不同类型盐碱胁迫对棉花种子萌发的影响董志多

摘 要：【目的】研究不同类型盐碱胁迫对棉花种子萌发的影响并计算耐盐阈值。

【方法】采用培养皿法，模拟设置4种类型盐碱胁迫和7个浓度处理，以新陆中84号、塔河2号、新陆中40号和酒棉18号棉花种子为研究对象，分析盐碱胁迫下棉花种子的发芽势、发芽率、发芽指数、种子活力指数、萌发后幼苗鲜重和干重变化，计算耐盐阈值和隶属函数值，并综合评价。

【结果】（1）在4种盐碱胁迫下，棉花种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、萌发后幼苗的鲜重和干重均呈显著下降趋势。盐碱浓度与各项指标均呈极显著负相关，其中与发芽率的相关性超过-0.90。（2）在4种盐碱胁迫条件下棉花萌发期的耐盐阈值存在差异，S1胁迫下耐盐阈值为90.70～121.73 mmol/L；S2胁迫下耐盐阈值为82.68～128.30 mmol/L；S3胁迫下耐盐阈值为51.97～84.62 mmol/L。S4胁迫下耐盐阈值为73.49～98.21 mmol/L。（3）棉花种子耐盐性由强至弱的顺序在S1胁迫下为新陆中84号＞新陆中40号＞塔河2号＞酒棉18号，在S2胁迫下为新陆中84号＞塔河2号＞新陆中40号＞酒棉18号，在S3胁迫下为塔河2号＞新陆中40号＞新陆中84号＞酒棉18号，S4胁迫下各品种棉花种子耐盐强弱顺序与S2胁迫一致。

【结论】4种盐碱胁迫下均降低了棉花种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数，随着浓度升高，幼苗的鲜重和干重均呈下降趋势。碱性盐对棉花种子萌发影响明显大于中性盐。

