NaCl脅迫對(duì)甜瓜種子發(fā)芽特性的影響

沈慶榮

摘 要：以甜瓜種子作為試驗(yàn)材料，研究在不同濃度NaCl溶液（0mmol/L、50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L、200mmol/L、250mmol/L）脅迫下甜瓜種子的發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽率、相對(duì)萌發(fā)活力指數(shù)、萌發(fā)幼苗的葉綠素含量及根系活力等相關(guān)指標(biāo)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：甜瓜種子在NaCl 溶液濃度≤50mmol/L時(shí)，發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)萌發(fā)活力指數(shù)、葉綠素含量等各指標(biāo)與對(duì)照相比較差異不顯著；隨著濃度升高，發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)萌發(fā)活力、葉綠素等指標(biāo)迅速降低。當(dāng)NaCl溶液濃度達(dá)到200mmol/L時(shí)，發(fā)芽勢(shì)等均降為0。由此可見，甜瓜對(duì)較低濃度NaCl脅迫有一定耐受性，而高濃度的NaCl脅迫對(duì)其有較強(qiáng)的抑制作用，且隨著NaCl脅迫的增強(qiáng)，抑制作用增強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：NaCl脅迫；甜瓜；發(fā)芽特性

中圖分類號(hào) S652 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）06-19-04

Effect of NaCl Stress on the Germination Characteristics of Muskmelon

Shen Qingrong

（Agro-Tech Extension Center of Fengyang County，F(xiàn)engyang 233100，China）

Abstract：With muskmelon seeds as the test materials，their germination energy and relative germination rate，relative germination vigor index and germination of the seedlings chlorophyll content and root activity and other related indicators were studied in different concentration of NaCl solution（0mmol/L，50mmol/L，100mmol/L，150mmol/L，200mmol/L，250mmol/L）stress. Experimental results showed that when the index of Muskmelon seeds in NaCl concentration was less than or equal to 50mmol/L，the difference between the germination potential，germination，chlorophyll content of disposing and contrast was not significant. With the increase of concentration，the germination potential，relative germination vigor，chlorophyll and other indicators decreased rapidly. When the concentration of NaCl reached 200mmol/l，germination potential and others were equal to zero. Therefore，muskmelon had some tolerance on lower NaCl stress，and higher NaCl stress had stronger inhibition on it，and with the enhancement of NaCl stress，the effect was enhanced.

Key words：NaCl stress；Muskmelon；Germination characteristics

我國鹽漬化的土壤面積約有0.27億hm2，土壤鹽漬化是目前世界農(nóng)業(yè)所面臨的重要問題之一。近年來，隨著農(nóng)用溫室、大棚生產(chǎn)蔬菜的不斷發(fā)展，設(shè)施內(nèi)土壤鹽漬化及次生鹽漬化的程度逐步加重，致使瓜果、蔬菜產(chǎn)量及品質(zhì)逐年下降，這已成為設(shè)施瓜果、蔬菜栽培中普遍存在的難題[1]。早在1983年我國張振武就報(bào)道了關(guān)于沈陽郊區(qū)保護(hù)地土壤的鹽漬化問題，隨后又有大量的學(xué)者研究關(guān)于鹽脅迫對(duì)蔬菜的影響[2-3]，均認(rèn)為土壤鹽漬化是設(shè)施瓜果、蔬菜生產(chǎn)的重要限制因子，而且嚴(yán)重影響了蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。

