鹽脅迫對白菜種子萌發及幼苗生長的影響1

廖建良，溫翠停

前言

近年來，國內有關鹽脅迫對植物種子萌發和幼苗生長的影響的報道很多，已在黃秋葵［1］、油菜［2］、蘿卜［3］、夏枯草［4］植物方面有廣泛的研究.鹽害是危害農業生產的主要因素之一，鹽害會破壞作物的離子平衡，引起離子毒性、高滲和氧化脅迫等，從而影響種子萌發和幼苗生長，導致產量和品質下降［2］.這些研究工作常以單因素處理，以混合鹽堿脅迫處理展開的研究較少，而研究鹽脅迫及混合鹽堿脅迫對白菜［Brassica chinensisL.］種子萌發及幼苗生長的影響很少見報道.本研究探究不同鈉鹽溶液（NaCl、Na2CO3及Na2CO3+Na-Cl）對白菜種子萌發及幼苗生長的影響研究，為白菜在鹽脅迫土地上提高發芽率、出苗率，在抗鹽育種方面提供理論依據.

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗材料

實驗材料為香港矮腳黑葉葵扇白菜種，由蔡興利國際有限公司提供.

1.1.2 實驗藥品

6-芐氨基嘌呤（6-BA）、α-萘乙酸（NAA）、生根粉（ABT）、NaCl（分析純）、Na2CO3（分析純）、碳酸鈣（Ca-CO3）、80%丙酮、乙醇

1.2 實驗方法

1.2.1 不同鈉鹽脅迫對白菜種子萌發及幼苗生長的影響的試驗方法

種子萌發試驗，用培養皿培養，采用紙上發芽法［1，5］.NaCl設計的濃度梯度為：2 mmol·L-1、5 mmol·L-1、10 mmol·L-1、25 mmol·L-1、50 mmol·L-1；Na2CO3設計的濃度梯度為：1 mmol·L-1、2.5 mmol·L-1、5 mmol·L-1、12.5 mmol·L-1、25 mmol·L-1；混合 Na2CO3+NaCl設計的濃度梯度為：（1+2）mmol·L-1、（2.5+5）mmol·L-1、（5+10）mmol·L-1、（12.5+25）mmol·L-1、（25+50）mmol·L-1.在每個培養皿中鋪3層濾紙，選取顆粒大小一致、整齊飽滿的白菜種子播種在濾紙上，每皿播種30粒.每個濃度梯度設置3組重復，每個處理中一次性加入不同濃度的NaCl、Na2CO3、Na2CO3+NaCl溶液20 mL，以蒸餾水作為對照；每天定時向所有培養皿中補充相應處理的溶液.每天觀察種子發芽情況，以胚根突破種皮1mm為標準，當連續3d，無新發芽種子出現，則視為發芽結束.統計種子發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數、鹽害指數；并從各處理中隨機挑選15株幼苗，對下胚軸長度和直徑、根長、整株鮮重進行測定［1，5］.數據均取3次重復的平均值計算.計算公式為：

發芽率（%）GR=發芽終止時正常發芽的種子數/供試種子數×100%

發芽勢=發芽過程中日發芽種子數達到最高峰時的種子數/供試種子數×100%

發芽指數GI=Σ（Gt/Dt），其中Gt為t日內的正常發芽數，Dt為相應的日數

活力指數VI=GI×S（GI為發芽指數，S為平均幼苗長度）

相對鹽害怕=（對照發芽率-處理發芽率）/對照發芽率×100%；

幼苗生長實驗，采用泥土培養法［6］.將用不同濃度的NaCl、Na2CO3及 Na2CO3+NaCl溶液處理后，正常生長的幼苗同一天移植到同一自然光下，待其正常生長后進行處理，每隔3d對幼苗定量噴灑相應的溶液處理，以蒸餾水為對照.15d后測定幼苗葉片葉綠素含量，隨機取樣，取3次重復的平均值.測定葉綠素a和葉綠素b含量，參照廖建良［1，5］等用丙酮提取葉綠素含量的方法.

1.3 數據處理

實驗數據用Microsoft Excel 2013處理，用Duncan's分析不同處理間的差異顯著性，顯著水平P≤0.05，由SPSS17.0軟件進行分析.

