NaHCO3脅迫對2個啤酒大麥品種萌發期的影響

張華瑜，潘永東

（甘肅省農業科學院經濟作物與啤酒原料研究所，甘肅 蘭州 730070）

NaHCO3脅迫對2個啤酒大麥品種萌發期的影響

張華瑜，潘永東

（甘肅省農業科學院經濟作物與啤酒原料研究所，甘肅 蘭州 730070）

用不同濃度的NaHCO3脅迫2個啤酒大麥品種種子萌發。結果表明，隨NaHCO3濃度的增加，2個啤酒大麥品種發芽勢減小，發芽率下降，根數、根長、苗長、苗重下降、鹽害指數增大，尤其對根長的影響最突出。當NaHCO3濃度≥200 mmol/L時，完全抑制啤酒大麥根系生長；濃度≤50 mmol/L時促進甘啤4號的根數增加。綜合各個指標，低濃度NaHCO3脅迫下甘啤5號表現出較好的耐鹽性。

NaHCO3脅迫；啤酒大麥；耐鹽性；種子萌發

鹽堿土是一種分布廣泛的土壤類型，是重要的土地資源。全球大約有3.8億hm2土地存在不同程度的鹽漬化，約占可耕地面積的10%［1～4］，而且，全球的鹽漬土每年以100萬～150萬hm2的速度增長［5］。我國鹽堿地面積約0.27億hm2，尤其是內陸鹽堿地多是鹽化堿化混雜，程度各異十分復雜，使研究者至今仍不得不將鹽堿混為一談，籠統地稱為鹽堿地［6］。土壤鹽化與堿化含義的區別是鹽化以土壤鹽度升高為主要特征，堿化則以土壤pH升高為主要特征。在內陸鹽堿地中，由NaHCO3、Na2CO3等堿性鹽所造成的土壤堿化問題可能比由NaCl、Na2SO4等中性鹽所造成的土壤鹽化問題更加嚴重。許多研究發現，中性鹽脅迫與堿性鹽脅迫實際是兩種性質不同的脅迫，應該將前者稱為鹽脅迫而將后者稱為堿脅迫。大量研究以中性鹽的處理為主，很少涉及堿性鹽的脅迫［7～14］，其實鹽、堿對于植物來說是2種不同的脅迫，植物對其適應機制也有所不同。大麥是禾本科作物中公認的耐鹽堿作物［15～17］，我們利用不同濃度NaHCO3溶液模擬鹽脅迫環境，選擇發芽勢、發芽率、鹽害指數、根長、苗長5項萌發期重要指標，比較甘肅省主要啤酒大麥品種萌芽期的堿害情況，旨在了解鹽堿脅迫下啤酒大麥萌發期的生長狀況，為進一步開展啤酒大麥種質的耐鹽堿研究和提高鹽堿地啤酒大麥生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

指示啤酒大麥品種甘啤4號、甘啤5號，均由甘肅省農業科學院經濟作物與啤酒原料研究所提供。甘啤4號適應于甘肅省河西走廊、新疆及內蒙古種植，甘啤5號適應于甘肅省中部、河西走廊海拔2 000 m以上及新疆、內蒙古同類地區種植。供試藥劑為NaHCO3溶液。

1.2 試驗設計

試驗于2013年5月在甘肅省農業科學院西部啤酒大麥及麥芽品質檢測實驗室進行。試驗NaHCO3溶液設6個濃度處理，分別為0（對照）、100、200、300、400、430 mmol/L，每啤酒大麥品種處理重復3次。精選種子經7%次氯酸鈉消毒5 min，用蒸餾水洗凈后播于直徑10 cm并鋪有濾紙的培養皿（經過70%酒精消毒）中，分別加入不同濃度的鹽溶液。置恒溫恒濕培養箱進行培養，溫度20℃，濕度75%。每天定時定量添加一定量的蒸餾水，保持種子發芽所必需的水分。

