盐胁迫对红黄两种秋葵种子萌发的影响

李啟萌，宗宪春

(牡丹江师范学院生命科学与技术学院，黑龙江 牡丹江 157000)

秋葵(AbelmoschusesculentusL.Moench)锦葵科秋葵属性，又名黄秋葵或者咖啡黄葵，俗名羊角豆、潺茄[1]。性喜温暖。常见的颜色绿色和红色两种，即黄秋葵和红秋葵。而且，由于秋葵中富含蛋白质、脂肪、碳水化合物以及钙、磷、铁、锌和硒等微量元素，对增强人体免疫力有一定帮助。不仅如此，它还有利于治疗咽喉肿痛、保护肠胃，保护肝脏，防肠癌、降糖、补钙、减肥、等功效。近年来，在亚洲东南部地区和西方国家成为热门蔬菜，并在欧洲、非洲、印度等地区广泛栽培。

土壤盐渍化(Soil salinization)是指在自然或人为因素的影响下，土壤底层或地下水的盐分随毛管水上升到地表，水分蒸发后，盐分在表层土壤中累积的过程，由于特定自然条件的综合影响和农事操作不当导致的土壤动态退化过程[2]。长期以来，由于灌溉方式不合理，劣质肥料的使用等多方面原因导致土壤的盐渍化问题加剧。土壤中盐浓度过高，导致作物根系无法有效地吸收土壤中的水分、养分，从而影响植物生长，主要表现为植株长势弱、发黄、发蔫、根系不牢等症状，严重时可导致根系死亡。而且土壤盐渍化会导致作物脱水，影响正常的呼吸和光合作用，致使植株免疫力降低，水分养分供应不足，极易被病原菌侵染而引发病虫害。在盐渍化土壤中生长的作物，作物根系生长受到抑制，不能正常吸收水分和养分，呼吸和光合作用也同样被抑制，致使产量和品质都受到影响，一些盐渍化严重的土地，产量会大幅减少甚至绝收。如今，适合植物生长的土壤越来越少，土壤盐渍化成为了人们亟待解决的重大问题，也是世界公认的资源问题和生态问题。将红秋葵和黄秋葵作为实验材料，通过对红秋葵种子和黄秋葵种子使用不同浓度的NaCl溶液进行处理。旨在找出适合红秋葵和黄秋葵生长的最适NaCl浓度，研究减轻土地盐渍化对其种植影响的方法。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试秋葵材料为红秋葵种子和黄秋葵种子。选取饱满的表面无损伤的种子用于实验。

1.2 试验设计

1.2.1 配置溶液。采用随机分组的实验设计方法，设计7组对照实验。用浓度分别为0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 mol/L的NaCl溶液，分别对红，黄两种秋葵种子进行处理，另设一组清水做空白对照组，每个浓度做2次重复。每个重复30粒种子。

1.2.2 种子处理。实验开始前需要将秋葵种子放在55 ℃左右的温水中浸泡24 h。

1.2.3 萌发试验。浸泡过的种子错开摆放在铺设有滤纸的培养皿中，每个培养皿内放有不同浓度的NaCl溶液。在恒温培养箱(25±3)℃中进行培养。24 h后开始统计发芽情况。之后每隔24 h统计1次发芽情况。一共统计7天。观察总结在不同NaCl溶液浓度中两种秋葵种子萌发的情况。

1.2.4 测定项目

发芽率(CR)：已发芽的种子数/实验种子总数×100%；

发芽势(GV)：发芽高峰期发芽的种子数/实验种子总数×100%

发芽指数(GI)：GI=∑Gt/Dt(其中Dt为发芽时间(d)，Gt为与Dt相对应的每天发芽种子数。)

相对发芽指数(RGI)：(盐处理发芽指数/对照发芽指数)×100%

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对红秋葵种子和黄秋葵种子萌发的影响

在整个实验过程中，红秋葵种子和黄秋葵种子的发芽率，发芽势和发芽指数的数据相差不大，没有较大差异，说明两个品种在盐胁迫下的适应和调节能力都很相似。根据数据显示，在NaCl浓度低于0.05 mol/L，NaCl对红、黄秋葵种子的萌发抑制较低。在NaCl浓度大于0.05 mol/L，NaCl对红、黄秋葵种子均开始产生一定抑制效果。并且在NaCl浓度大于0.25 mol/L抑制程度急剧增加，严重影响秋葵种子的正常萌发。

图1和图2显示了不同NaCl浓度处理下的红秋葵种子和黄秋葵种子7天内发芽率的变化情况。由这两个图可以看出，不同浓度的NaCl溶液中的红秋葵种子和黄秋葵种子发芽率变化曲线相似。红秋葵和黄秋葵发芽率和NaCl浓度均成反比。且发芽率增长趋势在第四天左右趋近平缓。红秋葵和黄秋葵发芽率曲线无较大差异。