甜瓜（Cucumis melo L.）屬于葫蘆科蔓性植物，是世界10大水果之一，為夏季消暑珍品，深受人們喜愛[4]。近年來，隨著生活水平的不斷提高和對(duì)健康食品關(guān)注的增強(qiáng)，人們對(duì)食品消費(fèi)方式和消費(fèi)結(jié)構(gòu)日趨多元化，促使瓜果、甜瓜的消費(fèi)量越來越大，種植面積也隨之逐年增加。目前，對(duì)于甜瓜的研究多集中在營養(yǎng)液培養(yǎng)及保鮮技術(shù)方面，但關(guān)于NaCl脅迫對(duì)甜瓜種子萌發(fā)的研究報(bào)道較少。為此，本試驗(yàn)擬探討不同濃度的NaCl脅迫對(duì)甜瓜種子發(fā)芽特性的影響，旨在為甜瓜生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 “日本甜寶”甜瓜種子，購自安徽省安生種子有限責(zé)任公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 挑選大小一致，飽滿，較為健壯的甜瓜種子，經(jīng)1%的K2MnO4溶液消毒15min后，將浸泡種子取出，用濾紙吸干水分，置于不同濃度（50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L、200mmol/L、250mmol/L）的50mL NaCl溶液中于25℃下浸泡約8h。隨后每處理隨機(jī)選取300粒種子，3次重復(fù)，置于12cm×12cm，且底部鋪有雙層濾紙的發(fā)芽盒中，分別滴加5mL應(yīng)濃度的NaCl溶液，以將濾紙濕潤但沒有水流下為準(zhǔn)，蒸餾水處理為對(duì)照。然后將發(fā)芽盒置于26℃的生化培養(yǎng)箱中進(jìn)行催芽處理。以種子胚根突破種皮約0.20cm為標(biāo)準(zhǔn)，于每天7：00、19：00統(tǒng)計(jì)各個(gè)發(fā)芽盒中種子發(fā)芽數(shù)，同時(shí)每天用稱重法補(bǔ)充損耗的水分，以保持NaCl鹽溶液的濃度不變。待對(duì)照有75%種子出芽時(shí)，將發(fā)芽盒置于光周期為12h，晝/夜溫度為26℃/16℃，光照強(qiáng)度為4 000lx的光照培養(yǎng)箱中。于處理第7d時(shí)，測(cè)定每個(gè)處理發(fā)芽種子的根系活力、葉綠素含量、主根長、下胚軸長及側(cè)根數(shù)量等指標(biāo)。

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)等的測(cè)定 各項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)的測(cè)定按以下公式[5-6]進(jìn)行計(jì)算，并且依據(jù)實(shí)際情況加以改動(dòng)。

發(fā)芽勢(shì)（%）=前3d發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù)×100；

發(fā)芽率（%）=前7d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)種子總數(shù)×100；

相對(duì)發(fā)芽率（%）=不同NaCl溶液處理下的發(fā)芽率/對(duì)照發(fā)芽率×100；

發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑（Gt/Dt）；

相對(duì)發(fā)芽指數(shù)（%）=不同NaCl溶液處理下的發(fā)芽指數(shù)/對(duì)照發(fā)芽指數(shù)×100；

萌發(fā)活力指數(shù)=GI×幼苗的平均長度；

相對(duì)萌發(fā)活力指數(shù)（%）=NaCl處理萌發(fā)活力指數(shù)/對(duì)照萌發(fā)活力指數(shù)×100；

相對(duì)傷害率（%）=（對(duì)照發(fā)芽粒數(shù)-各組NaCl處理發(fā)芽粒數(shù)）/對(duì)照發(fā)芽粒數(shù)×100；

其中，Gt指甜瓜種子的發(fā)芽天數(shù)，Dt指發(fā)芽天數(shù)內(nèi)總的發(fā)芽數(shù)，長度單位：cm。

1.3.2 葉綠素和根系活的測(cè)定 葉綠素采用丙酮萃取法測(cè)定，根系活力采用TTC法測(cè)定[7]。

1.4 數(shù)據(jù)分析 采用Microsoft Excel2003和Origin7.5軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對(duì)甜瓜種子發(fā)芽勢(shì)的影響 不同濃度的NaCl對(duì)甜瓜種子發(fā)芽勢(shì)的影響如圖1所示。由圖1可知，50mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜種子發(fā)芽勢(shì)與對(duì)照差異不大，說明低濃度NaCl溶液可促進(jìn)甜瓜種子的發(fā)芽；之后，隨著NaCl濃度的提高，其發(fā)芽勢(shì)迅速降低，至濃度為200時(shí)，已無種子發(fā)芽，說明高濃度明顯抑制其發(fā)芽。

