外源硅对盐胁迫下甜瓜种子萌发的影响

王映霞

（甘肃省通渭县农业农村项目服务中心，甘肃 通渭 743300）

甜瓜是西部地区的特色产业，对西部地区的经济发展具有重要作用。但西部地区淡水资源紧缺，存在大量盐碱地，这种不良环境不仅影响种子萌发，还会影响作物生长、产量和品质。如何缓解盐渍化对甜瓜种子萌发的抑制是盐渍土地区作物栽培的重要技术环节。硅是大多数高等植物生长的有益元素，能促进植物的生长发育，提高作物对非生物胁迫和生物胁迫的抗性。因此，研究外源硅对盐胁迫下种子发芽指标、生理特性和盐适应机理的影响有重大意义。

近年来，国内外对硅的研究越来越重视，并取得了一定进展，但硅对甜瓜种子萌发的影响方面的研究甚少。本文以甜瓜种子为材料，研究外源硅对盐胁迫下甜瓜种子萌发的影响，旨在为外源硅在甜瓜抗盐生产上的合理利用提供理论支撑和技术依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 试材 朗秦银蜜种子和雪梨一号种子。

1.1.2 药品与试剂 标准麦芽糖溶液（1 mg/ml）、3，5-二硝基水杨酸试剂、pH为5.6的柠檬酸缓冲液（0.1 mol/L）、1%淀粉溶液、蒸馏水、NaCl溶液（100 mmol/L、150 mmol/L）、K2SiO3·nH2O溶液（0.5 mmol/L、0.75 mmol/L、1.0 mmol/L、1.25 mmol/L）。

1.1.3 仪器与设备 离心机、电子天平、离心管、容量瓶、恒温水浴锅、移液管、试管架、玻璃棒、漏斗、分光光度计、锥形瓶、试管、培养皿、滤纸、研钵等。

1.2 试验处理

设5个处理，分别是:NaCl（胁迫临界浓度）+K2SiO3·nH2O（0 mmol/L、0.5 mmol/L、0.75 mmol/L、1.0 mmol/L、1.25 mmol/L），探究在盐胁迫条件下不同浓度的K2SiO3·nH2O对甜瓜种子萌发的影响。

1.3 试验方法

1.3.1 种子处理 挑选籽粒饱满的种子，在50～55℃的水浴中浸种15～20 min，期间不断搅拌，水温降到20～25℃后继续浸种8～12 h，经蒸馏水冲洗后，置于铺有2层滤纸的培养皿中，每个培养皿放50粒种子，加入等量的处理液至饱和，每浓度重复3次，放在25～28℃的恒温箱中培养。每天添加各处理液，注意补充水分使处理期间盐浓度保持相对稳定。

1.3.2 发芽率、发芽势和发芽指数的测定 处理后每天统计发芽数（以胚根突出2 mm为标准）。

式中，Gt为t日内的发芽数，Dt为相应发芽天数。

1.3.3 α-淀粉酶活力测定

1.3.4 种子吸水率的测定 选取两品种自然风干的种子，分别分为5组，每组50粒，3次重复，然后将各组种子分别进行盐胁迫浓度处理和外源硅浓度处理，在处理后1 h、2 h、4 h、8 h、12 h、24 h、48 h分别称重（精确度为0.001 g的电子天平），直至种子鲜重不变，此时的质量为种子鲜质量。

式中，W1为50粒自然风干种子的质量、W2为50粒种子的鲜质量。

1.4 数据处理

用Spss软件和Excel对试验数据进行统计和分析。

2 结果与分析

2.1 外源硅对盐胁迫下甜瓜种子萌发的影响

由表1可知，雪梨一号在150 mmol/L的NaCl胁迫下，随着外源硅浓度的增加发芽率、发芽势、发芽指数均先升高后降低，添加0.75 mmol/L K2SiO3·nH2O时可明显提高发芽率、发芽势、发芽指数，且与对照组有显著性差异；而K2SiO3·nH2O达到1.25 mmol/L时发芽率、发芽势、发芽指数均低于对照组，且发芽率、发芽势均与对照组差异显著。表明适宜的外源硅浓度可以缓解盐分对种子萌发的胁迫，高浓度外源硅对种子萌发有抑制作用。

