盐胁迫下不同化学处理对紫花苜蓿种子萌发的影响

蔡锋隆 张建斌 李哲虎 洪中山

摘 要：为提高紫花苜蓿在盐胁迫下的萌发率，采用13种化学方式对紫花苜蓿种子进行处理，以清水处理为对照，研究各处理紫花苜蓿种子在盐胁迫下的发芽势、发芽率及幼苗根长差异。结果表明，与对照相比较，13个化学处理均可在一定程度上提高紫花苜蓿种子的发芽率、发芽势和根长，其中，经过饱和氢氧化钙浸泡15 min后的紫花苜蓿种子在盐胁迫下萌发效果最好，其发芽率和发芽势分别为62.67%和56.67%，较对照分别提高57.34和53.00个百分点，根长为0.79 cm，是对照的7.9倍。

关键词：紫花苜蓿；种子萌发；盐胁迫

中图分类号：S963.22+3.3 文献标志码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.12.002

Abstract： The experiment was conducted to increase the seed germination rate of Medicago sativa L. under salt stress， 13 chemical treatments were set， and the distilled water treatment was as control， the germination energy， germination rate and seedling root length under salt stress were measured. The results showed that compared with the control， 13 chemical treatments improved the seeds germination rate， germination energy and root length of M. sativa. Among the 13 chemical treatments， the seeds soaking in saturated calcium hydroxide for 15 min had the best germination effects under salt stress， the germination rate and germination energy were 62.67% and 56.67%， which were increased by 57.34 and 53.00 percentages comparing with the control， respectively， and the root lengh was 0.79 cm that was 7.9 times of the control.

Key words：Medicago sativa L.； seed germination； salt stress

紫花苜蓿（Medicago sativa L.）是豆科類苜蓿属多年生优质豆科牧草，也是改良土壤、保持水土的重要豆科植物，有着“牧草之王”的美称[1]。随着畜牧业尤其是奶业的发展，天津地区苜蓿种植面积不断扩大。有研究指出，紫花苜蓿种子种皮具有一层较厚的角质层，不具透水性、透气性，且对胚存在机械阻碍作用，导致其种子不易吸水萌发，极大地降低了种子的发芽率[2]。同时，天津地区盐渍土面积大，含盐量高，亦在一定程度上限制了紫花苜蓿的种植[3-4]。因此，深入挖掘打破紫花苜蓿种子硬实的方法，提高其在盐渍土中的发芽率，对于紫花苜蓿在天津地区的推广种植具有重要意义。

有关种子发芽率低的问题，国内外研究学者提出一系列提高种子发芽率的方法[2，5-7]，如机械去皮法、热水浸泡法、浓硫酸浸种法、碱处理法和激素浸种法等，但其效果因品种不同或其他条件的不同而存在差异。植物耐盐性与其本身基因遗传因素及个体的发育阶段有关，种子能够在盐胁迫下萌发和生长，是植株在盐渍土上成功定植的基础[8]。有关盐碱胁迫对苜蓿种子萌发影响的研究较多，蔺吉祥等[9]以中性盐和碱性盐胁迫紫花苜蓿种子发芽研究发现低浓度胁迫对种子有一定的促进作用；逯亚玲等[10]以外源水杨酸对氯化钠胁迫紫花苜蓿发现其能提高紫花苜蓿的耐盐性；陈小芳等[8]发现NaCl的质量分数为1.2%是苜蓿耐盐性的转折点。

本试验通过不同种类酸、碱和有机溶剂对紫花苜蓿种子进行处理，并在盐胁迫条件下开展萌发试验，旨在筛选盐胁迫条件下提高紫花苜蓿种子萌发的方法，为盐碱地区紫花苜蓿栽培提供参考。

1 材料和方法

1.1 材 料

试验用紫花苜蓿品种为中苜1号，其千粒质量为1.894 7 g。

1.2 方 法

试验于2018年5月在天津农学院动物营养实验室进行。选取均一且饱满的紫花苜蓿种子，经0.2%高锰酸钾溶液消毒5 min，然后用蒸馏水冲洗干净。

试验设置13个化学处理，包括4个酸处理、4个碱处理和5个有机溶剂处理，以清水处理为对照（CK）。其中，酸处理组：10%硫酸、10%硝酸、10%盐酸和10%冰乙酸，浸泡25 min；碱处理组：10%氢氧化钠、10%氢氧化钾、饱和氢氧化钙、10%氨水，浸泡15 min；有机溶剂处理组：无水甲醇、无水乙醇、戊醇、丙酮和30%氯化胆碱，浸泡10 min；对照用蒸馏水浸泡10 min。紫花苜蓿种子浸泡后，用蒸馏水冲洗干净后，再用37 ℃蒸馏水浸泡12 h，催芽，备用。

