摘要 為探究不同鹽脅迫下決明種子萌發(fā)及幼苗生長情況，以決明種子為試材，采用不同濃度的NaCl、Na2CO3、Na2SO4溶液以及NaCl和Na2CO3的混合液，Na2SO4和Na2CO3的混合液對種子進行鹽脅迫處理，并測定種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)以及幼苗根長和苗高等指標。結(jié)果表明，隨著NaCl濃度的增加，決明種子各萌發(fā)指標及幼苗的生長逐漸呈下降趨勢，決明種子可以適應(yīng)低濃度鹽分環(huán)境，但適應(yīng)能力隨脅迫水平的增加而降低；隨著Na2CO3、Na2SO4溶液以及NaCl和Na2CO3的混合液，Na2SO4和Na2CO3的混合液濃度的增加，種子各萌發(fā)指標及幼苗苗高呈現(xiàn)先增加后下降趨勢，根系生長呈下降趨勢，低濃度鹽溶液對決明種子的萌發(fā)有一定的促進作用。決明種子對Na+、高pH和Cl-脅迫較為敏感，不同鹽分類型對決明種子的脅迫強度順序為NaCl+Na2CO3gt;Na2CO3gt;NaClgt;Na2SO4gt;Na2SO4+Na2CO3。

關(guān)鍵詞 決明；鹽脅迫；種子萌發(fā)；幼苗生長

中圖分類號 S567.21+9 文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2023）23-24-0030-07

Effects of different salts stress on seed germination and seeding growth of Cassia obtusifolia

WU Yifeng " "HU Yiman " "YAN Cuixiang* " "CHEN Jike

（Jiyang College of Zhejiang Aamp;F University， Zhuji 311800， China）

Abstract To explore the seed germination and seedling growth under different salt stress， the experiment was conducted to explore the germination rate， germination power， germination index， vigor index of Cassia obtusifolia seeds treated with different concentration solution of NaCl， Na2CO3， Na2SO4， mixed salt of NaCl and Na2CO3， mixed salt of Na2SO4 and Na2CO3. The results showed that the indexes of Cassia obtusifolia seeds all decreased with the increasing of salt of NaCl. Cassia obtusifolia could adapt to the low level of NaCl salt， and the adaptation capability decreased with the increasing level of stress. The indexes of Cassia obtusifolia seeds first increased and then decreased， the growth of root decreased with the increasing of salt of Na2CO3， Na2SO4， mixed salt of NaCl and Na2CO3， mixed salt of Na2SO4 and Na2CO3. The low level of salts promoted seeds germination. Cassia obtusifolia seeds germination were sensitive to Na+， the high pH value and Cl-. The sequence of salt stress was NaCl+Na2CO3gt;Na2CO3gt;NaClgt;Na2SO4gt;Na2SO4+Na2CO3.

Keywords Cassia obtusifolia; salt stress; seed germination; seeding growth

土壤鹽堿化威脅植物的生長、光合作用和水分利用，限制植物的生物量和產(chǎn)量增加，從而降低農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)力[1]。種子萌發(fā)期是植物整個生活史中對鹽分最為敏感的時期，鹽分抑制種子對水分的吸收，從而阻礙其萌發(fā)，甚至產(chǎn)生離子毒害[2]，鹽堿地作物種子的萌發(fā)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一大難題[3]。對于作物而言，種子萌發(fā)和幼苗建成階段是對逆境條件最為敏感的時期，可通過種子萌發(fā)及幼苗生長指標對逆境脅迫進行評價[4]。有不少灌溉土地面臨不同程度的鹽堿化，耕地中的鹽分主要由于Na+和Cl-累積[5-6]，其中部分鹽堿地仍具有較大的農(nóng)業(yè)利用潛力[7]。干旱區(qū)域土壤鹽漬化程度有加劇的趨勢。干旱會使土壤底層或地下水的鹽分隨毛管水上升到地表，當水分蒸發(fā)后，鹽分就積累在表層土壤中；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不合理的灌溉（如大水漫灌和只灌溉不排水）會造成大面積的次生鹽堿化耕地；不合理施用化肥也會導(dǎo)致土壤板結(jié)和鹽堿化。近年來，鹽堿化土地面積的增加，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成較大損失，因此，鹽漬化土壤的開發(fā)利用受到了高度重視，除了種植普通改良土壤的植物品種外，也可考慮直接種植耐鹽經(jīng)濟作物，如大豆、高粱和牡丹等[6，8-9]，既可改良土壤，又可獲得較好的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。