2 結果與分析

2.1 不同鈉鹽脅迫對白菜種子萌發的影響

表1為不同濃度NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl脅迫對白菜種子萌發的影響.實驗結果表明：3種處理對白菜種子的發芽率均有高濃度抑制、低濃度促進作用，且隨著鹽溶液濃度的升高發芽率均表現為下降的趨勢.NaCl處理中，NaCl 2 mmol·L-1處理的發芽率最高，為96.12%，是CK（92.96%）的1.03倍，差異顯著；5 mmol·L-1和10 mmol·L-1處理下，發芽率也很高；最小值在50 mmol·L-1處理下，為82.78%，比CK降低了10.95%，差異顯著.Na2CO3處理中，發芽率最大值在1 mmol·L-1處理下，為97.03%，與CK比差異顯著；Na2CO3濃度大于2.5 mmol·L-1，明顯降低了發芽率，與CK比差異顯著；在25 mmol·L-1處理下，發芽率為0，種子失活.Na2CO3+NaCl混合液為（1+2）mmol·L-1處理下，發芽率最高為98.52%，是CK的1.06倍；最小值在（25+50）mmol·L-1處理下，為70.74%，比CK降低了23.90%，差異顯著.隨Na+濃度升高，NaCl脅迫下發芽率最高，下降幅度最小，混合液處理較低，Na2CO3處理最低，下降幅度最大，說明白菜種子對不同鹽的耐受性不同，不同鹽分對白菜種子萌發抑制程度高低順序為：Na2CO3＞Na2CO3+Na-Cl＞NaCl.

在發芽勢方面，NaCl處理下發芽勢在NaCl 2 mmol·L-1下最高，為82.96，與CK比差異顯著；濃度高于5 mmol·L ，顯著降低，分別降低了3.7%、8.78%、22.56%、45.12%.Na2CO3處理下，發芽勢在 1 mmol·L-1處有小幅度升高，是CK的1.01倍，差異不顯著；Na2CO3濃度≥2.5 mmol·L-1發芽勢顯著降低，分別降低了15.48%、35.84%、70.02%、100.00%.Na2CO3+NaCl脅迫下，發芽勢均顯著降低，降低幅度分別為：29.83%、33.35%、28.81%、30.96%、55.41%.相同Na+濃度下Na2CO3處理下的降低幅度最大，NaCl最小.

在發芽指數方面，在3種處理下均表現為下降的趨勢.NaCl處理下發芽指數分別為：13.82、12.79、12.70、11.75、10.07，與CK（12.92）的差值分別為：0.9、-0.13、-0.22、-1.2、-2.85.Na2CO3處理下發芽指數分別為：13.55、11.91、8.81、6.45、0，與 CK的差值分別為：0.63、-1.01、-4.11、-6.47、-12.92.Na2CO3+NaCl處理下發芽指數分別為：12.34、10.80、11.16、8.97、6.23，與CK的差值分別為：-0.58、-2.84、-1.76、-3.95、-6.69.由此可見，隨Na+濃度升高，Na2CO3處理下發芽指數下降最快，Na2CO3+NaCl處理次之，NaCl最小.

在活力指數方面，3種處理對白菜種子的活力指數隨著處理濃度的升高活力指數均表現為逐漸下降的趨勢.隨Na+濃度升高，Na2CO3處理的活力指數最小，下降幅度最大，且在Na2CO3濃度為25 mmol·L-1處理下，種子的活力指數為0；由此可見，Na2CO3處理對種子萌發影響最大.

相對鹽害方面，NaCl濃度≤ 10 mmol·L-1，鹽害指數為負值，表明低濃度下有一定的促進作用；NaCl濃度≥25 mmol·L-1，鹽害指數為正值，對種子萌發有抑制作用，危害程度逐漸增大.Na2CO3+NaCl混合液為（1+2）mmol·L-1及（2.5+5）mmol·L-1處理下，鹽害指數為負值，說明低濃度下促進種子萌發.Na2CO3濃度為1 mmol·L-1，鹽害指數為負值；Na2CO3濃度≥ 2.5 mmol·L-1，鹽害指數為正值，危害程度逐漸增大.Na2CO3濃度為 25 mmol·L-1，Na2CO3脅迫下的鹽害為100.00%；NaCl濃度為50 mmol·L-1，脅迫下的鹽害為10.95%、Na2CO3+NaCl濃度為（25+50）mmol·L-1，脅迫下的鹽害為23.90%，說明Na2CO3脅迫對白菜種子萌發的鹽害作用最明顯，NaCl脅迫的鹽害作用較小.

從 NaCl、Na2CO3及 Na2CO3+NaCl對白菜種子萌發指標的影響和相對鹽害程度的試驗結果，綜合說明，三種處理對白菜種子萌發指標的影響作用為：Na2CO3脅迫對白菜種子萌發的抑制作用最明顯，NaCl脅迫作用最小.

