NaCl和Na2SO4胁迫对天人菊种子萌发的影响

白芙嘉，孙涛，谭阳，王然，孙莹，姜云天

（通化师范学院生命科学学院，吉林通化 134002）

天人菊（Gaillardia pulchellaFoug.）又名虎皮菊，其色彩艳丽，花期长，且具有耐瘠薄、耐旱、耐风、耐半阴等特性，在园林绿化中常用作林下地被或花坛和花丛的配置花卉，生活中亦可作鲜切花和盆栽观赏[1-2]。近年来，随着环境的恶化以及冬季大量融雪剂的使用，致使城乡绿化带的盐渍化程度日益加重，严重制约园林绿化植物的选配。

种子萌发阶段是植物整个生活史中对外界环境条件反应最敏感时期[3]，种子萌发的好坏不仅受其大小、休眠等自身生物因素的影响，异常温度、湿度、水分、光照引起的干旱、涝害、盐害等非生物因素也间接影响其存活和生长发育。因此，明确园林花卉种子萌发期的耐盐性，对提高盐渍环境下花卉种苗的成活率具有重要意义。目前人们已对天人菊种子萌发及苗期生长进行了探讨，涉及种子萌发条件筛选[4]、干旱胁迫[5]、繁殖育苗[6]等方面，而有关天人菊耐盐性方面的研究甚少[7]。该试验通过对天人菊种子进行不同浓度NaCl、Na2SO4处理，探讨中性盐胁迫对其种子萌发指标和胚芽、胚根生长的影响，并通过数学统计方法明确天人菊种子萌发期对2 种中性盐的耐盐半致死浓度，从而为盐碱地区园林绿化植物选择提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

天人菊种子购自江苏园林绿化种子公司。

1.2 方法

1.2.1种子处理。精选籽粒饱满、无病虫害的天人菊种子若干，经0.05%的KMnO4消毒、流水冲洗数遍后均匀摆入双层滤纸培养皿内（直径12 cm），每个培养皿30 粒种子，然 后沿着培养皿壁缓缓加入20、40、60、80、100、120、140 mmol/L NaCl 和Na2SO4溶液10 mmol/L，以蒸馏水为对照（CK），每个处理浓度3 次重复。最后将培养皿置于光照培养箱内进行培养，温度25℃，光照12 h/d。

1.2.2指标测定。每隔24 h 记录种子萌发情况，以胚根突破种皮、长出白嫩尖记为起始发芽标准[8]。第7 天结束发芽试验，测量胚芽、胚根长度，并计算发芽率、发芽指数和活力指数[8-9]。

1.3 数据处理

用Microsoft Excel 2019 和IBM SPSS Statistics 20.0 对数据进行整理及方差分析，以S-N-K 法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对天人菊种子萌发指标的影响

由表1 可见，20 mmol/L NaCl 和Na2SO4处理下的天人菊种子发芽率均显著低于对照（CK）（P＜0.05），分别较CK下降15.00%和25.00%，而40 mmol/L 和60 mmol/L NaCl和Na2SO4处理下的发芽率较20 mmol/L 时均有所增加，但其值仍低于CK；当盐浓度升至80 mmol/L 时，2 种盐处理下的发芽率均显著下降，分别较CK 下降28.33%和41.67%。

NaCl 和Na2SO4处理下的发芽指数和活力指数呈现不同变化规律（表1），其中，20、40 和60 mmol/L NaCl 处理下的发芽指数虽低于CK，但降幅较小，仅较CK 下降5.76%、6.79%和5.76%，而这3 个浓度处理下的活力指数则均高于CK，分别较CK 增加33.79%、29.26%和20.45%；当盐浓度达到80 mmol/L 时，NaCl 处理下的发芽指数和活力指数下降幅度达41.87%和50.85%。20～140 mmol/L Na2SO4处理均不同程度抑制了发芽指数和活力指数的提高，其中，发芽指数在20 mmol/L 时即受到显著抑制，其相比CK 下降28.30%，而此浓度下的活力指数虽与CK 差异不显著（P＞0.05），但其值较CK 下降26.19%；当盐浓度升至80 mmol/L 时，Na2SO4处理下的发芽指数和活力指数则呈大幅下降，降幅达58.13%和81.73%。