決明子（Cassia obtusifolia Linn.），又名草決明，是豆科決明屬一年生亞灌木狀草本植物，各地均有栽培，其在藥用和保健方面具有廣泛的開發(fā)利用前景[10]。目前，關(guān)于決明屬鹽害的研究基本集中于NaCl，有關(guān)Na2CO3、Na2SO4溶液以及NaCl和Na2CO3的混合液、Na2SO4和Na2CO3的混合液的研究報道較少。本試驗采用不同濃度的NaCl、Na2CO3、Na2SO4溶液以及NaCl和Na2CO3的混合液，Na2SO4和Na2CO3的混合液對決明種子進行鹽脅迫處理，探究不同鹽脅迫下決明種子萌發(fā)及幼苗生長的情況，為進一步研究決明屬植物對鹽堿脅迫的適應(yīng)性和培育耐鹽品種，以及人工干預(yù)下擴大決明等藥材在鹽堿地的生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試種子由浙江農(nóng)林大學暨陽學院植物學實驗室提供，經(jīng)鑒定為豆科植物決明的干燥成熟種子。

1.2 試驗方法

1.2.1 脅迫處理 "5月選擇顆粒飽滿、無病蟲害且大小均一的決明種子，用70%乙醇溶液消毒3 min，超純水清洗干凈備用，分別用NaCl、Na2CO3、Na2SO4單鹽溶液，NaCl和Na2CO3的混合鹽溶液，Na2SO4和Na2CO3的混合鹽溶液處理決明種子，每種鹽溶液設(shè)9個濃度梯度（表1）。消毒處理的種子放入鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)（培養(yǎng)皿經(jīng)過干熱滅菌），每皿50粒種子，每粒種子擺放位置間隔均勻，滴加不同濃度的鹽溶液作為種子萌發(fā)環(huán)境，每個處理設(shè)置4個重復(fù)，以超純水處理組作為對照。培養(yǎng)皿封口后置于25 ℃恒溫光照培養(yǎng)箱中進行發(fā)芽試驗，每天光照10 h，光照強度為2 500 lx，黑暗處理14 h。

1.2.2 指標測定 "每天觀察并記錄發(fā)芽數(shù)，以有種子萌發(fā)為初始萌發(fā)時間，以種子連續(xù)3 d不再萌發(fā)時為止，結(jié)束脅迫試驗。最后計算各處理的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、相對發(fā)芽率和相對鹽害率，種子活力指數(shù)和相對鹽害率計算公式如下：

活力指數(shù) = S × GI；

相對鹽害率（%） = （對照發(fā)芽率－處理發(fā)芽率）/對照發(fā)芽率×100。

式中，S為平均幼苗長度，單位cm；GI為發(fā)芽指數(shù)。發(fā)芽結(jié)束后，每個重復(fù)隨機選取10株幼苗分別測定根長和苗高。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件中的One-way ANOVA進行方差分析，應(yīng)用Duncan對平均值進行多重比較，采用Excel 2007進行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)芽率

隨著鹽溶液濃度的增加決明種子的發(fā)芽率呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢（表2—3）。當NaCl濃度為30 mmol/L時種子發(fā)芽率與對照無差異，隨著NaCl溶液濃度的繼續(xù)增加，種子萌發(fā)逐漸受到抑制，但NaCl≤120 mmol/L時差異不顯著，在NaCl為180 mmol/L時種子的發(fā)芽率與對照差異顯著（Plt;0.05）。

