钙对盐胁迫下豇豆萌发与幼苗生长影响试验初报

宿海霞 杨丽娟 郭莹靖 郑美琪 张雪

摘 要 以豇豆种子为试验材料，使用不同浓度的CaCl2溶液对豇豆种子进行处理，研究钙处理对150 mmol·L-1的NaCl溶液盐胁迫处理下的豇豆种子萌发及幼苗生长的影响，以期寻找缓解豇豆盐胁迫的最佳CaCl2浓度。结果表明：随着CaCl2浓度的增加，对豇豆种子的萌发生长都具有不同程度的缓解作用，其中25 mmol·L-1 CaCl2溶液处理的豇豆种子缓解情况最佳。

关键词 豇豆;盐胁迫;钙处理;发芽;幼苗生长

中图分类号：S543.9 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.14.064

由于氣候环境变化和人为作用的双重影响，土壤盐渍化成为全球性的生态环境问题之一[1-2]。目前，我国土壤盐渍化面积约为3.6×107 hm2，约占耕地面积的1/3，限制了作物的生长和产量，严重威胁着我国粮食生产，造成了巨大的经济损失[3]。土壤中的盐胁迫已经成为限制作物生长的最主要的非生物胁迫[4]。当土壤中的盐分浓度高于正常值时，会使植物体内离子和水势失衡，导致植物停止生长甚至死亡[5]。钙是植物正常生长发育必需元素之一，与植物的生理功能密切相关[6]。有研究表明，Ca2+可以介导盐胁迫信号，调节植物体细胞内离子平衡，减轻植物的盐害，提高植物的抗盐性[7-9]。

豆类植物对土壤条件的要求不是很严格，并且对土壤的质地适应性较强，适合为盐渍土壤利用的植物[10]。其中，豇豆易栽培、产量高、品质佳，并且是我国重要的蔬菜作物[11]。为此，本试验以豇豆为试验材料，研究钙处理对盐胁迫下豇豆种子萌发及幼苗生长的影响，寻找钙在豇豆萌发与幼苗生长阶段缓解盐胁迫的最佳浓度，以期为豇豆在盐渍地栽培生产提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

豇豆种子：品种为黑眉一号，购于通化市新源种子公司。

1.2 试验方法

1.2.1 种子发芽

选取颗粒饱满大小形态相似、无损伤的豇豆种子，用75%酒精消毒30 min，用蒸馏水冲洗3次，并将豇豆种子放入150 mmol·L-1的NaCl溶液和蒸馏水（对照）中浸泡12 h作盐胁迫处理。然后将种子放置在铺有两层滤纸的培养皿中，每皿30粒，使用不同浓度的CaCl2溶液（0 mmol·L-1、15 mmol·L-1、20 mmol·L-1、25 mmol·L-1、30 mmol·L-1）分别对豇豆种子进行处理，每组3次重复，将培养皿放置于光照培养箱中25 ℃恒温培养，每天观察记录发芽情况。

1.2.2 幼苗生长指标测定

选择芽长相近无损伤的豇豆幼苗栽种于花盆中，每盆10株幼苗，每组3次重复，试验组定期使用配制好的不同浓度的CaCl2溶液分别与150 mmol·L-1的NaCl溶液混合浇灌，对照组仅用蒸馏水或150 mmol·L-1的NaCl溶液进行浇灌。当蒸馏水对照组处理的幼苗株高达到15 cm左右时，测量每组幼苗的株高、叶宽、叶长、叶面积、叶厚度及根长，再测量叶子鲜/干重，根的鲜/干重。

1.3 数据分析

利用Excel 2016和SPSS 16.0软件进行数据统计分析，本试验的数据都为3次试验的平均值。

2 结果与分析

2.1 不同浓度CaCl2溶液对盐胁迫下豇豆种子发芽率的影响

由表1可知，与CK1、CK2相比，CaCl2溶液处理后的豇豆种子发芽率均低于CK1，高于CK2，随着处理时间的增加，发芽率也逐渐增大。在盐胁迫条件下，随着CaCl2溶液浓度的增加，发芽率呈现先增高后降低的趋势，当CaCl2溶液浓度增加到25 mmol·L-1，与CK1最为接近，豇豆种子的发芽率达到最大值。说明盐胁迫下的豇豆种子在25 mmol·L-1CaCl2溶液处理下缓解效果明显，且培养3 d时的缓解效果最佳，发芽率达到90%。当CaCl2溶液浓度增加到30 mmol·L-1时，盐胁迫下的豇豆种子的发芽率达到最小值，说明较低浓度钙处理对盐胁迫下的豇豆种子有一定的缓解作用，过高浓度的钙反而会抑制豇豆种子萌发。

