NaHCO3及與NaCl混合鹽對板藍根種子萌發的影響

景艷莉，王思媛，馮 淇，楊 升

(黑龍江八一農墾大學園藝園林學院，黑龍江 大慶 163319)

0 引 言

板藍根是十字花科菘藍屬2年生植物菘藍(I.indigoticaFort.)，又稱為茶藍、北板藍根、大青葉[1]，其干燥根入藥即為“板藍根”，干燥葉入藥稱為“大青葉”，是清熱、解毒類中藥的代表，具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗內毒素及增強人體免疫功能等的作用[2-3]，臨床用量之大堪稱中成藥之最。

種子質量和萌發是板藍根栽培過程中最重要的環節之一。 生產實踐表明，板藍根對北方冷涼氣候條件及蘇打鹽堿土地具有較強的適應能力和耐鹽堿性，黑龍江省大慶地區已成為全國重要的板藍根生產基地。但是，因種源不能自給，黑龍江省種植的板藍根種子主要引自于山西、河北等地。研究北方鹽脅迫條件下對菘藍種子萌發的影響及生產中陳種子是否可以作為生產資料使用對于板藍根的栽培生產具有一定的理論意義和實際意義。以板藍根2年陳種子為試驗材料，以培養皿紙上發芽法研究板藍根種子在蘇打鹽及混合鹽脅迫條件下的萌發特性，旨在揭示板藍根萌發期的耐鹽特性，以期為其生產栽培提供理論依據，為我國在北方土壤鹽漬化地區推廣種植板藍根提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用的板藍根種子為農業生產上所用的板藍根的角果，原產地為山西省運城市，產于2017年，屬于生產上的2年陳種子，由大慶市紅崗區晟乾中草藥種植合作社提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 板藍根2年陳種子千粒重及含水量測定

取潔凈、飽滿的菘藍種子1 000粒稱重，重復取樣5次，以電子天平分別進行稱重測定，取其平均值即為菘藍種子的千粒重。用烘干稱重法[4]進行種子含水量測定，3次重復。

種子含水量(%)=(種子鮮重-種子干重)/種子鮮重×100%

1.2.2 不同濃度鹽處理對板藍根種子發芽的影響

將菘藍種子置于紗網袋中，先后以75%的乙醇和5%的次氯酸鈉溶液各浸泡消毒5 min，以蒸餾水漂洗數次后繼續浸種2 h。采用培養皿紙上發芽法進行種子發芽試驗(見表1)。在直徑9 cm 培養皿中墊有2層濾紙，每個培養皿中放置20粒種子，每天檢查，保持濾紙濕潤，于25℃恒溫培養箱中連續培養10 d。以蒸餾水為對照(CK)，每個處理濃度設置3次重復。

表1 試驗各處理濃度及編號Tab.1 Experimental treatment concentration and treatment numbering

發芽率=第7 d正常發芽種子粒數/供試種子數×100%(以突破種皮1 mm以上為發芽標準)；

發芽勢=第4 d正常發展種子粒數/供試種子數×100%；

發芽指數=∑(Gt/Dt)(Gt為在第t天種子的發芽粒數，Dt為相應的發芽天數)；

相對發芽率(%) = 鹽處理第7 d的發芽率/對照第7 d的發芽率 ×100%。

1.2.3 不同鹽處理對板藍根發芽種苗的苗長、重量與生理的影響

種子發芽至第7 d時，從每個培養皿中隨機抽取6株發芽的菘藍種苗，以刻度尺測定其種苗長度及鮮重，3次重復。

丙二醛(MDA)含量測定參照李合生主編的《植物生理生化實驗原理和技術》[4]中的測定方法。

1.3 數據處理及分析

利用Microsoft Excel 2007軟件進行圖表制作和數據處理，利用DPS 7.05(data processing system)進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 板藍根種子的千粒重與含水量

經測定，板藍根2年陳種子的千粒重為 8.927 3±0.196 9 g，平均含水量為6.3%。

2.2 鹽脅迫對板藍根種子萌發的影響

2.2.1 鹽脅迫對發芽率的影響

發芽率是種子質量的重要指標之一，其變化幅度與趨勢可以反映鹽對種子萌發的影響(或傷害)程度。由圖1可見，板藍根2年陳種子(CK)的發芽率為86.7%，NaHCO3單一鹽及混合鹽處理對板藍根種子萌發有抑制作用，且隨著鹽濃度的增加發芽率呈下降趨勢。當NaHCO3濃度為40 mmol·L-1時，其相對發芽率為96.2%，與對照基本無差異。當鹽濃度大于60 mmol·L-1時，發芽率較對照顯著性降低。由圖2可見，相同摩爾濃度的混合鹽對發芽率的抑制作用低于NaHCO3單一鹽。NaHCO3濃度與發芽率的線性回歸方程為y=-16.72x+121.15，R2=0.929 8；NaHCO3與NaCl混合鹽與種子發芽率的線性回歸方程為y=-13.27x+120.21，R2=0.836 4。板藍根發芽率與鹽濃度呈顯著負相關(P<0.05)。

圖1 NaHCO3鹽對板藍根種子發芽率的影響Fig.1 Effect of NaHCO3 salt stress on germination rate of Isatis Indigotica Fort. seeds

圖2 混合鹽對板藍根種子發芽率的影響Fig.2 Effect of mixed salt on germination rate of Isatis Indigotica Fort. seeds

圖3 鹽脅迫對菘藍種子萌發時間的影響Fig.3 Effect of seed germinating time of Isatis Indigotica Fort under salt stress

