1和10 mmol·L-1处理下，发芽率也很高；最小值在50 mmol·L-1处理下，为82.78%，比CK降低了10.95%，差异显著.Na2CO3处理中，发芽率最大值在1 mmol·L-1处理下，为97.03%，与CK比差异显著；Na2CO3浓度大于2.5 mmol·L-1，明显降低了发芽率，与CK比差异显著；在25 mmol·L-1处理下，发芽率为0，种子失活.Na2CO3+NaCl混合液为（1+2）mmol·L-1处理下，发芽率最高为98.52%，是CK的1.06倍；最小值在（25+50）mmol·L-1处理下，为70.74%，比CK降低了23.90%，差异显著.随Na+浓度升高，NaCl胁迫下发芽率最高，下降幅度最小，混合液处理较低，Na2CO3处理最低，下降幅度最大，说明白菜种子对不同盐的耐受性不同，不同盐分对白菜种子萌发抑制程度高低顺序为：Na2CO3＞Na2CO3+Na-Cl＞NaCl.

在发芽势方面，NaCl处理下发芽势在NaCl 2 mmol·L-1下最高，为82.96，与CK比差异显著；浓度高于5 mmol·L ，显著降低，分别降低了3.7%、8.78%、22.56%、45.12%.Na2CO3处理下，发芽势在 1 mmol·L-1处有小幅度升高，是CK的1.01倍，差异不显著；Na2CO3浓度≥2.5 mmol·L-1发芽势显著降低，分别降低了15.48%、35.84%、70.02%、100.00%.Na2CO3+NaCl胁迫下，发芽势均显著降低，降低幅度分别为：29.83%、33.35%、28.81%、30.96%、55.41%.相同Na+浓度下Na2CO3处理下的降低幅度最大，NaCl最小.

在发芽指数方面，在3种处理下均表现为下降的趋势.NaCl处理下发芽指数分别为：13.82、12.79、12.70、11.75、10.07，与CK（12.92）的差值分别为：0.9、-0.13、-0.22、-1.2、-2.85.Na2CO3处理下发芽指数分别为：13.55、11.91、8.81、6.45、0，与 CK的差值分别为：0.63、-1.01、-4.11、-6.47、-12.92.Na2CO3+NaCl处理下发芽指数分别为：12.34、10.80、11.16、8.97、6.23，与CK的差值分别为：-0.58、-2.84、-1.76、-3.95、-6.69.由此可见，随Na+浓度升高，Na2CO3处理下发芽指数下降最快，Na2CO3+NaCl处理次之，NaCl最小.

在活力指数方面，3种处理对白菜种子的活力指数随着处理浓度的升高活力指数均表现为逐渐下降的趋势.随Na+浓度升高，Na2CO3处理的活力指数最小，下降幅度最大，且在Na2CO3浓度为25 mmol·L-1处理下，种子的活力指数为0；由此可见，Na2CO3处理对种子萌发影响最大.

相对盐害方面，NaCl浓度≤ 10 mmol·L-1，盐害指数为负值，表明低浓度下有一定的促进作用；NaCl浓度≥25 mmol·L-1，盐害指数为正值，对种子萌发有抑制作用，危害程度逐渐增大.Na2CO3+NaCl混合液为（1+2）mmol·L-1及（2.5+5）mmol·L-1处理下，盐害指数为负值，说明低浓度下促进种子萌发.Na2CO3浓度为1 mmol·L-1，盐害指数为负值；Na2CO3浓度≥ 2.5 mmol·L-1，盐害指数为正值，危害程度逐渐增大.Na2CO3浓度为 25 mmol·L-1，Na2CO3胁迫下的盐害为100.00%；NaCl浓度为50 mmol·L-1，胁迫下的盐害为10.95%、Na2CO3+NaCl浓度为（25+50）mmol·L-1，胁迫下的盐害为23.90%，说明Na2CO3胁迫对白菜种子萌发的盐害作用最明显，NaCl胁迫的盐害作用较小.

从 NaCl、Na2CO3及 Na2CO3+NaCl对白菜种子萌发指标的影响和相对盐害程度的试验结果，综合说明，三种处理对白菜种子萌发指标的影响作用为：Na2CO3胁迫对白菜种子萌发的抑制作用最明显，NaCl胁迫作用最小.