每个处理数100粒种子至铺有2层滤纸的洁净培养皿（90 mm）中，萌发实验设置盐处理和对照，分别滴加等量的0.6%的NaCl溶液和等量的蒸馏水，每个处理3个重复，总计84个样品。将样品置于培养箱中，设定温度为（25.0±0.2）℃，24 h连续光照。每天观察时添加相应的溶液，保持滤纸湿润。以种子露白为发芽标准，于第4天和第7天统计种子发芽数；在种子发芽第7天时，用游标卡尺测定和记录培养皿中把所有的发芽植株根长，并计算各处理平均值。

参照《国际种子发芽规程GB/T 2930.4—2001》计算各项指标。

发芽势=×100%（1）

发芽势=×100% （2）

相对发芽势=×100% （3）

相对发芽率=×100%（4）

1.3 数据分析

试验所有测定结果均采用SPSS 19.0进行单因素方差分析（ANOVA），采用Duncan法进行多重比较，利用GraphPad Prism 5制图。

2 结果与分析

2.1 不同处理对紫花苜蓿种子萌发的影响

由图1可知，0.6%NaCl胁迫下，经过处理的紫花苜蓿种子的发芽势和发芽率均高于对照组，其中，10%硫酸、10%硝酸、10%冰乙酸、无水甲醇、无水乙醇和戊醇处理组发芽势和发芽率与对照差异均不显著（P>0.05），10%盐酸发芽率显著高于对照但发芽势与对照无显著差异（P>0.05），10%氢氧化钠、10%氢氧化钾、饱和氯化钙、10%氨水、丙酮和30%氯化胆碱处理发芽势和发芽率均显著高于对照（P<0.05）；各处理中以饱和氢氧化钙处理发芽势和发芽率最高，分别较对照提高了57.34和53.00个百分点，然后依次是丙酮、30%氯化胆碱、10%氢氧化钾处理，三者与饱和氢氧化钙处理差异均未达显著水平（P>0.05）。综合说明，各处理均有助于提高紫花苜蓿种子在盐胁迫下的发芽率和发芽势，其中以饱和氢氧化钙处理效果最好。

相对发芽势可以更直观地描述不同处理与对照之间的发芽状况。由图2可知，经过处理的紫花苜蓿种子的相对发芽势和相对发芽率均高于对照组，其中，10%硫酸、10%盐酸、10%冰乙酸、无水乙醇和戊醇相对发芽率和相对发芽势与对照组差异不显著（P>0.05），10%硝酸、10%氢氧化钠、10%氢氧化钾、饱和氢氧化钙、10%氨水、无水甲醇、丙酮和30%氯化胆碱相对发芽率和相对发芽势显著高于对照组（P<0.05）；各处理中以饱和氢氧化钙处理组相对发芽势和相对发芽率最高，分别较对照组提高了19.73和15.17个百分点，然后是丙酮和30%氯化胆碱，二者与饱和氢氧化钙处理差异均未达显著水平（P>0.05）。

2.2 不同处理种子幼苗根长的影响

由表1可知，0.6%NaCl胁迫下，经过处理的紫花苜蓿幼苗根长均高于对照组，其中，10%硫酸、10%盐酸、10%冰乙酸与对照组均不显著（P>0.05），10%硝酸、10%氢氧化钠、10%氢氧化钾、饱和氢氧化钙、10%氨水、无水甲醇、无水乙醇、戊醇、丙酮和30%氯化胆碱处理均显著高于对照处理（P<0.05）；各处理中以饱和氢氧化钙处理的根长最长，是对照组的7.9倍，显著高于其他处理（P<0.05），然后依次是10%氢氧化钠、丙酮、30%氯化胆碱、无水甲醇、戊醇、无水乙醇、10%硝酸、10%氨水和10%氢氧化钾处理，后八者间差异未达显著水平（P>0.05）。综合说明，各处理均有助于增加紫花苜蓿根长，在一定程度上提高其耐盐性，其中以饱和氢氧化钙处理效果最好。

3 结论与讨论

植物的种子耐盐能力在逆境胁迫下可分为萌动前和萌动后的2个阶段来评价，在萌动前期对种子进行抗性评价，主要依据发芽率和相对发芽率等指标，而在萌动后期通過对种子根长等与生长发育有关的形态指标来判断种子的抗逆能力[11-13]。本试验中，通过不同种类酸、碱和有机溶剂对紫花苜蓿种子进行处理后，紫花苜蓿种子在盐胁迫下的发芽势、相对发芽势、发芽率、相对发芽率和根长均有所提高，说明各处理均在一定程度上提高了紫花苜蓿种子耐盐性，其中以饱和氢氧化钙处理效果最好，其萌发指标显著优于对照组，其根长指标显著高于对照组和其他处理组。

由于本试验仅进行了种子萌发试验，可为盐碱地区紫花苜蓿种子种植前的处理方法筛选提供参考，有关各处理紫花苜蓿幼苗根系、幼苗形态、幼苗的生理生化及其对营养元素的吸收和光合作用的生理机制仍有待进一步研究。

参考文献：

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