劉泓言,任 德,向春陽(yáng)
(天津農(nóng)學(xué)院 農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院,天津 300392)
鹽脅迫會(huì)抑制草木樨種子的萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)[1]。土壤鹽漬化也會(huì)降低土壤中的有效養(yǎng)分含量,危害作物生長(zhǎng),是嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要脅迫因素之一[2]。豆科草本植物草木樨是一種優(yōu)質(zhì)牧草和綠肥作物[3],具有提高土壤肥力和抑制田間雜草的作用[4-5];因草木樨含有有效的藥用成分,具有較好的藥用價(jià)值[6]。水楊酸(salicylic acid,SA,下同)是植物代謝過(guò)程中的一種酚類(lèi)化合物,影響著植物的種子萌發(fā)、生長(zhǎng)、細(xì)胞膜透性和酶活性等生理生化過(guò)程。據(jù)報(bào)道,外源物質(zhì)能緩解鹽脅迫對(duì)草木樨幼苗的傷害[7],SA能增加鹽脅迫下辣椒的抗氧化物酶和滲透物質(zhì)含量[8],同時(shí),SA能促進(jìn)鹽脅迫下黃芪種子的萌發(fā)和玉米種子的發(fā)芽能力[9-10]。SA對(duì)鹽脅迫下草木樨種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響研究較少,因此采用不同NaCl濃度下,分析SA對(duì)草木樨種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響,為生產(chǎn)上應(yīng)用SA提高草木樨耐鹽性提供依據(jù)。
供試草木樨種子,由天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所提供。
隨機(jī)選取大小一致的草木樨種子,用1%的次氯酸鈉溶液浸泡10 min,經(jīng)蒸餾水沖洗干凈后,分別用蒸餾水和1 mmol·L-1的SA浸種12 h,SA預(yù)先用少量的乙醇溶解再用蒸餾水定容,浸種的蒸餾水中加入等量的乙醇。設(shè)置0 mmol·L-1,60 mmol·L-1和 120 mmol·L-13 種NaCl 濃度,將種子分別均勻置于加入等量3種濃度NaCl的發(fā)芽盒中,每盒100粒,第4天置于不同NaCl濃度的發(fā)芽床,進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn),測(cè)定相關(guān)指標(biāo),4次重復(fù)。
第4天和第7天分別計(jì)算種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率,第7天測(cè)定幼苗長(zhǎng)度。將幼苗放于80 ℃烘干箱中先烘干1 h,后置于60 ℃下烘干至恒重,計(jì)算活力指數(shù)。
發(fā)芽勢(shì)(%)=前4 d發(fā)芽總數(shù)/試驗(yàn)種子數(shù) ×100%;
發(fā)芽率(%)=前7 d發(fā)芽總數(shù)/試驗(yàn)種子數(shù)×100%;
活力指數(shù)=∑(Gt/Dt)×幼苗長(zhǎng)度,式中:Gt為第t天發(fā)芽的種子數(shù),Dt為發(fā)芽的天數(shù)。
用Excel 2013 軟件分析數(shù)據(jù)并繪圖,采用SPSS 18軟件進(jìn)行顯著性分析。
圖1可見(jiàn),草木樨種子的發(fā)芽勢(shì)隨著NaCl濃度的升高而顯著下降。在0,60和120 mmol·L-1NaCl濃度下,SA處理組的發(fā)芽勢(shì)比對(duì)照組分別提高了12.56%,14.59%和37.39%,均顯著高于對(duì)照組。結(jié)果表明,SA能顯著提高鹽脅迫下草木樨種子的發(fā)芽勢(shì),提高草木樨種子的抗鹽能力。
圖1 不同NaCl濃度下草木樨種子的發(fā)芽勢(shì)
由圖2可以看出,草木樨種子的發(fā)芽率也隨著NaCl濃度的升高而顯著下降。在0,60和120 mmol·L-1NaCl濃度下,SA處理組的發(fā)芽率比對(duì)照組分別提高了10.63%,16.19%和9.15%,無(wú)NaCl和低NaCl的60 mmol·L-1處理下,SA處理組均顯著高于對(duì)照組,在120 mmol·L-1NaCl下,提高不顯著。結(jié)果表明,1 mmol·L-1SA能顯著提高低鹽脅迫下草木樨種子的發(fā)芽率,高鹽脅迫下提高草木樨種子發(fā)芽率的作用有限。
圖2 不同NaCl濃度下草木樨種子的發(fā)芽率
活力指數(shù)是表明種子活力高低的主要參考指標(biāo)之一。從圖3可以看出,草木樨種子的活力指數(shù)隨著NaCl濃度的升高而顯著降低,表明鹽脅迫嚴(yán)重影響草木樨種子的活力。在0,60和120 mmol·L-1NaCl濃度下,SA處理組的活力指數(shù)比對(duì)照組分別提高了6.60%,4.95%和2.71%,無(wú)NaCl和低NaCl的60 mmol·L-1條件下,SA處理組均顯著高于對(duì)照組,120 mmol·L-1NaCl條件下,活力指數(shù)提高不顯著。表明,SA提高草木樨種子活力的能力隨著鹽脅迫的加重而降低。
圖3 不同NaCl濃度下草木樨種子的活力指數(shù)
由圖4可見(jiàn),草木樨幼苗干重隨鹽脅迫作用的加強(qiáng)而顯著降低,表明鹽脅迫嚴(yán)重影響到草木樨幼苗的生長(zhǎng)。在0 mmol·L-1和60 mmol·L-1NaCl濃度條件下,SA處理組的幼苗干重顯著高于對(duì)照組,在120 mmol·L-1NaCl濃度條件下,SA處理組的幼苗干重雖然高于對(duì)照組,但未達(dá)到顯著水平。表明SA處理可以增加鹽脅迫下草木樨幼苗的干重,緩解低鹽脅迫對(duì)草木樨幼苗生長(zhǎng)的抑制作用。
圖4 不同NaCl濃度下草木樨的幼苗干重
試驗(yàn)結(jié)果表明,在無(wú)鹽環(huán)境下,SA處理草木樨種子,其發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、活力指數(shù)和幼苗干重均顯著增加;在低鹽60 mmol·L-1下,SA處理后的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、活力指數(shù)和幼苗干重均顯著高于無(wú)SA處理的對(duì)照;在高鹽120 mmol·L-1條件下,SA處理后的發(fā)芽勢(shì)顯著高于對(duì)照,發(fā)芽率、活力指數(shù)和幼苗干重雖比對(duì)高有所增加,但均未達(dá)到顯著水平。說(shuō)明適宜的水楊酸能提高低鹽脅迫下草木樨種子的萌發(fā)能力,這與姜云天等[13]在外源水楊酸對(duì)NaCl脅迫下茶花鳳仙種子萌發(fā)影響研究中的結(jié)果相一致。
研究表明,采用1 mmol·L-1SA處理草木樨種子,能顯著提高低鹽脅迫下草木樨種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、活力指數(shù)和幼苗干重。適當(dāng)濃度的SA處理能緩解鹽對(duì)草木樨種子萌發(fā)的脅迫作用,SA處理可作為鹽脅迫條件下草木樨種子的萌發(fā)能力提升和幼苗生長(zhǎng)的有效方法之一,其影響機(jī)理有待進(jìn)一步深入研究。