1.3 測定指標及方法

每天觀察記錄發芽種子數，種子發芽以胚芽長度達種子（或種子直徑）長度的1/2，或胚根與種子（或種子直徑）等長為標準，以3個重復中有1粒種子萌發的日期作為該處理的發芽始期，連續3 d不再有種子發芽為發芽結束期。分別于開始萌發后第4天和第7天統計種子發芽勢和發芽率，實驗結束后計算不同品種的發芽率、發芽指數、相對鹽害率等指標。每處理各取10粒萌發的種子，測定幼苗胚根、胚芽長度，幼苗鮮重。處理第7天每處理選取長勢均勻的10株測量苗長及主根長度。采用DPS7.05統計軟件進行顯著性分析。

發芽勢（%）=規定日數內發芽的種子粒數/供試種子數×100

發芽率（%）=發芽終期全部正常發芽的種子粒數/供試種子數×100

鹽害指數（%）=（對照發芽率-處理發芽率）/對照發芽率×100

2 結果與分析

2.1 發芽勢

從表1可知，隨NaHCO3濃度的增加，2個啤酒大麥品種的發芽勢均降低。當NaHCO3小于50 mmol/L時，NaHCO3溶液對啤酒大麥發芽勢影響不大，與對照之間差異不顯著；當NaHCO3濃度達100 mmol/L時，2個不同基因型啤酒大麥發芽勢隨NaHCO3濃度的增加急劇下降，各濃度處理發芽勢均與對照差異達極顯著水平。說明鹽濃度越大，對啤酒大麥發芽勢的抑制作用越大。NaHCO3的濃度達300 mmol/L時，甘啤4號發芽勢降為2%，甘啤5號發芽勢完全停止。

2.2 發芽率

從表1可知，隨NaHCO3濃度的增加，2個啤酒大麥品種的發芽率減小，當NaHCO3為50 mmol/L時，NaHCO3溶液對啤酒大麥發芽率影響不大，與對照的差異不顯著。當NaHCO3濃度達100 mmol/L時，隨NaHCO3濃度的增加，2個啤酒大麥品種發芽率急劇下降，各處理發芽率均與對照差異達極顯著水平，各處理間差異均達顯著水平。NaHCO3溶液濃度為100～250 mmol/L時，甘啤5號發芽率高于甘啤4號；當NaHCO3達300 mmol/L時，甘啤5號發芽率低于甘啤4號。說明NaHCO3溶液可降低啤酒大麥種子活力，尤其是高濃度的溶液，強烈抑制種子萌發。

2.3 鹽害指數

由表1可知，2個啤酒大麥品種種子的鹽害指數隨NaHCO3脅迫濃度的升高而增大，不同啤酒大麥品種耐鹽程度也各不相同。NaHCO3溶液濃度小于50 mmol/L時，甘啤4號鹽堿害指數小于甘啤5號。NaHCO3濃度100～200 mmol/L時，甘啤4號鹽害指數大于甘啤5號。NaHCO3濃度為250 mmol/L時，甘啤4號鹽害指數等于甘啤5號。當NaHCO3濃度大于300 mmol/L時，甘啤4號鹽害率達97%，甘啤5號鹽害指數達100%。

2.4 根數

從表2可知，不同濃度NaHCO3的根數甘啤4號以50 mmol/L處理最多，為7.4條；甘啤5號以對照和50 mmol/L濃度處理較多，分別為7.3、7.2條。當NaHCO3溶液濃度為50 mmol/L時，甘啤4號的根數較對照增加且差異顯著，甘啤5號根數減少但差異不顯著。當NaHCO3溶液濃度大于100 mmol/L時，隨NaHCO3溶液濃度增加根數減少。當NaHCO3溶液濃度達200 mmol/L時，完全抑制啤酒大麥根的萌發。說明低濃度NaHCO3能促進甘啤4號、甘啤5號根數。

2.5 根長

表1 NaHCO3脅迫下2個啤酒大麥品種的發芽勢、發芽率及鹽害指數%

表2 NaHCO3脅迫下2個啤酒大麥品種的根數、根長、芽長、芽重

從表2可知，不同濃度NaHCO3處理的大麥根長均短于對照，其中以50 mmol/L處理較長，甘啤4號為5.5cm，甘啤5號為4.0 cm。隨NaHCO3濃度的增加，2個啤酒大麥品種的根長急劇減小，且各處理與對照之間差異達極顯著水平。當NaHCO3濃度大于200mmol/L時，完全抑制啤酒大麥根的萌發。