表1 不同浓度NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl胁迫对白菜种子萌发的影响

2.2 不同钠盐胁迫对白菜下胚轴长、根长、下胚轴直径、鲜重的影响

从表2可知，在下胚轴长方面，随Na+浓度的升高，三种处理下的下胚轴长均呈下降趋势.NaCl 2 mmol·L-1处理下有最大值，为2.20 cm，为CK的1.09倍，差异不显著；NaCl浓度高于 25 mmol·L-1，下胚轴长比CK处理的短，且差异显著.Na2CO31 mmol·L-1处理下有最大值，为2.03 cm，为CK的1.01倍，差异不显著；Na2CO3大于2.5 mmol·L-1，下胚轴长较对照显著变短.Na2CO3+NaCl混合液为（1+2）mmol·L-1处理下有最大值，为 2.7 cm，为CK的1.34倍，差异显著.

在根长方面，3种处理下的根长大体呈现逐渐下降趋势，且均比CK处理的根长短.Na+浓度在25 mmol·L-1处，NaCl处理的根长为CK的76.33%，Na2CO3处理的根长为CK的11.44%，Na2CO3+NaCl处理的根长为CK的60.90%；Na+浓度为25 mmol·L-1，Na2CO3处理下种子不能萌发，幼苗不能生长，说明高浓度下，Na2CO3胁迫对幼苗的抑制最严重.

在下胚轴直径方面，NaCl浓度为2～50 mmol·L-1，下胚轴直径分别是CK的1.04倍、1.07倍、1.05倍、1.06倍、1.05倍，均比CK处理的下胚轴直径大，且达到显著差异.Na2CO3浓度为 1～5 mmol·L-1，下胚轴直径分别是CK的1.06倍、1.06倍、1.06倍，差异显著；在Na2CO3浓度12.5 mmol·L-1，下胚轴直径是CK的0.89倍，比CK处理的下胚轴直径小且差异显著.Na+浓度2～50 mmol·L-1，Na2CO3+NaCl处理下下胚轴直径是CK的1.03倍、1.04倍、1.08倍、1.31倍、1.00倍，在Na+浓度为25 mmol·L-1达最大值，差异显著.

在鲜重方面，随Na+浓度的升高三种处理下的鲜重均先升高后下降.NaCl浓度为 5 mmol·L-1和 10 mmol·L-1，分别为CK的1.30倍和1.31倍，差异显著；50 mmol·L-1处理为CK的0.74倍，显著降低.Na2CO3浓度在1 mmol·L-1处达最大值，为 38.33 mg，是CK的1.22倍，差异显著；12.5 mmol·L-1处为CK的0.52倍，显著降低；Na2CO3+NaCl混合液为（1+2）mmol·L-1及（2.5+5）mmol·L-1处理下，分别为CK的1.32倍和1.28倍，差异显著；（25+50）mmol·L-1处理下，鲜重为CK的0.66倍，显著降低.结果表明，随处理浓度的升高，25 mmol·L-1Na2CO3+50 mmol·L-1NaCl、12.5 mmol·L-1Na2CO3、50 mmol·L-1NaCl等处理对白菜幼苗生长的抑制作用较大.

从试验结果可知，三种盐处理对幼苗的根生长均受到抑制；低浓度对白菜幼苗生长有一定的促进作用，高浓度抑制幼苗的生长；在相同Na+浓度下Na2CO3胁迫对白菜幼苗的抑制程度较大.

表2 不同浓度NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl处理对白菜下胚轴长、根长、下胚轴直径、整株鲜重的影响

2.3 不同钠盐胁迫对白菜幼苗叶片叶绿素含量的影响

从表3可知，白菜幼苗的叶片叶绿素a含量、叶绿素b含量和叶绿素总含量在NaCl胁迫下随Na+浓度的升高大体呈现下降的趋势，但均比CK处理的含量低；Na2CO3和Na2CO3+NaCl胁迫下随Na+浓度的升高呈现下降的趋势，都比CK处理的含量低.

当NaCl浓度为 2～50 mmol·L-1时，叶绿素a含量分别为CK的84.95%、99.12%、89.38%、69.02%、63.71%；叶绿素b含量分别为CK的79.17%、74.42%、55.82%和55.82%；叶绿色总含量分别为CK的85.26%、98.72%、92.31%、68.59和63.46%.与CK比，三种含量均在NaCl浓度 25 mmol·L-1和50 mmol·L-1处，显著降低.

当Na2CO3浓度为1～12.5 mmol·L-1时，叶绿素a含量分别为CK的72.57%、57.52%、56.64%、50.44%；叶绿素b含量分别为CK的79.17%、74.42%、67.44%、62.91%；叶绿色总含量分别为CK的74.44%、62.18%、56.41%、51.92%；各浓度的Na2CO3处理下的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总含量，与CK比均明显降低.