決明種子的發(fā)芽率在Na2CO3和Na2SO4溶液及混合鹽脅迫下表現(xiàn)為低濃度促進，高濃度抑制。當Na2CO3≤45 mmol/L，Na2SO4≤90 mmol/L，混合鹽濃度梯度為1時，決明種子的發(fā)芽率高于對照，且差異顯著；鹽分濃度繼續(xù)增加則降低種子的發(fā)芽率，當Na2CO3≥90 mmol/L，Na2SO4≥120 mmol/L，混合鹽濃度梯度為4時，決明種子的發(fā)芽率低于或顯著低于對照，直至發(fā)芽率接近0。

2.2 發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢和活力指數(shù)

在不同的鹽脅迫下，隨著鹽分濃度的增加，決明種子的發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢和活力指數(shù)均表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢（表2—3）。當NaCl濃度為30 mmol/L時種子發(fā)芽指數(shù)和與對照無差異，NaCl溶液濃度的增加降低了種子的發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽勢，當NaCl ≥ 60 mmol/L時低于或顯著低于對照（Plt;0.05），直至發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)接近0。

決明種子的發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽勢在Na2CO3和Na2SO4溶液及混合鹽脅迫下整體上表現(xiàn)為低濃度促進，高濃度抑制。當Na2CO3≤45 mmol/L，Na2SO4 ≤ 90 mmol/L，混合鹽濃度梯度為1時，決明種子的發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽勢高于或顯著高于對照；鹽分濃度繼續(xù)增加則降低種子的發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽勢，當Na2CO3≥60 mmol/L，Na2SO4≥120 mmol/L，混合鹽（NaCl+Na2CO3）濃度梯度為2，混合鹽（Na2SO4+Na2CO3）濃度梯度為5時，決明種子的發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽勢低于或顯著低于對照，直至指標接近0。

在一定的鹽分濃度脅迫下，種子可以萌發(fā)，發(fā)芽率與對照差異不顯著，但是種子活力可能會下降。當NaCl ≥ 60 mmol/L，Na2CO3 ≥ 60 mmol/L，Na2SO4≥ 90 mmol/L，混合鹽（NaCl+Na2CO3）濃度梯度為2，混合鹽（Na2SO4+Na2CO3）濃度梯度為3時，決明種子的活力顯著低于對照（Plt;0.05），直至指標接近0或完全無活力。

2.3 根長和苗高

由圖1—5可知，單鹽和混合鹽對決明幼根和幼苗生長的抑制作用整體上隨著鹽溶液濃度的增加而增強。NaCl溶液濃度為30 mmol/L時對幼根和幼苗生長無顯著抑制作用，NaCl溶液濃度為60 mmol/L時對幼苗生長無顯著抑制作用，但顯著抑制幼根的伸長生長，NaCl≥90 mmol/L時顯著抑制決明幼根和幼苗的生長。15～30 mmol/L的Na2CO3和Na2SO4單鹽顯著抑制幼根的生長，但對幼苗生長的抑制作用不明顯，當二者濃度增加到45 mmol/L時開始同時抑制幼根和幼苗的生長，且Na2CO3的抑制作用隨濃度增加而快速增強。同等濃度的Na+溶液脅迫時，Na2CO3對幼苗抑制程度大于NaCl和Na2SO4。

混合鹽（NaCl+Na2CO3）濃度梯度為1時顯著抑制幼根的生長，對幼苗的生長未產(chǎn)生抑制作用，濃度梯度為2時同時抑制幼根和幼苗的生長，且抑制作用隨濃度梯度的增加而增強；混合鹽（Na2SO4+Na2CO3）濃度梯度為1～2時顯著抑制幼根的生長，對幼苗的生長未表現(xiàn)出抑制作用，濃度梯度為3時同時顯著抑制幼根和幼苗的生長，且抑制作用隨濃度的增加而快速增強。同等濃度的Na+溶液脅迫時含Na2CO3的混合鹽溶液對幼苗的抑制程度大于NaCl和Na2SO4。

