鈣鹽脅迫對油松種子發(fā)芽率的影響

王琦　劉曉玥

摘 要：對經聚乙二醇（PEG 6000）滲透溶液處理過24 h的油松種子在CaCl2溶液濃度分別為0（對照組），0.1（處理1），0.2（處理2），0.3（處理3），0.4（處理4），0.5 mol·L-1（處理5）條件下進行萌發(fā)試驗，對油松種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等幾個指標與空白對照進行對比，并將結果進行統(tǒng)計分析。結果表明，除了處理1的活力指數(shù)與對照相比差異不顯著之外，其余經CaCl2溶液處理的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、苗鮮質量差異都極顯著低于對照處理。且隨著鹽濃度的提高，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)下降。當CaCl2溶液濃度達到0.3 mol·L-1時，種子不發(fā)芽。該試驗處理條件下，油松種子發(fā)芽受到抑制，萌發(fā)率隨著鹽濃度的增加而減少。

關鍵詞：油松；種子；CaCl2

中圖分類號：S791.254 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.09.032

Effects of Calcium Salt Stress on Seed Germination Rate of Pinus tabulaeformis Carr

WANG Qi，LIU Xiao-yue

（ College of Forestry， Shanxi Agriculture University， Taigu， Shanxi 030801， China）

Abstract： The pine seeds which has been soaked in the PEG solution hybrid-max （PEG 6000）about 24 hours before the germination experiment was carried out in solution of CaCl2 concentrations about 0（the control group），0.1，0.2，0.3，0.4，0.5 mol·L-1. The germination rate， the germination exponent and the vitality exponent of pine were analyzed. The results showed that the first group that has been soaked vitality， which the exponent has no significant difference with it in the compare group. But the others which has been soaked in the solution of CaCl2 displayed significant lower than the compare group in aspects of germination rate， the germination exponent， the germination situation and the fresh weight of pine. Meanwhile， with the increase of the salting strength， the germination rate， the germination exponent and the vitality exponent of pine has been down form this experiment. When the solution of CaCl2 run to the 0.3 mol·L-1， the seed of Korean pine stop to burgeon. In such conditions， it can obviously found that Korean pine stop germination were inhibited， the germination rate and the salt concentration has the negative relation.

Key words： Pinus tabulaeformis Carr； seeds； CaCl2

油松又名短葉松，為中國特有種[1]。由于其適應性較廣，常作為大面積造林樹種。 性喜陽、喜光，較耐瘠薄，在-25 ℃時仍可正常生長[2]，不耐水澇、鹽堿。木材強度大，為優(yōu)良用材；樹干可采松脂，提取松節(jié)油和松香；葉及花粉可入藥；為華北地區(qū)重要的造林樹種。油松因其優(yōu)美的樹形常做為傳統(tǒng)園林觀賞樹種。

種子萌發(fā)是種子植物生命活動的起始[3]。鹽堿土在世界上分布廣泛，具有很大的潛在價值。目前，全球約有9.5億hm2土地出現(xiàn)不同的鹽漬化現(xiàn)象，其面積可達到陸地總面積的10%，而在我國鹽堿地的面積則達到了可耕地面積的25%[4-5]。在鹽堿地上種植植物，可對鹽堿地進行改良，增加其可利用率，具有很高的經濟價值。而植物在鹽堿地是否能成活關鍵取決于種子是否能進行萌發(fā)。目前已有不少學者對松科植物的耐鹽性進行研究[6]，但是關于鈣鹽對油松的萌發(fā)研究甚少，本研究從油松種子的萌發(fā)著手，研究不同濃度的鈣鹽對油松種子發(fā)芽率的影響，以期為油松的種子在鹽堿地的萌發(fā)提供技術支持。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

油松（Pinus tabulaeformis Carr.）種子，采自于山西省關帝山。PEG6000（分子量為6 000）水溶液。無水CaCl2試劑。高錳酸鉀試劑為質量百分比為0.3%的水溶液。

1.2 種子萌發(fā)試驗

1.2.1 種子處理 抽取測定樣品：試驗用油松種子采自于山西省關帝山，選取大小均勻，顆粒飽滿，色澤光亮的油松種子備用。

種子消毒滅菌：為了預防霉菌感染影響試驗結果，所以在試驗時必須對所使用的各種用具和測定樣品種子進行消毒處理。試驗前用0.3%的KMnO4溶液浸泡5 min，消毒后用清水沖洗10～15 min。