2.2.2 鹽脅迫對菘藍種子發芽時間的影響

由圖3可見，對照(CK)及T1～T4均從第2 d開始萌發，高濃度混合鹽T5和T6處理組從第3 d開始萌發。從萌發曲線的斜率可表現出板藍根種子的萌發速率及萌發高峰期，可見CK和T1～T3組從第2～5 d為萌發高峰期，而T4、T5和T6組從第5 d后才進入萌發高峰期。從相同摩爾濃度的鹽溶液比較來看(T2與T4組，T3組與T5組)，混合鹽較NaHCO3單一鹽的發芽率高，但發芽遲。

2.2.3 鹽脅迫對板藍根種子發芽勢與發芽指數的影響

發芽勢能夠反映種子發芽的整齊度，發芽指數是反映種子在整個發芽期綜合活力的指標[5]。由表2可見，隨著鹽處理濃度的升高，板藍根種子的發芽勢與發芽指數均呈下降趨勢。T1處理的發芽勢與發芽指數與CK差異不顯著，其他處理的這兩項指標均較CK組顯著降低(P<0.05)，說明高濃度的鹽處理能抑制板藍根種子萌發，顯著降低種子發芽整齊度和活力。從相同摩爾濃度的T2與T4組、T3與T5組鹽溶液比較來看，NaHCO3對板藍根種子萌發的抑制作用高于NaHCO3與NaCl混合鹽。

表2 鹽脅迫對菘藍種子萌發的影響Tab.3 Effect of salt stress on germination of Isatis Indigotica Fort. seeds

2.3 鹽脅迫對板藍根種苗的影響

2.3.1 鹽脅迫對板藍根種苗長度與鮮重的影響

由圖4和表3可見，隨著鹽處理濃度的提高，板藍根種子萌發形成的種苗長度和鮮重明顯降低。對照處理的平均每株種苗重32.7 mg，平均苗長9.1 cm。NaHCO3處理濃度為40 mmol·L-1(T1)時對單株鮮重雖影響不明顯，但種苗平均長度較對照明顯減少。處理T2平均每株種苗鮮重較對照降低了38%，種苗長度降低了30.7%。隨著鹽處理濃度的提高，種苗的長度和鮮重也呈降低趨勢。

圖4 不同濃度的鹽脅迫對菘藍種子萌發的影響Fig.4 Effects of different concentrations of salt stress on seed germination

表3 不同濃度鹽脅迫對菘藍萌發種苗的長度與鮮重影響Tab.3 Effect of salt stress on seedling height and fresh weight of Isatis Indigotica Fort.

2.3.2 鹽脅迫對板藍根種苗丙二醛(MDA)含量的影響

MDA是植物在逆境條件下發生膜質過氧化作用的產物之一，通常作為膜質過氧化指標表示細胞膜質過氧化程度和植物逆境條件反應的強弱。由圖5可見，板藍根種苗中MDA含量隨著NaHCO3鹽和NaHCO3與NaCl混合鹽處理濃度的提高而逐漸提高。此外，在鹽溶液相同摩爾濃度條件下的T2和T4、T3和T5組合中，NaHCO3單一鹽脅迫較NaHCO3與NaCl混合鹽脅迫條件下誘導產生的MDA含量高。

圖5 不同濃度鹽脅迫對菘藍種苗中MDA含量的影響Fig.5 Effects of different concentrations of salt stress on MDA content in Isatis Indigotica

3 討論與結論

NaHCO3是我國鹽堿地區堿害的重要組成成分，研究表明，在黑龍江省大慶地區鹽堿土壤類型中HCO32-是主要的陰離子成分，其次為SO42-和Cl-，土壤堿化度與交換性Na+呈極顯著正相關[5]。劉丹[1]研究了NaHCO3對板藍根種子萌發的影響，結果表明種子的發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數均隨著NaHCO3濃度的升高而降低，這與本試驗研究結果一致，其研究結果也認為當NaHCO3溶液濃度達30 mmol/L時，發芽率即顯著性降低。本試驗研究表明，NaHCO3溶液濃度≤40 mmol·L-1時對板藍根種子萌發的發芽率、發芽勢、發芽指數和種苗鮮重等指標影響較小。高濃度的NaHCO3(≥60 mmol·L-1)鹽處理及NaHCO3與NaCl混合鹽處理顯著抑制板藍根種子萌發，表現為發芽率、發芽勢、發芽指數、單株種苗長和種苗鮮重迅速下降。此外，有人研究了CaCl2[6]、NaCl[6-7]等單一鹽對菘藍種子萌發的影響，研究結論基本一致，即板藍根種子的發芽率、發芽勢、發芽指數等指標均隨著鹽濃度的升高而降低。但從文獻來看，混合鹽對菘藍種子萌發影響研究較少。研究表明，在相同摩爾濃度條件下，NaHCO3對板藍根種子萌發抑制作用大于NaHCO3與NaCl混合鹽。

研究中，板藍根2年陳種子的千粒重為8.927 4 g，平均含水量為6.3%，標準發芽率為86.7%，符合菘藍種子質量標準[7-9]。生產實踐中發現，2年陳種子的發芽率降低，抽薹開花率提高，因此建議農業生產中盡量使用新種子，如果使用陳種子，越冬越夏必須妥善保存，提高播種量，栽培過程中拔除抽薹開花株，以保證板藍根生產質量。

板藍種子發芽率隨著鹽濃度增加呈下降趨勢，發芽率與鹽濃度呈負相關關系。高濃度的鹽脅迫顯著降低板藍根發芽整齊度，種子初始萌發時間晚，且種子萌發高峰期滯后，種苗長度與重量降低，MDA含量上升。2年陳種子的千粒重、含水量和發芽率符合種子的質量標準。