关键词：棉花；盐胁迫；种子萌发；耐盐性；发芽率

中图分类号：S562 ""文献标志码：A ""文章编号：1001-4330（2024）08-1831-14

收稿日期（Received）：2024-02-01

基金项目：新疆维吾尔自治区重大专项（2022A02007-1）

作者简介：董志多（1997-），女，新疆塔城人，硕士研究生，研究方向为盐碱土改良与利用，（E-mail）dzd1281228561@163.com

通讯作者：祁通（1982-），男，新疆人，研究员，研究方向为盐碱土改良与利用，（E-mail）tong1982nn@163.com

0 引 言

【研究意义】土壤盐渍化是影响农作物产量的主要非生物胁迫因子之一，尤其在干旱地区影响更为显著［1，2］。新疆盐渍化土壤分布广、种类多样、积盐重，也是我国盐渍化土壤面积最大的区域，约占全国的22%［3，4］。新疆盐渍化耕地约占耕地总面积的37.7%［3］，棉花是新疆重要的经济作物，种植面积占全国的80%以上［5-6］。棉花自播种至成苗阶段对盐分极为敏感，此时也是土壤返盐最严重的时期，大量盐分可使棉花出苗保苗率下降，进而造成减产。因此研究评价棉花品种萌发期耐盐性，对筛选和培育耐盐碱作物品种、提升新疆盐碱地棉花种植管理水平均具有重要意义［7-8］。【前人研究进展】盐碱土的主要特征是土壤溶液中Na+、Mg2+、Ca2+、CO2-3、HCO-3、Cl-和SO2-4浓度较高，尤其是Na+和Cl-的含量［9］。其中，NaCl是盐碱土中最丰富的盐之一［9-10］。目前，关于盐胁迫的研究主要侧重于土壤中NaCl的负面影响［11-12］。白灯莎·买买提艾力等［13］采用不同浓度NaCl模拟盐胁迫对新疆不同年代27个品种棉花种子进行萌发试验，证实随着盐浓度的增加，发芽势、发芽率和发芽指数均呈降低趋势，盐害率呈增加趋势。杨淑萍等［14］以新疆30个主要棉花品种为材料，利用70 mmol/L的NaCl模拟盐胁迫对各种子萌芽期的耐盐性进行了评价。李寒暝等［15］研究NaCl模拟胁迫下棉花品种萌发期耐盐性，通过测定发芽势和发芽率，并利用隶属函数分析，对7个品种棉花的萌发期耐盐性进行排序。赵康等［16］在150 mmol/L的NaCl处理下对新疆海岛棉42个品种进行萌发期耐盐性，采用主成分和隶属函数相结合的方法，将海岛棉聚为4类。李双男［17］在不同浓度的NaCl、Na2SO4和Na2CO3+NaHCO3盐胁迫下，对6个新疆棉区常用的棉花品种萌发期进行耐盐性评价。【本研究切入点】棉花种子萌发是盐碱地棉花生产的关键［7］，也是衡量棉花耐盐性的重要时期。前人对NaCl胁迫下棉花耐盐性作了相关研究，但植物的自然生境往往是盐碱相伴而生。混合盐胁迫对植物造成的危害远大于单盐［7］，因此仅使用NaCl模拟胁迫进行耐盐筛选与鉴定具有一定的局限性。不同类型盐碱胁迫对棉花的影响存在差异，不同棉花品种的种子萌发对盐碱胁迫的响应也各不相同，因此需要评价不同棉花品种在萌发期对不同盐碱胁迫的耐盐性。【拟解决的关键问题】利用2种中性盐（NaCl、Na2SO4）和2种碱性盐（NaHCO3、Na2CO3）进行混合模拟4种类型盐碱胁迫，并设置7个浓度梯度，研究4个棉花品种萌发期的耐盐性，分析不同盐分下棉花种子的萌发特性，为新疆棉花耐盐品种的筛选和盐碱地引种提供提论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

供试棉花品种4个均为商品种。所用钠盐为分析纯NaCl、Na2SO4、Na2CO3和NaHCO3（天津市鑫铂特化工有限公司提供）。选取颗粒饱满、大小一致的供试棉花种子作为材料。表1

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

根据土壤盐分的组成及土壤盐度和pH值的变化进行人工模拟混合盐碱胁迫试验［2，19］。当土壤介质的电导率（EC）高于4 dS/m （相当于40 mmol/L NaCl）达到土壤盐碱化，并参照前人棉花种子萌发期所设浓度范围［20］。将中性盐（NaCl、Na2SO4）和碱性盐（NaHCO3、Na2CO3）按照不同比例混合［18，20-21］，依次记为S1、S2、S3和S4处理，其混合盐碱处理液总浓度均设为40、60、80、100、120、140和160 mmol/L，共计28种盐胁迫处理，以蒸馏水处理为对照（CK），每个处理3次重复。

在直径为90 mm的培养皿中铺2层滤纸作为发芽床，分别加入5 mL各处理溶液，每皿均匀排放棉花种子20粒，每个品种每个处理3次重复。置于密闭型人工气候室中进行培养，温度25 ℃，光照12 h/黑暗12 h，光照强度284 μmol/（m2·s），湿度50%。试验期间每2 d更换1次处理液及滤纸。表2

1.2.2 测定指标

每天记录萌发状况，以种子连续2 d不再萌发作为结束［22-23］。种子发芽以胚芽突破种皮且超过种子本身长度的1/2作为标准，以每处理3个重复中有一粒种子萌发即为该处理的初始萌发时间（Germination initiation time，GIT），以第6 d的发芽种子数计算发芽势（Germination energy，GE），发芽率（Germination rate，GR），发芽指数（Germination index，GI），平均发芽时间（Average germination time，AGT）［24］。在第12 d使用数码相机（佳能EOS 90D，日本东京）拍摄照片。并从各处理样品中选取长势一致的棉花幼苗，轻轻的剥去包裹幼苗的种皮，用万分之一天平称其鲜重（Fresh weight，FW）。装入信封袋中置入烘箱105℃杀青30 min，80 ℃烘干至恒重，并称其干重（Dry weight，DW），计算活力指数（Vigor index，VI）［25-26］。

发芽势（GE，%）=6 d发芽种子总数/供试种子总数×100；

发芽率（GR，%）=12 d发芽种子总数/供试种子总数×100；

发芽指数（GI，%）=∑（Gt/Dt）.