图1 盐胁迫对红秋葵种子发芽率的影响

图2 盐胁迫对黄秋葵种子发芽率的影响

表1展示了红秋葵和黄秋葵在不同NaCl溶液浓度下第7天的发芽率和第3天的发芽势。红秋葵和黄秋葵在发芽率和发芽势中各项数据表现差异不大。说明这两个品种耐盐能力相似。通过计算表中数据我们可以看出，NaCl溶液浓度小于0.05 mol/L盐分对红秋葵种子和黄秋葵种子的抑制作用几乎没有，但是也无法看出是否有促进作用。在NaCl浓度处于0.05 mol/L和0.2 mol/L期间。从数据显示红秋葵的发芽率降低了40%，黄秋葵的发芽率降低了43.33%。发芽势红秋葵降低了46.67%,黄秋葵降低了53.33%。当NaCl溶液的浓度大于0.25 mol/L，无论是红秋葵还是黄秋葵均产生了强烈的抑制作用，发芽率红秋葵下降了53.33%，黄秋葵下降了50%。发芽势红秋葵下降了46.66%。黄秋葵下降了43.34%。所以，由此可知，红秋葵和黄秋葵均对盐分变化很敏感，且敏感程度也很相似。

表1 盐胁迫对红、黄秋葵种子萌发的影响

2.2 盐胁迫对红秋葵种子和黄秋葵种子发芽指数的影响

图3 盐胁迫对红、黄秋葵发芽指数的影响

发芽指数是指种子在失去发芽力之前已发生劣变的数量。通俗点说，发芽指数是测定种子活力的一个指标。图3和图4显示，在相同浓度下，红秋葵和黄秋葵的发芽指数和相对发芽指数都很相近，没有显著差异。当NaCl浓度超过0.05 mol/L时，两个品种的发芽指数和相对发芽指数均呈下降趋势。当NaCl浓度超过0.2 mol/L时，下降趋势开始加快，快速趋近于零。直至NaCl浓度到达0.3 mol/L时。相对发芽指数和发芽指数均到达了零。以上数据说明红秋葵和黄秋葵种子在萌发期间的耐盐程度是相似的，且耐盐程度较低。

图4 盐胁迫对红、黄秋葵相对发芽指数的影响

3 结论与讨论

发芽率指发芽的种子数占实验种子总数的百分比，是检测种子质量好与坏的指标之一。发芽势则是用来测试种子的发芽速度和整齐度的，它是通过计算种子从开始发芽到发芽高峰时段内种子发芽数占实验种子总数的百分比的数值来测定种子好坏的，其数值越大，发芽势越强。在发芽率相同时，发芽势越高的种子，说明种子活力越强，一般来说，发芽率越高，发芽势越强，预示着出苗越快越整齐，苗越壮;若发芽率高，但发芽势弱，预示着出苗不齐，而且弱苗比较多。发芽势和发芽指数也可以反映出，种子在发芽之前，是否已经发生了劣变。发芽势和发芽指数能比发芽率更能灵敏地表现出种子的好与坏。因此，发芽率和发芽势还有发芽指数和相对发芽指数等等均是评价种子萌发指标，反映了种子的出芽速度和出芽整齐度的指标[3-4]。同一植物的不同时期，不同部位对盐分的敏感度也不同。幼苗时期敏感度较高，所以在种子萌发时期进行盐胁迫的研究是相对来说更为准确的[5-6]。

盐胁迫的作用机理是渗透胁迫和离子毒害。渗透胁迫指的是根系中盐分含量增多，对水分的吸收变得困难。离子毒害。是指高浓度的钠钾离子使细胞膜渗透性增大，代谢失调导致的。这两点可能会导致种子萌发受到盐胁迫的影响[7]。

本实验的结果表明，无论是红秋葵种子还是黄秋葵种子对盐分的耐受程度均较低。在NaCl溶液浓度低于0.05 mol/L时还可以相对正常萌发。但NaCl溶液浓度高于0.05 mol/L后就会产生一定的抑制作用。而在NaCl溶液浓度高于0.25 mol/L种子萌发则会受到严重抑制。各项检测指标急剧下降。

上面提到过，高浓度的NaCl溶液造成的种子发芽率低，一种可能是由于外界溶液渗透压过高导致的种子吸水量不足。也有可能是NaCl溶液中的钠离子含量过多导致的代谢失调。具体原因在本实验中无法体现希望在后续试验中可以得到解答。

一般来说低浓度NaCl促进生长，高浓度NaCl则抑制生长。但是在本实验中这个规律并没有很明确的体现出来。有如下几种可能：①可能秋葵这种植物本身对于盐分的耐受性较差，对水分的需求较多，所以低浓度的盐分并不会促进其生长。一旦盐分浓度较高则抑制效果就很明显。②可能是本实验设计的NaCl溶液的浓度梯度较大。可能在NaCl浓度处于0～0.05 mol/L之间会有促进秋葵生长的盐分浓度。后续做实验时，可以在0～0.05 mol/L再多设几个低浓度梯度，看看是否有可以促进秋葵种子生长的NaCl溶液浓度。③由于秋葵种子较大，分组实验中每个重复中的秋葵种子相对于其他小粒的种子的粒数较少。且选取的种子自身发芽率较高。在低浓度的NaCl溶液中，表现不出较大差异。后续实验时可以多做几个重复。每个重复中秋葵种子粒数也可以适当增多。

随着种植业结构的调整，种植制度的更替，使原本优良的农耕土壤,渐渐地向着不利于持续利用转变，影响了作物的正常种植。因此，土地盐渍化对植物的影响是现今急需解决的问题。近些年，世界土地总面积中盐渍土地的占比在增加，我国盐渍土地分布也十分广泛。所以通过对蔬菜植物进行盐胁迫，了解土壤盐渍化带来的不良影响，加以改善，并据此提出相应的应对措施，对盐胁迫的研究和减轻土地盐渍化对蔬菜种植的影响有着十分重大的意义。