2.4 相對鹽害率和相對發(fā)芽率

隨著Na+溶液濃度的增加，相對鹽害率持續(xù)上升，數(shù)值由負值變?yōu)檎挡⒉粩嘣龃螅砻鼷}脅迫對種子的傷害逐漸增大（表2—3）。當NaCl≤30 mmol/L，Na2CO3≤45 mmol/L，Na2SO4≤90 mmol/L，混合鹽（NaCl+Na2CO3）Na+≤30 mmol/L，混合鹽（Na2SO4+Na2CO3）Na+≤90 mmol/L時相對鹽害率為負值，促進了種子的萌發(fā)。當NaCl濃度的≤180 mmol/L，Na2CO3≤90 mmol/L，Na2SO4≤90 mmol/L，混合鹽（NaCl+Na2CO3）Na+≤120 mmol/L，混合鹽（Na2SO4+Na2CO3）Na+≤180 mmol/L時種子相對發(fā)芽率gt;75%。高濃度的NaCl（≥240 mmol/L），Na2CO3（≥120 mmol/L），Na2SO4（≥180 mmol/L），混合鹽（Na+≥240 mmol/L）相對鹽害率均gt;50%，發(fā)芽率均較對照發(fā)芽率低50%。而耐鹽適宜范圍是種子發(fā)芽率達到對照的75%的鹽溶液濃度范圍；耐鹽臨界濃度是種子發(fā)芽率達到對照發(fā)芽率50%時相對應(yīng)的鹽溶液濃度。本試驗條件下決明的耐鹽適宜范圍（適合種子萌發(fā)的各鹽濃度）為NaCl≤180 mmol/L，Na2CO3≤90 mmol/L，Na2SO4≤90 mmol/L，Na+≤120 mmol/L的混合鹽（NaCl+Na2CO3），Na+≤180 mmol/L的混合鹽（Na2SO4+Na2CO3）；更高濃度的各類鹽溶液已不適宜種子的萌發(fā)。

3 結(jié)論與討論

土壤鹽堿化脅迫是制約農(nóng)作物產(chǎn)量的主要逆境因素之一，決明屬植物在改良土壤和保持水土等生態(tài)環(huán)境方面發(fā)揮著重要作用。研究表明，決明種子的萌發(fā)及幼苗的生長受到鹽脅迫的抑制，且NaCl鹽濃度越高，抑制作用越顯著[11]，也有研究表明低濃度NaCl促進種子萌發(fā)及幼苗生長，而高濃度NaCl抑制種子萌發(fā)及幼苗生長[12]。段才緒等[13]研究表明，鹽脅迫雖然抑制決明種子的萌發(fā)及幼苗的生長，但決明種子及幼苗可以通過自身的調(diào)節(jié)主動適應(yīng)一定的NaCl鹽脅迫環(huán)境條件。本試驗采用單鹽和混合鹽對決明種子進行脅迫處理，分析決明種子在不同鹽脅迫下的萌發(fā)指標，進一步了解決明的抗鹽性情況。結(jié)果表明，低濃度Na2SO4、Na2CO3和混合鈉鹽溶液促進決明種子的萌發(fā)及幼苗的生長，高濃度鈉鹽溶液則起到抑制作用；NaCl脅迫下決明種子及幼苗表現(xiàn)為通過自身的調(diào)節(jié)作用主動適應(yīng)一定的鹽脅迫環(huán)境條件。