式中，Gt为第t的发芽率，Dt为统计萌发的第t d。

平均发芽时间（d）=∑（ti×ni）/∑ni.

式中，ti为试验启始的时间，ni为每天发芽的种子数。

活力指数（VI）=S×GI.

式中，S为单株鲜重。

1.3 数据处理

使用Excel 2010整理数据，运用SPSS 26.0分析数据。利用Origin2018进行线性拟合，Logistic计算耐盐阈值和绘图。耐盐阈值为对照发芽率50%时相对应的盐碱浓度［27］。用R语言进行pheatmap包s绘制聚类热图。试验结果均由平均值±标准差（means±standard）表示，3次生物学重复。采用模糊数学隶属函数法对供试材料耐盐性进行综合评价，以发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、萌发后幼苗的鲜重和干重作为评价指标，计算各材料各指标的耐盐系数（耐盐系数=7个盐碱浓度下指标测定均值/对照均值×100%）［28］，以耐盐系数为基础计算其隶属值［U（Xi）］，权重系数Wi和综合评价（D）值［29］。

U（Xi）=（Xi - Xmin）/（ Xmax - Xmin）.

式中，Xi为某材料某指标的耐盐系数值，Xmin和Xmax为4个材料中某耐盐系数最小值和最大值。

Wi=Vi/Σmi=1Vi.

式中，Wi表示第i个指标的权重，Vi表示第i个综合指标的贡献率。

D=Σni=1［U（Xi）·Wi］.

式中，D为综合评价值，D值越大，则该材料耐盐性越强；D值越小，则该材料耐盐性越弱。

2 结果与分析

2.1 盐碱胁迫对棉花种子表观的影响

研究表明，4种盐碱胁迫下，各棉花品种种子的生长明显受到抑制，种子萌发个数降低，生长速度减缓。随着盐碱浓度的增加，抑制效应逐渐加强。4种盐碱胁迫中，S3处理对棉花种子生长状态的影响最明显，萌发个数降低，生长速度减缓，且胚根发黑腐烂。酒棉18号种子受到4种盐碱胁迫的盐害现象最为严重。图1

2.2 盐碱胁迫对棉花种子萌发动态和发芽时间的影响

研究表明，在盐浓度为0 mmol/L时，各品种棉花种子的动态较一致，萌发高峰期出现在第5～第6 d。4种盐碱胁迫对棉花种子萌发进程的影响表现为推迟初始萌发时间和萌降低棉花种子萌发个数。随着盐碱浓度的增加，该种影响程度逐渐增强。在4种盐碱胁迫中，S3处理对棉花种子萌发抑制影响最为明显。图2

各品种棉花的初始萌发时间一致，均为第3 d。在S1处理下，新陆中84号、新陆中40号和酒棉18号在浓度小于80 mmol/L时初始萌发时间与对照相同，塔河2号在浓度小于60 mmol/L时初始萌发时间与对照相同，随着盐碱浓度的增加，各品种初始萌发时间不断推迟，当浓度高达160 mmol/L时，新陆中84号和塔河2号的初始萌发时间分别推迟了4和3 d，而新陆中40号和酒棉

18号始终萌发，失去了发芽能力。S2处理下，新陆中84号和酒棉18号在浓度小于80 mmol/L时初始萌发时间与对照相同，塔河2号在浓度小于120 mmol/L时初始萌发时间与对照相同，新陆中40号在浓度小于100 mmol/L时初始萌发时间与对照相同，随着盐碱浓度的增加，各品种初始萌发时间不断推迟，当浓度高达160 mmol/L时，塔河2号和新陆中40号的初始萌发时间分别推迟了7和8 d，而新陆中84号和酒棉18号始终萌发，失去了发芽能力。S3处理下，新陆中84号、塔河2号和新陆中40号在浓度小于80 mmol/L时初始萌发时间与对照相同，而酒棉18号在40 mmol/L时初始萌发时间推迟了2 d，当浓度为120 mmol/L时，仅新陆中40号萌发，初始萌发时间推迟了4 d，其余品种均未萌发。S4处理下，新陆中84号和塔河2号在浓度小于60 mmol/L时初始萌发时间与对照相同，而新陆中40号和酒棉18号仅在40 mmol/L时初始萌发时间与对照相同，当浓度为140 mmol/L时，仅新陆中84号萌发，初始萌发时间推迟了6 d，其余品种均未萌发。表3