PEG處理：把種子放置于250 mL燒杯中，添加200 g·kg-1的PEG6000溶液，在室溫下處理浸泡1 d，待處理結束后，用蒸餾水充分沖洗種子，沖洗完畢晾干備用。

1.2.2 試驗設計 試驗采用完全隨機區(qū)組設計5個摩爾濃度（CaCl2，0.1 mol·L-1（處理1）、0.2 mol·L-1（處理2）、0.3 mol·L-1（處理3）、0.4 mol·L-1（處理4）、0.5 mol·L-1（處理5），以蒸餾水為對照D，平行重復3組。

1.2.3 試驗方法 選擇培養(yǎng)皿培養(yǎng)，每皿放入兩張濾紙做發(fā)芽床以保證環(huán)境濕度，然后對培養(yǎng)皿進行滅菌，用報紙把培養(yǎng)皿包好。放入高壓蒸汽式滅菌鍋中滅菌，在溫度121 ℃下滅菌35 min。

隨機取出40粒吸脹的種子在每個培養(yǎng)皿中擺放整齊，使每粒種子保持均勻的間距，使其具有充足的生長空間。按照試驗設計的配方給培養(yǎng)皿中加入適量對應濃度的CaCl2溶液。將發(fā)芽床置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中每天光照12 h進行培養(yǎng)，光照強度為750～1 250 lx。種子發(fā)芽過程中及時適量噴灑對應濃度溶液，2 d更換1次濾紙。發(fā)芽結束后，測定苗木鮮質量。

1.3 測定指標

1.3.1 發(fā)芽率 發(fā)芽率=特定時間測定的種子數(shù)/發(fā)芽種子總數(shù)。

1.3.2 發(fā)芽指數(shù) 發(fā)芽指數(shù)=不同時間的發(fā)芽量/不同的發(fā)芽試驗天數(shù)。

1.3.3 活力指數(shù) 活力指數(shù) = 發(fā)芽指數(shù)×苗木鮮質量。

1.3.4 發(fā)芽勢 發(fā)芽勢=發(fā)芽高峰時發(fā)芽種子粒數(shù)/參試種子總粒數(shù)×100%。

1.3.5 苗鮮質量 發(fā)芽結束后，每個處理選取8株幼苗，使用 1/1 000天平測定其苗鮮質量。

2 結果與分析

2.1 鈣脅迫對發(fā)芽時間的影響

經過17 d的連續(xù)觀察統(tǒng)計，獲得不同濃度的CaCl2脅迫下油松種子發(fā)芽時間的測定結果，見圖1。

通過對圖1和表1的分析可以得知，不同濃度的CaCl2對油松種子的萌發(fā)時間產生了不同程度的影響。對照組的油松種子從第4 天開始發(fā)芽，0.1 mol·L-1的CaCl2處理下的種子自第6天開始有發(fā)芽，0.2 mol·L-1的CaCl2處理下的油松種子到第12天才開始發(fā)芽，從試驗可看出，隨著鹽濃度的增加，種子萌發(fā)減緩，在高濃度情況下，甚至出現(xiàn)不能萌發(fā)的現(xiàn)象。

2.2 鈣鹽脅迫對種子發(fā)芽率的影響

對照組所用溶液為蒸餾水，發(fā)芽率很高，而0.1 mol·L-1的CaCl2溶液培養(yǎng)的種子發(fā)芽率明顯不如對照組，0.2 mol·L-1處理則更低， 0.3 mol·L-1的CaCl2溶液培養(yǎng)的種子發(fā)芽率幾乎為零，0.4，0.5 mol·L-1的CaCl2溶液培養(yǎng)的種子沒有發(fā)芽跡象，說明此濃度的CaCl2溶液處理已嚴重抑制了油松種子的萌發(fā)。以上數(shù)據(jù)說明種子在鈣鹽脅迫下發(fā)芽率受到抑制，并且呈現(xiàn)一定的規(guī)律。發(fā)芽率總體表現(xiàn)為隨濃度增加而減小。當其他條件一定時，在不同CaCl2 濃度下種子的發(fā)芽率順序為：0 mol·L-1> 0. 1 mol·L-1> 0. 2 mol·L-1> 0. 3 mol·L-1，0.3 mol·L-1處理的種子沒有發(fā)芽，但有少數(shù)裂口。0. 4 mol·L-1與0.5 mol·L-1已經嚴重抑制了種子的發(fā)芽；種子在蒸餾水即對照組培養(yǎng)時的發(fā)芽率最高，隨著鹽濃度的升高，種子的發(fā)芽率在下降。