表1 外源硅对盐胁迫下雪梨一号发芽率、发芽势及发芽指数的影响

朗秦银蜜甜瓜种子在100 mmol/L的盐胁迫下，不同浓度的外源硅对种子发芽率、发芽势、发芽指数的影响详见表2。外源硅浓度为0.75 mmol/L时对盐胁迫的缓解作用最大，发芽率最高，与对照组显著性差异最明显；浓度为0.5 mmol/L时发芽势和发芽指数达到最高，发芽势与对照组差异不显著，发芽指数与对照组差异显著；浓度为1.0 mmol/L时发芽率与对照组（0 mmol/L）差异不显著；浓度达到1.25 mmol/L时发芽率、发芽势、发芽指数均低于对照组，且与对照组差异性显著。说明适宜的外源硅浓度能缓解盐对朗秦银蜜甜瓜种子萌发的胁迫，但随浓度的增加外源硅对朗秦银蜜甜瓜种子萌发有抑制作用。

表2 外源硅对盐胁迫下朗秦银蜜发芽率、发芽势及发芽指数的影响

2.2 外源硅对盐胁迫下甜瓜种子吸水率的影响

由图1可知，外源硅对雪梨一号和朗秦银蜜甜瓜种子的吸水率有促进作用。当外源硅浓度为0.75 mmol/L时，雪梨一号的吸水率最大，与对照组差异性显著；外源硅浓度为0.5 mmol/L时朗秦银蜜的吸水率最大，且与对照组差异性显著。外源硅浓度高于1.0 mmol/L时吸水率与对照组接近且差异性不显著。说明适宜浓度的外源硅能缓解盐胁迫对甜瓜种子吸水率的抑制作用。

图1 外源硅对盐胁迫下两品种甜瓜种子吸水率的影响

2.3 外源硅对盐胁迫下甜瓜种子α-淀粉酶活性的影响

由图2可知，随着外源硅浓度的升高，盐胁迫下雪梨一号、朗秦银蜜的α-淀粉酶活性先升高后降低，浓度为1 mmol/L时雪梨一号的α-淀粉酶活性最高，浓度为0.75 mmol/L时朗秦银蜜的α-淀粉酶活性最高，且均与对照差异显著。外源硅浓度为0.5 mmol/L时两品种与对照间均没有显著的差异，外源硅浓度≥0.75 mmol/L时两品种与对照均有显著性差异。说明适宜浓度的外源硅对盐胁迫下甜瓜种子的α-淀粉酶活性有促进作用。

图2 外源硅对盐胁迫下两品种甜瓜种子α-淀粉酶活性的影响

3 讨论

外源硅浓度为0.5～0.75 mmol/L时可明显缓解盐对甜瓜种子萌发的抑制作用，可作为指导实际生产的最佳浓度。前人已研究表明外源硅能改善许多作物的生长状况，增强植物对盐害的抵御。本试验也表明不同浓度的外源硅对盐胁迫下甜瓜种子的萌发均有影响，主要表现为低浓度（0.5 mmol/L、0.75 mmol/L）外源硅不但提高了两品种甜瓜种子盐胁迫下的发芽率、发芽势和发芽指数，还提高了其吸水率和α-淀粉酶活性。这可能是外源硅对种子起到活化作用，使种子内部因贮藏而损伤的膜系统得到恢复和活化，透性增强，种子内部各种酶活性增大，各种生理生化适应机制得以启动，提高了种子活力，从而提高了甜瓜种子的各发芽指标。有研究表明:硅能增加玉米种子萌发过程淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶的活性，促进呼吸代谢，提高种子发芽率。这与本试验低浓度外源硅可提高甜瓜α-淀粉酶活性和发芽率是一致的。此外，有研究表明施加外源硅物质可以促进水稻种子的萌发，但本试验发现高浓度（1.0 mmol/L、1.25 mmol/L）外源硅对盐胁迫有加重作用，表现为发芽率、发芽势、吸水率、α-淀粉酶活性均比对照组低，其原因可能是高浓度外源硅可以增加渗透胁迫，但还有待进一步研究。试验结果表明:适宜浓度的外源硅可以通过提高α-淀粉酶活性和吸水率促进种子萌发，缓解盐胁迫对甜瓜种子萌发的抑制作用。