4种盐碱胁迫下，随着盐碱浓度的增加，各品种棉花种子的平均萌发时间呈先增加后降低的趋势。S1处理下，新陆中84号、塔河2号、新陆中40号和酒棉18号分别在盐浓度为80、60、60和40 mmol/L时达到最大值，S2处理下，新陆中84号、塔河2号、新陆中40号和酒棉18号分别在盐浓度为80、40、40和40 mmol/L时达到最大值，S3处理下，新陆中84号、塔河2号、新陆中40号和酒棉18号分别在盐浓度为60、40、60和40 mmol/L时达到最大值，S4处理下，新陆中84号、塔河2号、新陆中40号和酒棉18号分别在盐浓度为60、60、60和40 mmol/L时达到最大值。表3

2.3 盐碱胁迫对棉花种子发芽势和发芽率影响

研究表明，S1处理下，新陆中84号和新陆中40号的发芽率表现趋势相似，在浓度小于60 mmol/L时发芽率均无明显下降（P＞0.05），浓度大于60 mmol/L时发芽率显著降低（P＜0.05）；塔河2号和酒棉18号的发芽率表现趋势相似，仅在浓度为40 mmol/L时发芽率无明显下降（P＞0.05）。S2处理下，新陆中84号在浓度小于80 mmol/L时发芽率无明显下降（P＞0.05），浓度大于80 mmol/L时发芽率显著降低（P＜0.05）；塔河2号和酒棉18号表现趋势相似，仅在浓度为40 mmol/L时发芽率无明显下降（P＞0.05）；而新陆中40号在浓度为40 mmol/L时发芽率显著下降（P＜0.05）。S3处理下，仅塔河2号在浓度为40 mmol/L时发芽率无明显下降（P＞0.05）；其余品种的发芽率均显著下降（P＜0.05）。S4处理下，新陆中84号、塔河2号和新陆中40号的发芽率表现趋势相似，在浓度小于60 mmol/L时发芽率无明显下降（P＞0.05），浓度大于60 mmol/L时发芽率显著降低（P＜0.05）；而酒棉18号仅在浓度为40 mmol/L时发芽率无明显下降（P＞0.05）。

S1、S3和S4处理下，各品种棉花种子的发芽势随着盐碱浓度的升高呈显著下降趋势（P＜0.05），其中，在160 mmol/L浓度的S3和S4处理下，各品种棉花种子的发芽势均为0，S1（160 mmol/L） 处理下塔河2号发芽势为1.67%，其余各品种发芽势均为0。而S2处理下，仅塔河2号在40 mmol/L浓度发芽率与对照相比无明显下降（P＞0.05），其余各品种均与对照存在显著差异（P＜0.05），当浓度高达160 mmol/L，各品种棉花种子的发芽势均为0。图3

2.4 盐碱胁迫对棉花幼苗的鲜重和干重的影响

研究表明，4种盐碱胁迫下，各品种棉花种子的鲜重和干重总体上随着盐碱浓度的增加呈下降趋势，除了S2处理下，塔河2号在40 mmol/L盐浓度时幼苗的鲜重和干重较CK（0 mmol/L）显著增加。S1处理下，新陆中84号在80 mmol/L盐浓度时幼苗的鲜重与对照差异显著，塔河2号和酒棉18号在60 mmol/L盐浓度时幼苗的鲜重与对照差异显著，而新陆中40号在40 mmol/L盐浓度时幼苗的鲜重与对照差异显著。S2处理下，新陆中84号在60 mmol/L盐浓度时幼苗的鲜重与对照差异显著，塔河2号在80 mmol/L盐浓度时幼苗的鲜重与对照差异显著，而新陆中40号和酒棉18号在40 mmol/L盐浓度时幼苗的鲜重与对照差异显著。S3处理下，各品种均在40 mmol/L盐浓度时幼苗的鲜重与对照差异显著。S4处理下，新陆中84号、新陆中40号和酒棉18号在40 mmol/L盐浓度时幼苗的鲜重与对照差异显著，塔河2号在60 mmol/L盐浓度时幼苗的鲜重与对照差异显著。