表1 不同濃度NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl脅迫對白菜種子萌發的影響

2.2 不同鈉鹽脅迫對白菜下胚軸長、根長、下胚軸直徑、鮮重的影響

從表2可知，在下胚軸長方面，隨Na+濃度的升高，三種處理下的下胚軸長均呈下降趨勢.NaCl 2 mmol·L-1處理下有最大值，為2.20 cm，為CK的1.09倍，差異不顯著；NaCl濃度高于 25 mmol·L-1，下胚軸長比CK處理的短，且差異顯著.Na2CO31 mmol·L-1處理下有最大值，為2.03 cm，為CK的1.01倍，差異不顯著；Na2CO3大于2.5 mmol·L-1，下胚軸長較對照顯著變短.Na2CO3+NaCl混合液為（1+2）mmol·L-1處理下有最大值，為 2.7 cm，為CK的1.34倍，差異顯著.

在根長方面，3種處理下的根長大體呈現逐漸下降趨勢，且均比CK處理的根長短.Na+濃度在25 mmol·L-1處，NaCl處理的根長為CK的76.33%，Na2CO3處理的根長為CK的11.44%，Na2CO3+NaCl處理的根長為CK的60.90%；Na+濃度為25 mmol·L-1，Na2CO3處理下種子不能萌發，幼苗不能生長，說明高濃度下，Na2CO3脅迫對幼苗的抑制最嚴重.

在下胚軸直徑方面，NaCl濃度為2～50 mmol·L-1，下胚軸直徑分別是CK的1.04倍、1.07倍、1.05倍、1.06倍、1.05倍，均比CK處理的下胚軸直徑大，且達到顯著差異.Na2CO3濃度為 1～5 mmol·L-1，下胚軸直徑分別是CK的1.06倍、1.06倍、1.06倍，差異顯著；在Na2CO3濃度12.5 mmol·L-1，下胚軸直徑是CK的0.89倍，比CK處理的下胚軸直徑小且差異顯著.Na+濃度2～50 mmol·L-1，Na2CO3+NaCl處理下下胚軸直徑是CK的1.03倍、1.04倍、1.08倍、1.31倍、1.00倍，在Na+濃度為25 mmol·L-1達最大值，差異顯著.

在鮮重方面，隨Na+濃度的升高三種處理下的鮮重均先升高后下降.NaCl濃度為 5 mmol·L-1和 10 mmol·L-1，分別為CK的1.30倍和1.31倍，差異顯著；50 mmol·L-1處理為CK的0.74倍，顯著降低.Na2CO3濃度在1 mmol·L-1處達最大值，為 38.33 mg，是CK的1.22倍，差異顯著；12.5 mmol·L-1處為CK的0.52倍，顯著降低；Na2CO3+NaCl混合液為（1+2）mmol·L-1及（2.5+5）mmol·L-1處理下，分別為CK的1.32倍和1.28倍，差異顯著；（25+50）mmol·L-1處理下，鮮重為CK的0.66倍，顯著降低.結果表明，隨處理濃度的升高，25 mmol·L-1Na2CO3+50 mmol·L-1NaCl、12.5 mmol·L-1Na2CO3、50 mmol·L-1NaCl等處理對白菜幼苗生長的抑制作用較大.

從試驗結果可知，三種鹽處理對幼苗的根生長均受到抑制；低濃度對白菜幼苗生長有一定的促進作用，高濃度抑制幼苗的生長；在相同Na+濃度下Na2CO3脅迫對白菜幼苗的抑制程度較大.

表2 不同濃度NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl處理對白菜下胚軸長、根長、下胚軸直徑、整株鮮重的影響

2.3 不同鈉鹽脅迫對白菜幼苗葉片葉綠素含量的影響

從表3可知，白菜幼苗的葉片葉綠素a含量、葉綠素b含量和葉綠素總含量在NaCl脅迫下隨Na+濃度的升高大體呈現下降的趨勢，但均比CK處理的含量低；Na2CO3和Na2CO3+NaCl脅迫下隨Na+濃度的升高呈現下降的趨勢，都比CK處理的含量低.

當NaCl濃度為 2～50 mmol·L-1時，葉綠素a含量分別為CK的84.95%、99.12%、89.38%、69.02%、63.71%；葉綠素b含量分別為CK的79.17%、74.42%、55.82%和55.82%；葉綠色總含量分別為CK的85.26%、98.72%、92.31%、68.59和63.46%.與CK比，三種含量均在NaCl濃度 25 mmol·L-1和50 mmol·L-1處，顯著降低.

當Na2CO3濃度為1～12.5 mmol·L-1時，葉綠素a含量分別為CK的72.57%、57.52%、56.64%、50.44%；葉綠素b含量分別為CK的79.17%、74.42%、67.44%、62.91%；葉綠色總含量分別為CK的74.44%、62.18%、56.41%、51.92%；各濃度的Na2CO3處理下的葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總含量，與CK比均明顯降低.