<＼＼Pc10＼工作盤 （E）＼姜秀紅＼雜志＼安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)雜志＼2016-6農(nóng)學(xué)通報(bào)內(nèi)文＼9280-1.eps>[NaCl濃度（mmol/L）][發(fā)芽勢(shì)（%）]

圖1 不同濃度NaCl對(duì)甜瓜發(fā)芽勢(shì)的影響

2.2 NaCl脅迫對(duì)甜瓜種子相對(duì)發(fā)芽率的影響 不同濃度的NaCl對(duì)甜瓜種子相對(duì)發(fā)芽率的影響如圖2所示。由圖2可知，50mmol/L、100mmol/L、200mmol/L、250mmol/L的NaCl脅迫對(duì)甜瓜種子的發(fā)芽有一定的影響，但隨著時(shí)間的增長，甜瓜種子的相對(duì)發(fā)芽率總體呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。在處理7d后50mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜種子的相對(duì)發(fā)芽率達(dá)到95.48%，而100mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜種子的相對(duì)發(fā)芽率僅有56.11%。由此得出，100mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜種子的相對(duì)發(fā)芽率顯著低于50mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜種子的相對(duì)發(fā)芽率，說明甜瓜種子可以耐受50mmol/L的NaCl脅迫。

[相對(duì)發(fā)芽率（%）]<＼＼Pc10＼工作盤 （E）＼姜秀紅＼雜志＼安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)雜志＼2016-6農(nóng)學(xué)通報(bào)內(nèi)文＼9280-2.eps>[處理天數(shù)（d）]

圖2 不同濃度NaCl對(duì)甜瓜種子相對(duì)發(fā)芽率的影響

2.3 NaCl脅迫對(duì)甜瓜種子相對(duì)發(fā)芽指數(shù)、相對(duì)萌發(fā)活力指數(shù)的影響

表1 不同濃度NaCl對(duì)甜瓜相對(duì)發(fā)芽指數(shù)、相對(duì)萌發(fā)活力指數(shù)的影響

[50（mmol/L）＼&100（mmol/L）＼&150（mmol/L）＼&200（mmol/L）＼&250（mmol/L）＼&RGI＼&RGVI＼&RGI＼&RGVI＼&RGI＼&RGVI＼&RGI＼&RGVI＼&RGI＼&RGVI＼&98.01±4.46＼&98.01±4.46＼&33.06±6.38＼&15.88±3.06＼&5.99

±1.86＼&2.78

±0.86＼&0.98

±1.18＼&0±0＼&0.74

±0.73＼&0±0＼&]

不同濃度的NaCl對(duì)甜瓜種子發(fā)芽指數(shù)、相對(duì)萌發(fā)活力指數(shù)的影響如表1所示。由表1可知，甜瓜種子能耐受50mmol/L的NaCl脅迫，在此環(huán)境下甜瓜種子不僅能夠發(fā)芽，并且生長速度及生長狀況表現(xiàn)良好。隨著NaCl濃度的升高，甜瓜種子相對(duì)發(fā)芽指數(shù)、相對(duì)萌發(fā)活力指數(shù)都迅速下降，達(dá)到250mmol/L時(shí)，相對(duì)萌發(fā)活力指數(shù)降為0，說明高濃度的NaCl脅迫對(duì)甜瓜種子發(fā)芽的影響極其顯著。

2.4 NaCl脅迫對(duì)甜瓜幼苗主根長度、下胚軸長度及側(cè)根數(shù)的影響 不同濃度的NaCl對(duì)甜瓜幼苗主根長度、下胚軸長度及側(cè)根數(shù)的影響如圖3、圖4所示。由圖3、4可知，隨著NaCl濃度的升高，甜瓜幼苗主根的長度逐漸減短，且當(dāng)NaCl濃度達(dá)到200mmol/L時(shí)，不僅發(fā)芽受到影響，而且主根并未長出來，則主根長度為零。側(cè)根數(shù)則隨著NaCl濃度的不斷升高呈現(xiàn)出先升高后減小的變化趨勢(shì)，但其總體的增長和減小幅度不大；同樣在NaCl溶液達(dá)到250mmol/L時(shí)主根并未長出，側(cè)根數(shù)則為零。50mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜幼苗的下胚軸長度與對(duì)照相比相差較小，但在100mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜幼苗的下胚軸長度顯著減小，可見在100mmol/L的NaCl脅迫對(duì)甜瓜幼苗的下胚軸伸長有較大的影響。