2.3 鈣鹽脅迫對發(fā)芽勢的影響

種子發(fā)芽勢為種子發(fā)芽時正常萌發(fā)的種子數(shù)的占比，根據(jù)此值可判斷種子的發(fā)芽能力。油松種子的發(fā)芽勢隨著處理鹽溶液濃度的增大而降低。在CaCl2濃度為0.1 mol·L-1時，即處理1油松種子的發(fā)芽勢相比對照降低了86.2%，在CaCl2濃度為0.2 mol·L-1時，即處理2油松種子的發(fā)芽勢相比對照降低了98.6%。處理3、4、5發(fā)芽數(shù)為0，發(fā)芽勢為0。說明0.1 mol·L-1和0.2 mol·L-1的CaCl2溶液對油松種子的發(fā)芽勢的抑制作用明顯。

2.4 鈣鹽脅迫對發(fā)芽指數(shù)的影響

種子萌發(fā)的活力指數(shù)，既能反應種子的發(fā)芽率，又能反應種子發(fā)芽的整齊度[10-12]，因此發(fā)芽指數(shù)可較全面地反應種子的生長潛力。在各個CaCl2溶液處理下的油松種子發(fā)芽指數(shù)都迅速降低，處理1相比對照下降了2.880 3，處理2相比對照下降了4.177 5。處理3、4、5發(fā)芽指數(shù)都為0。說明在鈣鹽脅迫下，種子的發(fā)芽受到很大的抑制作用，發(fā)芽指數(shù)降低的幅度很大。

2.5 鈣鹽脅迫對活力指數(shù)的影響

和對照組相比，在0.1 mol·L-1 CaCl2溶液處理下的油松種子活力指數(shù)下降較小，但在0.2 mol·L-1 CaCl2溶液處理下的油松種子活力指數(shù)下降幅度較大，相比對照下降了0.679。說明在0.2 mol·L-1 CaCl2溶液處理下的油松種子的萌發(fā)受到了抑制，但在處理3的情況下也就是0.3 mol·L-1 CaCl2溶液處理下油松種子的萌發(fā)受到了嚴重的抑制，處理4、5得到同樣的結果。種子不發(fā)芽，活力指數(shù)為0。

從試驗結果可以看出，隨著鹽濃度的增加，發(fā)芽率降低，發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)以及活力指數(shù)、苗鮮質量都隨著鈣鹽濃度的增加而降低。當CaCl2溶液的濃度達到0.3 mol·L-1時，種子不發(fā)芽，鹽濃度已超過了油松種子萌發(fā)時所能忍耐的鈣鹽的最大限度。

3 結論與討論

本試驗從研究鈣鹽脅迫對油松種子發(fā)芽率的影響。種子萌發(fā)受到諸多因素的影響[7]，萌發(fā)階段是植物生命活動的初始，高濃度的鹽脅迫條件可使種子細胞內外導致種子吸脹吸水，破壞細胞壁，最終導致溶質外滲[8]。

本試驗中，當CaCl2濃度達到0.2 mol·L-1時，油松種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均顯著下降，種子萌發(fā)受到顯著影響，由此說明油松種子的耐鹽閾值較低。油松種子萌發(fā)的耐鹽閾值可能在0.1 mol·L-1左右。中國北方大多數(shù)類型土壤的基礎鹽分高，鹽分的積累速度也快[9-10]，因此在進行油松種子培育以及油松造林時，要充分考慮土壤的鹽堿性，看其是否會對油松種子的萌發(fā)及發(fā)育造成影響。

在本試驗所設的鈣鹽脅迫條件下，油松種子的萌發(fā)受到明顯的抑制作用。油松種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)、發(fā)芽勢在高鹽濃度下呈現(xiàn)不同程度的降低，當鹽濃度增到0.3 mol·L-1時，油松種子便不再發(fā)芽了。

在鈣鹽脅迫下，油松種子發(fā)芽率下降，種子萌發(fā)時間推遲，苗鮮質量降低，當CaCl2濃度達到0.3 mol·L-1時，發(fā)芽率為0，說明油松種子不適合在鈣鹽含量較高的土壤中萌發(fā)，所以油松種子繁育過程中要特別注意土壤中的鈣鹽濃度。

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