S1处理下，新陆中84号和酒棉18号在40 mmol/L盐浓度时幼苗的干重与对照差异显著，塔河2号和新陆中40号在80 mmol/L盐浓度时幼苗的干重与对照差异显著。S2处理下，新陆中84号和塔河2号在60 mmol/L盐浓度时幼苗的干重与对照差异显著，而新陆中40号和酒棉18号在40 mmol/L盐浓度时幼苗的干重与对照差异显著。S3处理下，各品种均在40 mmol/L盐浓度时幼苗的干重与对照差异显著。S4处理下，新陆中84号、新陆中40号和酒棉18号在40 mmol/L盐浓度时幼苗的干重与对照差异显著，塔河2号在60 mmol/L盐浓度时幼苗的干重与对照差异显著。表4

2.5 盐碱胁迫对棉花种子发芽指数和活力指数的影响

研究表明，在盐碱胁迫160 mmol/L时，S1处理下，新陆中84号、塔河2号、新陆中40号和酒棉18号的发芽指数分别为4.25%、1.82%、0和0，活力指数分别为0、0.22、0和0；S2处理下，新陆中84号、塔河2号、新陆中40号和酒棉18号的发芽指数分别为0、1.04%、0.43%和0，活力指数均为0。而S3和S4处理下，当盐碱浓度达到140 mmol/L时各品种棉花种子的发芽指数和活力指数均下降至0。图4，图5

2.6 盐碱胁迫下棉花种子的耐盐阈值及耐盐性综合评价

研究表明，在4种盐碱胁迫下，浓度与各项指标均呈极显著负相关（P＜0.01），尤其是与发芽率的相关性超过了-0.90。S1处理下，4个品种棉花种子的耐盐阈值范围为90.70～121.73 mmol/L，由大至小的顺序为新陆中84号＞新陆中40号＞酒棉18号＞塔河2号。S2处理下，耐盐阈值范围为82.68～128.30 mmol/L，耐盐阈值由大至小的顺序为新陆中84号＞酒棉18号＞塔河2号＞新陆中40号。S3处理下，耐盐阈值范围为51.97～84.62 mmol/L，耐盐阈值由大至小的顺序为新陆中84号＞新陆中40号＞塔河2号＞酒棉18号。S4处理下，耐盐阈值范围为73.49～98.21 mmol/L，耐盐阈值由大至小的顺序为新陆中84号＞新陆中40号＞塔河2号＞酒棉18号。表5，表6

研究表明，发芽势（X1）、发芽率（X2）、发芽指数（X3）、活力指数（X4）、萌发后的鲜重（X5）和干重（X6）能够聚成两类（a类和b类），但该2类的组成成分因盐碱类型而异。4种盐碱胁迫下，各品种棉花的耐盐强弱存在差异。S1处理下，4个品种棉花种子的耐盐由强至弱的顺序为新陆中84号＞新陆中40号＞塔河2号＞酒棉18号；S2处理下，4个品种棉花种子的耐盐由强至弱的顺序为新陆中84号＞塔河2号＞新陆中40号＞酒棉18号；S3处理下，4个品种棉花种子的耐盐由强至弱的顺序为塔河2号＞新陆中40号＞新陆中84号＞酒棉18号；S4处理下，4个品种棉花种子的耐盐由强至弱的顺序与S2处理下一致。图6，表7

3 讨 论

3.1

棉花萌发期和苗期对盐害最为敏感［16，19］，在萌发阶段，采用NaCl为盐胁迫条件，通常使用发芽势、发芽率和发芽指数和活力指数等指标来评价棉花对盐胁迫的耐受性。试验研究以NaCl、Na2SO4、NaHCO3和Na2CO3为材料，混合模拟了4种盐碱环境，分析了棉花种子的初始萌发时间、平均萌发时间、发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数，以及萌发后幼苗的鲜重和干重等指标，结果表明不同类型盐碱胁迫对棉花种子萌发具有明显抑制作用，与前人研究结果相似［13-15，17］，但也有一些不同，如碱性盐对棉花种子的萌发的影响明显大于中性盐，棉花种子平均萌发时间随着盐浓度的上升呈先增加后降低的趋势，与陈莹［30］的研究结果一致。