[NaCl濃度（mmol/L）]<＼＼Pc10＼工作盤 （E）＼姜秀紅＼雜志＼安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)雜志＼2016-6農(nóng)學(xué)通報(bào)內(nèi)文＼9280-3.eps>[長度（cm）]

圖3 不同濃度NaCl對(duì)甜瓜幼苗主根、下胚軸長度的影響

[NaCl濃度（mmol/L）]<＼＼Pc10＼工作盤 （E）＼姜秀紅＼雜志＼安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)雜志＼2016-6農(nóng)學(xué)通報(bào)內(nèi)文＼9280-4.eps>[側(cè)根數(shù)（個(gè)）]

圖4 不同濃度NaCl對(duì)甜瓜幼苗側(cè)根數(shù)的影響

2.5 NaCl脅迫對(duì)甜瓜幼苗葉綠素的影響 不同濃度的NaCl對(duì)甜瓜幼苗葉綠素的影響如圖5所示。由圖5可知，50mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜幼苗的葉綠素含量為4.34mg/g·FW，而對(duì)照的葉綠素含量僅有2.57mg/g·FW。當(dāng)NaCl濃度≥50mmol/L時(shí)，隨著NaCl濃度的升高葉綠素含量逐漸減少。50mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜幼苗的葉綠素顯著高于對(duì)照，50mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜種子相對(duì)發(fā)芽率與對(duì)照相近，而50mmol/L NaCl脅迫下甜瓜幼苗的葉綠素含量高于對(duì)照，得出NaCl脅迫對(duì)葉綠素有一定的影響。

[NaCl濃度（mmol/L）

]<＼＼Pc10＼工作盤 （E）＼姜秀紅＼雜志＼安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)雜志＼2016-6農(nóng)學(xué)通報(bào)內(nèi)文＼9280-5.eps>[葉綠素含量（mg/g·FW）]

圖5 不同濃度NaCl對(duì)甜瓜幼苗葉綠素的影響

2.6 NaCl脅迫對(duì)甜瓜幼苗根系活力的影響 不同濃度的NaCl對(duì)甜瓜幼苗根系活力的影響如圖6所示。由圖6可知，在50mmol/L的NaCl脅迫下甜瓜幼苗的根系活力值為0.67μg/g·FW·h，對(duì)照的根系活力值只有0.52μg/g·FW·h，50mmol/L的NaCl脅迫值比對(duì)照高出28.85%。可見50mmol/L的NaCl脅迫對(duì)甜瓜幼苗根系活力的影響是正相關(guān)的，當(dāng)NaCl溶液的濃度≥50mmol/L時(shí)，所測(cè)得的甜瓜幼苗根系活力不斷降低。NaCl濃度達(dá)到200mmol/L時(shí)，只有極少數(shù)發(fā)芽，但不能測(cè)得其根系活力。因此，當(dāng)NaCl濃度≥200mmol/L時(shí)，甜瓜幼苗的根系活力為零。

[根系活力（μg/g·FW·h）]<＼＼Pc10＼工作盤 （E）＼姜秀紅＼雜志＼安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)雜志＼2016-6農(nóng)學(xué)通報(bào)內(nèi)文＼9280-6.eps>[NaCl濃度（mmol/L）]

圖6 不同濃度NaCl對(duì)甜瓜幼苗根系活力的影響

2.7 NaCl脅迫對(duì)甜瓜種子相對(duì)傷害率的影響 不同濃度的NaCl對(duì)甜瓜種子相對(duì)傷害率的影響如圖7所示。由圖7可知，50mmol/L的NaCl脅迫下相對(duì)傷害率約為4.52%，在250mmol/L NaCl脅迫下傷害率約96.67%，由此得出，250mmol/L NaCl對(duì)甜瓜種子的發(fā)芽的影響極其顯著，說明250mmol/L NaCl脅迫對(duì)甜瓜種子發(fā)芽的傷害極大。