2.6 芽長

從表2可知，不同濃度NaHCO3處理的啤酒大麥品種芽長均短于對照，其中以50 mmol/L處理較長，甘啤4號為10.1 cm，甘啤5號為9.1 cm。隨NaHCO3濃度的增加，2個啤酒大麥品種的芽長減小。當NaHCO3濃度為50 mmol/L時，甘啤4號芽長與對照差異不顯著、甘啤5號芽長與對照差異達顯著水平。當NaHCO3濃度大于100 mmol/L時，隨濃度增加，芽長縮短，各處理與對照差異達極顯著水平。甘啤5號芽長下降幅度大于甘啤4號。

2.7 芽重

從表2可知，不同濃度NaHCO3處理的大麥芽重均小于對照處理，其中以50 mmol/L濃度處理較重，甘啤4號為0.103 g，甘啤5號為0.083 g。隨NaHCO3濃度的增加，2個啤酒大麥品種的芽重降低。NaHCO3濃度為50 mmol/L的處理與對照的差異達顯著水平；當NaHCO3濃度大于100 mmol/L時，各處理與對照的差異均達極顯著水平。

3 結論與討論

1）試驗研究表明，NaHCO3對2個啤酒大麥品種的發芽率、發芽勢、鹽害指數、根數、根長、苗長、和苗重均有抑制作用，尤其對根長的影響最突出。NaHCO3濃度≥200 mmol/L時完全抑制啤酒大麥根生長，NaHCO3濃度≤50 mmol/L時促進甘啤4號根數的增長。綜合各個指標，低濃度NaHCO3脅迫下，種子萌發傷害程度較輕，隨著濃度的增加，品種間出現差異說，不同品種抗（耐）鹽堿的能力不同。

2）種子能否在鹽脅迫下萌發成苗，是植物在鹽堿條件下生長發育的前提，因此在鹽脅迫下研究種子萌發狀況具有重要的意義［18］。在植物生長的整個生育期中，種子萌發期是對鹽脅迫響應比較敏感的階段，雖然目前還沒有植物種子萌發階段與后期生長階段耐鹽性相關的證據［19］，但充分了解鹽對種子萌發的影響，探索鹽害機理是十分必要。鹽分對種子發芽的影響一般可歸結為滲透效應（鹽分降低了溶液滲透勢使種子吸水下降影響發芽）與毒性效應（鹽離子對膜產生毒害，干擾膜代謝影響發芽）［20］。土壤鹽度可以從兩個方面影響種子的萌發，一是建立一種滲透勢以阻止水分吸收，二是為對胚或發育幼苗有毒離子的進入提供條件［21］。NaHCO3對啤酒大麥脅迫極其復雜，還需在生理生化方向進一步研究。

3）選育高產優質的耐鹽堿啤酒大麥品種，對于擴大鹽堿地利用，提高鹽堿地啤酒大麥產量具有重要的意義。進行啤酒大麥耐鹽性評價時應綜合各個指標，發芽率、鹽害指數、根長和苗長是用于判斷各啤酒大麥品種耐鹽性較為簡便直接的方法。綜合本研究各個指標，在低濃度NaHCO3下甘啤5號耐鹽堿性較好。本試驗僅為萌發期結果，在實際生產，要生育期綜合鑒定，才能準確反映品種的耐鹽性及其對鹽堿地的適應程度。

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（本文責編：楊杰）

S512.3

A

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10.3969/j.issn.1001-1463.2014.09.012

2014-05-05

國家大麥青稞產業技術體系（CARS-05）；甘肅省農業科學院農業科技創新專項（2012GAAS15-3）

張華瑜（1967—），女，湖南安仁人，高級實驗師，主要從事啤酒大麥育種及品質分析工作。E-mail：zhanghuayu67@163.com

潘永東（1962—），男，甘肅武威人，研究員，主要從事啤酒大麥育種及栽培試驗研究工作。E-mail：panyongdong1010@163.com。