3.2

4种盐碱胁迫下，各品种棉花种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、以及萌发后早期幼苗的鲜重和干重均呈下降趋势。试验所设最高浓度（160 mmol/L）下，S1和S2处理仅有少数棉花种子仍能萌发，其发芽率均小于25%；而S3和S4处理下，各品种棉花种子的发芽率均为0；各品种棉花种子活力指数也均为0（塔河2号在S1处理下活力指数为0.22，近似为0），试验结果表明，在高浓度的盐碱胁迫条件下，可能种子因离子毒害和渗透压失衡，导致水分吸收和利用受阻，细胞内代谢活动可能受到干扰，从而显著降低了种子的发芽能力，甚至死亡［31］。在相同盐碱浓度下，S3处理引发的胚根发黑腐烂现象明显多于其他胁迫类型，其次是S4处理，碱性盐（S3和S4处理）由于渗透胁迫、离子毒害和高pH值的综合作用，对棉花种子的萌发和幼苗生长造成的伤害较中性盐（S1和S2处理）更为严重。该结果与苜蓿［20］、早熟禾［29］、藜麦［32］等植物的研究结果相符。另外，也有研究指出低盐能够促进部分棉花品种种子萌发和生长［15］。试验研究中，S2处理下低浓度（40 mmol/L）对塔河2号种子的萌发后早期幼苗鲜重和干重产生了促进作用，塔河2号对处理S2胁迫存在一定的耐盐性，而其他品种在相同浓度下则表现为鲜重和干重的降低，这与棉花本身的耐盐能力相关。

3.3

研究采用了耐盐阈值和隶属函数综合评价2种方法。耐盐阈值是评估藜科［28］，牧草［33］、稗草［24］和棉花［27］等植物在萌发期的耐盐性的重要参数［20］。研究中各品种在NaCl（处理S1）胁迫下耐盐阈值范围为90.70～121.73 mmol/L，与杨淑萍等［14］的研究结果近似，耐盐性主要由遗传基因决定，但不同盐碱环境中的盐分含量差异较大，因此在不同环境中筛选适宜的种子材料来适应盐碱环境更有利于发挥其高产潜力［22］。目前，隶属函数分析法已被广泛应用于多种植物的品种筛选和抗逆性研究，包括棉花［15，17］、牧草［31，33］、大豆［7］、苜蓿［20］和甜瓜［22］等。研究通过绘制聚类热图发现4种盐碱胁迫下各指标间存在一定关系，而这种关系因盐碱类型而异，因此参照李娟霞等［29］的隶属函数综合评价方法分析了4种盐碱胁迫下各品种棉花种子的耐盐性强弱。然而，耐盐阈值和隶属函数综合评价的结果存在一定差异。因此，为了更全面准确地评估棉花对盐碱环境的适应性，建议采用多指标综合评价方法［15，16］。研究采用了室内滤纸萌发试验，其与大田土壤环境存在差异，因此结果具有一定的局限性。