[NaCl濃度（mmol/L）]<＼＼Pc10＼工作盤 （E）＼姜秀紅＼雜志＼安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)雜志＼2016-6農(nóng)學(xué)通報(bào)內(nèi)文＼9280-7.eps>[相對(duì)傷害率（%）]

圖7 不同濃度NaCl對(duì)甜瓜相對(duì)傷害率的影響

3 討論與結(jié)論

3.1 討論 植物種子萌發(fā)是植物生長的起始，而種子在鹽漬化土壤中的萌發(fā)情況及萌發(fā)活力，也是決定植物能否在鹽漬化的土壤中正常生長的首要因素[8]。鹽離子對(duì)種子發(fā)芽的影響主要存在于2個(gè)方面：一方面是鹽離子產(chǎn)生的離子效應(yīng)，另一方面是離子所帶來的滲透效應(yīng)。在鹽離子濃度較低時(shí)，土壤中的離子供給植物自身生長發(fā)育所需[9]；當(dāng)土壤中鹽分濃度升高時(shí)，土壤溶（下轉(zhuǎn)153頁）（上接21頁）液的滲透勢(shì)上升，則水勢(shì)降低，種子在萌發(fā)時(shí)吸水困難難以萌發(fā)，從而對(duì)種子的萌發(fā)有影響；當(dāng)鹽離子濃度上升到一定程度時(shí)，將會(huì)打破種子體內(nèi)的離子和水勢(shì)平衡引起離子毒害，從而致使種植作物減產(chǎn)[10]。本研究結(jié)果表明，較低濃度的NaCl溶液脅迫對(duì)甜瓜種子的發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽率等沒有顯著影響；隨著NaCl濃度的升高，其對(duì)甜瓜種子產(chǎn)生的離子毒害加劇，導(dǎo)致高濃度抑制萌發(fā)。本研究還發(fā)現(xiàn)：由于高濃度鹽脅迫對(duì)甜瓜種子發(fā)芽的抑制作用極其顯著，而低濃度鹽脅迫對(duì)甜瓜種子發(fā)芽的影響不明顯，導(dǎo)致甜瓜種子的相對(duì)傷害率隨著鹽濃度的升高呈上升趨勢(shì)，這與陳敏等[11]研究結(jié)果基本一致。

鹽脅迫會(huì)影響植物根系的生長，進(jìn)而影響根系活力，也影響各種物質(zhì)的合成。本研究表明，在高濃度的鹽脅迫下，甜瓜種子的主根長度、下胚軸長度及側(cè)根數(shù)都受到顯著影響，這也與吳以學(xué)等[12]的研究相一致。甜瓜幼苗的根系活力，隨著NaCl濃度的不斷升高呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)。

鹽脅迫下，植物的葉綠素合成會(huì)受到一定影響。在鹽脅迫條件下，葉綠素含量是衡量植物對(duì)鹽脅迫耐受性的一個(gè)重要指標(biāo)。鹽脅迫會(huì)對(duì)植物細(xì)胞內(nèi)的色素系統(tǒng)造成破壞，致使葉綠素含量降低。本研究認(rèn)為，在不同濃度的NaCl脅迫下，甜瓜幼苗的葉綠素含量呈現(xiàn)出先小幅上升后迅速下降的變化趨勢(shì)，尤其在高濃度的NaCl溶液脅迫下，葉綠素含量下降迅速，這與劉會(huì)超等[13]的研究結(jié)果相似。

3.2 結(jié)論 低濃度（50mmol/L）的NaCl溶液可促進(jìn)甜瓜種子萌發(fā)，對(duì)甜瓜幼苗根系活力及葉綠素含量影響不大，而高濃度NaCl溶液加劇了對(duì)甜瓜種子的離子毒害，因此，甜瓜種子可耐50mmol/L的NaCl脅迫。

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（責(zé)編：張長青）