本試驗發(fā)現(xiàn)單鹽（NaCl、Na2CO3和Na2SO4）和混合鹽（NaCl+Na2CO3、Na2SO4+Na2CO3）對決明種子萌發(fā)和幼苗生長具有不同的抑制作用。低濃度的NaCl對決明種子的萌發(fā)影響很小或幾乎沒有影響，但濃度增加到60 mmol/L時開始抑制幼根的生長，且種子的發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢和活力指數(shù)均顯著降低。低濃度的Na2CO3、Na2SO4和混合鹽促進決明種子的萌發(fā)，但對幼根的生長依然表現(xiàn)為抑制作用，隨著鹽濃度的升高，逐漸表現(xiàn)為抑制決明種子的萌發(fā)；Na2CO3溶液濃度達到60 mmol/L時抑制種子的萌發(fā)，其發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢和活力指數(shù)均顯著降低；Na2SO4溶液濃度達到90 mmol/L時種子活力指數(shù)顯著降低；混合鹽（NaCl+Na2CO3）濃度梯度為2時種子各萌發(fā)指標顯著下降；混合鹽（Na2SO4+Na2CO3）濃度梯度為3時活力指數(shù)顯著下降；可能鹽濃度較低時植物幼苗對水分的需求能得到滿足，因此未造成明顯的鹽害[14]。

決明受鹽害的程度因鹽分種類不同而不同。NaCl溶液濃度在為60 mmol/L時造成鹽害，相對鹽害率為3.17%；Na2CO3溶液濃度在60 mmol/L時造成鹽害，相對鹽害率為4.76%；Na2SO4溶液濃度在90 mmol/L時開始造成鹽害，僅活力有所降低；混合鹽（NaCl+Na2CO3）在濃度梯度為2（Na+濃度為60 mmol/L）時造成鹽害，相對鹽害率為6.35%；混合鹽（Na2SO4+Na2CO3）在濃度梯度為3（Na+濃度為90 mmol/L）時開始造成鹽害，僅活力降低。就單鹽來看，決明對Na2SO4溶液的耐受性較強，對Na2CO3和NaCl溶液的耐受性次之；就混合鹽來看，決明對混合鹽（Na2SO4+Na2CO3）的耐受性較對混合鹽（NaCl+Na2CO3）的耐受性強。本試驗中鹽分類型對決明的脅迫強度順序為NaCl+Na2CO3gt;Na2CO3gt;NaClgt;Na2SO4gt;Na2SO4+Na2CO3。鹽堿脅迫對不同的作物脅迫程度不同，甚至對同一物種不同品種脅迫程度差異顯著[15]，有學者認為堿性鹽與中性鹽對植物的脅迫作用不同，且堿性鹽的脅迫作用較大[16]，本研究發(fā)現(xiàn)堿性鹽Na2CO3對決明的脅迫作用大于中性鹽NaCl和Na2SO4，但NaCl溶液對決明的脅迫作用也大于Na2SO4，可能除了高濃度Na+和高pH值會對植物造成脅迫外，決明種子及幼苗對Cl-也比較敏感，從而造成更強烈的脅迫作用。研究表明，鹽脅迫中Na+和Cl-等離子對作物的脅迫情況并不相同，如茶樹、煙草和柑橘等對Cl-敏感，更易受到Cl-的脅迫作用[17-18]；而水稻[19]等作物對Na+更敏感，易受Na+脅迫；在NaCl脅迫時栽培大豆對Cl-脅迫較為敏感，野生大豆對Na+脅迫更敏感[20]，根據(jù)本試驗鹽分脅迫程度來看，可能決明對Cl-脅迫也較為敏感，其原因尚待進一步探討。

本試驗采用不同濃度的NaCl、Na2CO3、Na2SO4單鹽以及（NaCl+Na2CO3）和（Na2SO4+Na2CO3）混合鹽對決明種子進行鹽脅迫處理，探究了不同鹽脅迫下決明種子萌發(fā)及幼苗生長的情況。結(jié)果表明，低濃度Na2SO4、Na2CO3和混合鈉鹽溶液促進決明種子的萌發(fā)及幼苗的生長，高濃度鈉鹽溶液則起到抑制作用；NaCl脅迫下決明種子及幼苗表現(xiàn)為通過自身的調(diào)節(jié)作用主動適應(yīng)一定的鹽脅迫環(huán)境條件。研究結(jié)果為進一步研究決明屬植物對鹽堿脅迫的適應(yīng)性和培育耐鹽品種，以及人工干預(yù)下擴大決明等藥材在鹽堿地的生產(chǎn)提供了參考。

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（責編：何 艷）