4 结 论

棉花种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、萌发后幼苗的鲜重和干重在4种类型盐碱胁迫下受到不同程度的抑制，各项指标与盐碱浓度呈极显著负相关，尤其是发芽率受到最为显著的负面影响。在各胁迫条件下，不同品种的发芽率表现不一：S1（NaCl）处理下，160 mmol/L时，新陆中40号和酒棉18号的发芽率为0；S2（Na2SO4）处理下，160 mmol/L时，新陆中84号和酒棉18号的发芽率为0；S3（NaHCO3）处理下，120 mmol/L时，新陆中84号、塔河2号和酒棉18号的发芽率为0，而新陆中40号的发芽率为5%；S4（Na2CO3）处理下，140 mmol/L时，塔河2号、新陆中40号和酒棉18号的发芽率为0，而新陆中84号的发芽率为3.33%。4个品种的棉花种子表现出不同的耐盐能力。S1（NaCl）处理下，耐盐性由强至弱的顺序是新陆中84号、新陆中40号、塔河2号、酒棉18号；S2（Na2SO4）处理下，顺序变为新陆中84号、塔河2号、新陆中40号、酒棉18号；S3（NaHCO3）处理下，耐盐性最强的是塔河2号，其次是新陆中40号、新陆中84号，最弱的是酒棉18号；而S4（Na2CO3）处理下，耐盐顺序与S2（Na2SO4）处理下的一致，为新陆中84号、塔河2号、新陆中40号和酒棉18号。碱性盐对棉花种子的影响强于中性盐，酒棉18号在4种盐碱胁迫下表现出相对较差的耐盐性。

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Effects of different types of salt and alkali stress

on cotton seed germination

DONG Zhiduo1，2， XU Fei1，3，FU Qiuping2， HUANG Jian1， QI Tong1， MENG Ajing1，

FU Yanbo1，3， Kaisaier Kuerban2

（1. Key Laboratory of Saline-alkali Soil Improvement and Utilization （Saline-Alkali Land in Arid and Semi-Arid Regions）， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， P. R. China，Urumqi 830091， China; 2.College of Water Conservancy and Civil Engineering， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China;3.Baicheng Agricultural Experimental Station of Xinjiang Academy of Agricultural Sciences / National Soil Quality Aksu Observation Experimental Station， Aksu Xinjiang 843000， China）

Abstract：【Objective】 This study aims to investigate the influence and threshold of different types of saline-alkali stress on the germination of cotton seeds.

【Methods】 Four types of saline-alkali stress and seven concentration levels were simulated by Petri dish method. Cotton seeds of Xinluzhong 84 ， Tahe 2 ， Xinluzhong 40" and Jiumian 18" were used as research objects. The germination potential， germination rate， germination index， seed vigor index， fresh weight and dry weight of seedlings after germination were analyzed， salt tolerance threshold and membership function values were calculated， and comprehensive evaluation was carried out.

【Results】 （1） The germination potential， germination rate， germination index， vitality index， fresh weight and dry weight of cotton seed after germination showed a significant downward trend under the four types of saline-alkali stress. There was a significant negative correlation between saline-alkali concentration and all indexes， and the correlation between saline-alkali concentration and germination rate was more than -0.90. （2） The salt tolerance thresholds of cotton at germination stage were different under the four types of saline-alkali stress conditions. The salt tolerance thresholds under S1 stress ranged from 90.70 to 121.73 mmol/L. The salt tolerance threshold under S2 stress ranged from 82.68 to 128.30 mmol/L. The salt tolerance threshold under S3 stress ranged from 51.97 to 84.62 mmol/L. The salt tolerance threshold under S4 stress ranged from 73.49 to 98.21 mmol/L. （3） The salt tolerance of cotton seeds under four kinds of saline-alkali stress was analyzed by membership function and its order was Xinluzhong 84 gt; Xinluzhong 40 gt; Tahe 2 gt; Jiumian 18 under S1 stress， Xinluzhong 84 gt; Tahe 2 gt; Xinluzhong 40 gt; Jiumian 18 under S2 stress， and Tahe 2 gt; Xinluzhong 40 gt; Xinluzhong 84 gt; Jiumian 18 under S3 stress. It was found that the order of salt tolerance of cotton seeds under S4 stress was consistent with that under S2 stress.

【Conclusion】 The germination potential， germination rate， germination index and vigor index of cotton seeds are decreased under the four types of saline-alkali stress， and the fresh and dry weight of seedlings shows a downward trend with the increase of the concentration. The effect of alkaline salt on the germination of cotton seed is obviously greater than that of neutral salt.

Key words：cotton; salt stress; seed germination; salt tolerance; germination rate

Fund projects：The Major Scientific R amp; D Program Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region （2022A02007-1）

Correspondence author：QI Tong（1982-），male，from Xinjiang research fellow，research direction：improvement and utilization of saline-alkali soil， （E-mail）tong1982nn@163.com