表1 NaCl 和Na2SO4 处理对天人菊种子萌发指标的影响

2.2 盐胁迫对天人菊胚芽、胚根生长的影响

由表2 可见，低浓度（20 mmol/L）NaCl 处理下的胚芽长相比CK 增加28.77%，而胚根长则在盐浓度为20、40 和60 mmol/L 时均高于CK，分别较CK 增加42.04%、36.31%和28.66%，但其值与CK 并无显著差异（P＞0.05）；当盐浓度升至80 mmol/L 时，胚芽长相比CK 显著下降67.12%，而胚根长相比CK 下降14.65%。与CK 相比，各浓度Na2SO4处理下的胚芽长呈逐渐减少趋势，而胚根长呈先增后降的趋势，且20、40 和60 mmol/L Na2SO4处理下的胚芽长和胚根长均与CK 差异不显著（P＞0.05）；当盐浓度达到80 mmol/L 时，Na2SO4处理下的胚芽长和胚根长分别较其CK 下降61.64%和56.05%

表2 NaCl 和Na2SO4 处理对天人菊胚芽、胚根生长的影响

2.3 耐盐性评价

曲线回归分析表明（表3），NaCl 和Na2SO4处理条件下，相对发芽率与其盐浓度的所有曲线模型中均是三次曲线方程（y1=96.136+0.031x1-0.004x22+1.210 ×10-5x31、y1=93.509-0.047x2-0.006x22+2.105×10-5x32）的相 关 指 数（R2=0.902、R2=0.919）最大，且2 个回归方程均达到显著水平（P＜0.05），说明三次曲线方程是描述相对发芽率与盐浓度（NaCl、Na2SO4）关系的最优方程。根据相关文献[9-10]并由此建立的最优方程求得天人菊种子萌发阶段对NaCl 和Na2SO4的耐盐适宜浓度和耐盐半致死浓度分别为90.88、57.44、154.70、99.77 mmol/L。由此可见，天人菊种子萌发阶段对NaCl 的耐受性要强于Na2SO4。

表3 NaCl 和Na2SO4 处理下天人菊种子萌发阶段耐盐性回归分析

曲线回归分析表明（表4），相对胚芽长和相对胚根长与其盐浓度的所有曲线模型中均是三次曲线方程的相关指数最大，分别达到0.923、0.989、0.922 和0.973，且三次曲线回归方程均达到显著水平（P＜0.05），说明三次曲线方程是描述胚芽长、胚根长与其盐浓度的最优方程。由最优方程求得的耐盐适宜浓度和耐盐半致死浓度可知，胚芽和胚根生长阶段对NaCl 和Na2SO4均具有一定的耐受性，且对NaCl 胁迫的耐受性要强于Na2SO4。

表4 NaCl 和Na2SO4 处理下天人菊胚芽、胚根生长阶段耐盐性回归分析

3 结论与讨论

种子萌发是植物生命的开始，亦是保证生长发育的重要前提条件，但种子在整个萌发过程中对外界环境的刺激极其敏感。当植物种子萌发期遭遇盐胁迫时，其种子的萌发率、内部形态结构、激素水平及其生理指标等均会受到影响，最直观的表征为发芽率下降、种子萌发时间延长[11-12]，胚芽和胚根生长受抑[10-11]，也有研究发现，盐胁迫下种子萌发指标呈现“低浓度促进高浓度抑制”的现象[10]。该研究表明，20、40 和60 mmol/L NaCl 处理对天人菊种子活力指数的提高和胚根生长均具有促进作用，而此浓度下的发芽率和发芽指数虽均低于CK，但下降幅度并不大；当盐浓度≥80 mmol/L，发芽率、发芽指数、活力指数显著下降，萌发指标和胚根生长均受抑制。说明天人菊种子萌发期对低浓度NaCl 胁迫具有一定的耐受性，而高浓度NaCl 胁迫则对种子萌发造成不同程度的伤害。

由Na2SO4处理结果来看，20～140 mmol/L Na2SO4处理对天人菊种子萌发指标和胚根生长均具有抑制作用，且随着盐浓度的升高，抑制程度逐渐加重，而胚根生长则呈现“低浓度（20 mmol/L）促进高浓度抑制”的现象。说明无论盐浓度高低，Na2SO4胁迫均不利于天人菊种子萌发。

综合耐盐性评价结果可见，天人菊种子萌发阶段和胚芽、胚根生长阶段对NaCl 胁迫的耐受性均强于Na2SO4，且种子萌发阶段耐盐性要强于胚芽、胚根生长阶段。NaCl和Na2SO4胁迫处理下，天人菊种子萌发阶段的耐盐适宜浓度为90.88 mmol/L 和57.44 mmol/L，而胚芽、胚根生长阶段的耐盐适宜浓度分别为62.14、31.75 mmol/L 和89.54、44.83 mmol/L。因此，在盐碱地区引种栽培天人菊时，可根据种子萌发和幼苗初始生长阶段对不同盐胁迫的耐受性来制定播种计划，以提高种苗成活率。