Na2CO3+NaCl處理下 Na+濃度 2～50 mmol·L-1時，葉綠素a含量分別為CK的61.95%、42.48%、40.71%、32.74%；葉綠素b含量分別為CK的79.17%、59.57%、51.16%、37.21%，；葉綠色總含量分別為CK的61.54%、48.72%、43.59%、33.97%；各濃度的Na2CO3+NaCl脅迫下的葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總含量，與CK比均顯著降低.

由上述實驗數據可得，相同Na+濃度作用下，Na2CO3+NaCl處理下白菜幼苗的葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠色總含量最低，抑制作用最大，NaCl處理的白菜幼苗的葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素總含量最高，抑制作用最小.

表3 不同濃度NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl處理對白菜幼苗葉綠素含量的影響

3 結論與討論

本試驗中，隨Na+濃度升高，三種鹽分對白菜種子萌發的毒害程度越來越大，相對鹽害逐漸升高；不同濃度的 NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl脅迫下，白菜種子的萌發指標，均有在低濃度下高于CK，高濃度下比CK低，說明在不同濃度的NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl脅迫下對白菜種子的萌發有低濃度促進高濃度抑制的作用.Na2CO3濃度為 25 mmol·L-1，Na2CO3脅迫下的鹽害為100.00%；NaCl濃度為 50 mmol·L-1脅迫下的鹽害為10.95%；Na2CO3+NaCl濃度為（25+50）mmol·L-1脅迫下的鹽害為23.90%.實驗結果與張利霞［4］、禹婷［6］等研究結果基本一致；低濃度鹽分能促進種子萌發，這可能與種子成分和生長所需成分有關，也可能是低鹽溶液對種子引發的結果.研究結果與吳紅英等［7］不同，吳紅英認為鹽脅迫對種子萌發有抑制作用，這可能與實驗材料和研究濃度不同有關；

試驗中，三種鹽對白菜幼苗生長，也表現出低濃度促進，高濃度抑制的作用，研究結果與張利霞［4］的研究結果相似；但對根的影響不同，白菜幼苗幼苗的根生長受到抑制，可能與研究材料和研究濃度不同有關；在下胚軸直徑方面，均比CK處理下的粗，這可能與鹽脅迫會造成植物發育遲緩，抑制植物組織和器官的生長和分化，幼苗較矮，胚軸沒有伸長的結果有關.隨處理濃度的升高，25 mmol·L-1Na2CO3+50 mmol·L-1NaCl、12.5 mmol·L-1Na2CO3、50 mmol·L-1NaCl等處理脅迫對白菜幼苗的抑制作用較大.

試驗中還發現，三種處理對白菜種子萌發指標和幼苗生長指標的抑制作用不同，說明白菜種子和同一作物不同器官對不同鹽分的敏感性不同；試驗中三種處理對白菜幼苗生長的抑制結果與對種子萌發的抑制結果基本一致，抑制程度依次為：Na2CO3＞Na2CO3+Na-Cl＞NaCl.種子能夠順利萌發成幼苗，是植物在逆境環境下順利生長的首要前提，而種子萌發階段是最脆弱的時期；幼苗對鹽分脅迫較為敏感，高鹽分對幼苗的毒害作用較嚴重，鹽毒害抑制幼苗根的生長、阻礙了幼苗的光合作用.

本試驗結論：在NaCl、Na2CO3及Na2CO3+NaCl脅迫下，均有高濃度抑制白菜種子的萌發和幼苗的生長；隨著Na+濃度升高，相對鹽害逐漸增大，葉綠素含量降低；3種處理對白菜種子萌發指標（發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數）和幼苗生長指標（除根長外）均有低濃度促進，高濃度抑制作用；隨Na濃度的升高，抑制程度高低順序為：NaCl＜Na2CO3+NaCl＜Na2CO3.

參考文獻：

［1］廖建良.植物生長調節劑及土壤基質對黃秋葵種子萌發與幼苗生長的影響［J］.惠州學院學報：自然科學版，2016，36（6）：35-39.

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［3］陳火英，張建華，陳云鵬，等.NaCl脅迫對不同品種蘿卜種子發芽特性的影響［J］.江西科學，1999，17（2）：97-99.

［4］張利霞，常青山，侯小改，等.不同鈉鹽脅迫對夏枯草種子萌發特性的影響［J］.草業學報，2015，24（3）：177-186.

［5］廖建良.CCFL補光對四季豆栽培影響研究［J］.惠州學院學報：自然科學版，2014，34（4）：40-45.

［6］禹婷．鹽脅迫對6種禾本科牧草種子萌發及幼苗生長的影響［J］．種子，2014，33（6）：89-90．

［7］吳紅英.鹽脅迫對玉米種子萌發和幼苗生長的影響［J］.干旱區資源與環境，2000，14（4）：76-80.