Na2CO3+NaCl处理下 Na+浓度 2～50 mmol·L-1时，叶绿素a含量分别为CK的61.95%、42.48%、40.71%、32.74%；叶绿素b含量分别为CK的79.17%、59.57%、51.16%、37.21%，；叶绿色总含量分别为CK的61.54%、48.72%、43.59%、33.97%；各浓度的Na2CO3+NaCl胁迫下的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总含量，与CK比均显著降低.

由上述实验数据可得，相同Na+浓度作用下，Na2CO3+NaCl处理下白菜幼苗的叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿色总含量最低，抑制作用最大，NaCl处理的白菜幼苗的叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总含量最高，抑制作用最小.

表3 不同浓度NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl处理对白菜幼苗叶绿素含量的影响

3 结论与讨论

本试验中，随Na+浓度升高，三种盐分对白菜种子萌发的毒害程度越来越大，相对盐害逐渐升高；不同浓度的 NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl胁迫下，白菜种子的萌发指标，均有在低浓度下高于CK，高浓度下比CK低，说明在不同浓度的NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl胁迫下对白菜种子的萌发有低浓度促进高浓度抑制的作用.Na2CO3浓度为 25 mmol·L-1，Na2CO3胁迫下的盐害为100.00%；NaCl浓度为 50 mmol·L-1胁迫下的盐害为10.95%；Na2CO3+NaCl浓度为（25+50）mmol·L-1胁迫下的盐害为23.90%.实验结果与张利霞［4］、禹婷［6］等研究结果基本一致；低浓度盐分能促进种子萌发，这可能与种子成分和生长所需成分有关，也可能是低盐溶液对种子引发的结果.研究结果与吴红英等［7］不同，吴红英认为盐胁迫对种子萌发有抑制作用，这可能与实验材料和研究浓度不同有关；

试验中，三种盐对白菜幼苗生长，也表现出低浓度促进，高浓度抑制的作用，研究结果与张利霞［4］的研究结果相似；但对根的影响不同，白菜幼苗幼苗的根生长受到抑制，可能与研究材料和研究浓度不同有关；在下胚轴直径方面，均比CK处理下的粗，这可能与盐胁迫会造成植物发育迟缓，抑制植物组织和器官的生长和分化，幼苗较矮，胚轴没有伸长的结果有关.随处理浓度的升高，25 mmol·L-1Na2CO3+50 mmol·L-1NaCl、12.5 mmol·L-1Na2CO3、50 mmol·L-1NaCl等处理胁迫对白菜幼苗的抑制作用较大.

试验中还发现，三种处理对白菜种子萌发指标和幼苗生长指标的抑制作用不同，说明白菜种子和同一作物不同器官对不同盐分的敏感性不同；试验中三种处理对白菜幼苗生长的抑制结果与对种子萌发的抑制结果基本一致，抑制程度依次为：Na2CO3＞Na2CO3+Na-Cl＞NaCl.种子能够顺利萌发成幼苗，是植物在逆境环境下顺利生长的首要前提，而种子萌发阶段是最脆弱的时期；幼苗对盐分胁迫较为敏感，高盐分对幼苗的毒害作用较严重，盐毒害抑制幼苗根的生长、阻碍了幼苗的光合作用.

本试验结论：在NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl胁迫下，均有高浓度抑制白菜种子的萌发和幼苗的生长；随着Na+浓度升高，相对盐害逐渐增大，叶绿素含量降低；3种处理对白菜种子萌发指标（发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数）和幼苗生长指标（除根长外）均有低浓度促进，高浓度抑制作用；随Na浓度的升高，抑制程度高低顺序为：NaCl＜Na2CO3+NaCl＜Na2CO3.

参考文献：

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［2］张蕊，邓文亚，杨柳，等.盐胁迫下甘蓝型油菜发芽期下胚轴和根长的全基因组关联分析［J］.中国农业科学，2017，50（1）：15-27.

［3］陈火英，张建华，陈云鹏，等.NaCl胁迫对不同品种萝卜种子发芽特性的影响［J］.江西科学，1999，17（2）：97-99.

［4］张利霞，常青山，侯小改，等.不同钠盐胁迫对夏枯草种子萌发特性的影响［J］.草业学报，2015，24（3）：177-186.

［5］廖建良.CCFL补光对四季豆栽培影响研究［J］.惠州学院学报：自然科学版，2014，34（4）：40-45.

［6］禹婷．盐胁迫对6种禾本科牧草种子萌发及幼苗生长的影响［J］．种子，2014，33（6）：89-90．

［7］吴红英.盐胁迫对玉米种子萌发和幼苗生长的影响［J］.干旱区资源与环境，2000，14（4）：76-80.