2.2 不同浓度CaCl2溶液对盐胁迫下豇豆幼苗生长的影响

由表2、表3可知，整体来看，CK1组豇豆幼苗生长发育最好。CK1与CK2相比，叶宽、株高、叶厚差异显著，叶长、叶面积、叶鲜重、叶干重、根鲜重、根干重、根长差异极其显著。单独来看，叶宽与CK1相比，25 mmol·L-1CaCl2浓度处理的幼苗无显著差异，其他浓度差异显著;叶长和叶面积与CK1相比，25 mmol·L-1CaCl2浓度处理的幼苗无显著差异，其他浓度与CK1相比均有差异，说明0～25 mmol·L-1CaCl2溶液对盐胁迫下豇豆种子的叶宽、叶长和叶面积均有解毒作用，25 mmol·L-1CaCl2溶液解毒效果最好，但当浓度达到30 mmol·L-1时，叶宽、叶长和叶面积的数值降低，且叶宽数值还低于CK2，说明过高浓度的钙处理不仅解毒效果降低，可能还会加重毒害作用。

株高在CaCl2溶液浓度较高或较低时显著差异，叶厚在CaCl2溶液试验浓度范围内无显著差异，但15～30 mmol·L-1CaCl2溶液对豇豆种子的株高和叶厚均有缓解作用，数值均高于CK2;叶鲜重/干重与CK1相比，0～15 mmol·L-1CaCl2溶液处理的豇豆幼苗有极显著性差异，20 mmol·L-1CaCl2溶液处理的豇豆幼苗有显著性差异，25 mmol·L-1CaCl2溶液处理的豇豆幼苗无显著差异，且数值仅次于CK1，说明0～25 mmol·L-1CaCl2溶液对盐胁迫下豇豆种子的叶鲜重/干重均有解毒作用，但25 mmol·L-1CaCl2溶液解毒效果最好;根鲜重/干重与CK1相比，25 mmol·L-1CaCl2浓度处理的幼苗无显著差异，其他浓度差异极显著，说明CaCl2溶液对根鲜重/干重解毒效果最好的浓度为25 mmol·L-1;根长与CK1相比，0～20 mmol·L-1CaCl2浓度处理的幼苗差异极显著，25 mmol·L-1CaCl2浓度处理的幼苗无显著差异，且随着CaCl2溶液浓度的增加，根长呈现先增后降的趋势，说明一定浓度的钙处理对盐胁迫有缓解作用，但浓度超过一定值后对植株的生长反而不利。

3 结论与讨论

目前，土壤盐渍化仍是困扰人类的重要环境问题，而且还在日益加重，严重威胁着农业的发展[12]。据研究表明，盐渍土中的盐份往往通过渗透作用和离子毒害等影响植物萌发[13]，在植物的萌发阶段和幼苗阶段尤为敏感，极易受到盐胁迫的毒害作用[14]。在盐胁迫条件下，Na+大量进入细胞，细胞内Na+增加;但过量的Na+会破坏质膜透性，造成K+外渗，使Na+/K+值增大，导致植物体内代谢紊乱，使植物的生长受到抑制，影响其正常发育[15]。大量研究表明，在盐胁迫条件下，钙对细胞膜有保护作用，通过将膜表面的磷酸酯、磷酸盐及蛋白质的羟基桥连起来，能维持盐胁迫下细胞质膜的稳定性[16]。

所以，适量的外源钙处理，对提高植物的抗逆性具有重要的意义。

本试验研究表明，外源钙处理对盐胁迫下的豇豆种子萌发与生长有显著的缓解作用，不同的CaCl2浓度对盐胁迫下豇豆幼苗生长发育的缓解情况也不相同，通过钙处理后对豇豆植株的地上部分的干重、鲜重和地下部分的干重、鲜重均有所改善。本试验缓解盐胁迫下的豇豆种子效果最佳的CaCl2溶液浓度为25 mmol·L-1，較低浓度的CaCl2溶液处理对盐胁迫下的豇豆幼苗有一定的缓解作用，而高浓度的CaCl2溶液处理对盐胁迫下的豇豆幼苗的缓解作用明显下降，甚至会加重毒害。该研究对豇豆在盐渍地的栽种培育提供了一定的理论参考，对盐渍地开发利用也具有一定的意义。

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（责任编辑：赵中正）