海水脅迫對5種豆科植物種子萌發(fā)的影響

林加發(fā)

(廈門萬銀環(huán)境科技有限公司，福建 廈門 361000)

我國鹽堿地占全國土地面積約10%，濱海地區(qū)土壤鹽漬化是影響植物生長發(fā)育的重要因素之一，嚴(yán)重制約了濱海地區(qū)園林景觀的發(fā)展。許多報(bào)道表明，篩選耐鹽性植物，利用生物改良改善環(huán)境是一種綠色有效的方式[1-3]。88%的豆科植物根系能夠與根瘤菌共生[4]，是一種優(yōu)秀的綠肥作物，并且豆科植物根系通常較為發(fā)達(dá)，能夠抗風(fēng)固土[5]，可以作為濱海地區(qū)鹽漬化土壤栽培的先鋒植物。

植物生長周期中最脆弱的階段是種子萌發(fā)期，成功萌發(fā)是植物建植的第一步[6]。目前關(guān)于鹽環(huán)境對種子萌發(fā)影響的研究已有不少，但多數(shù)集中在單一鹽分，主要集中在NaCl和NaHCO3溶液對種子萌發(fā)的影響[7-8]，直接使用自然環(huán)境下的復(fù)合鹽溶液進(jìn)行試驗(yàn)的報(bào)道較少。本試驗(yàn)以銀葉金合歡(Acaciapodalyriifolia)、紅三葉(Oxalisdebilis)、山毛豆(Tephrosiacandida)、木豆(Cajanuscajan)、紫云英(Astragalussinicus)為材料，以海水模擬復(fù)合鹽溶液，通過不同濃度的鹽溶液處理，探討5種豆科植物種子萌發(fā)期的耐鹽性，以期為濱海地區(qū)植物栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)在廈門萬銀環(huán)境科技有限公司實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。銀葉金合歡種子采自廈門萬銀環(huán)境有限公司大嶝苗木基地，紅三葉、山毛豆、木豆、紫云英種子由廈門市德盛鑫旺種苗有限公司提供。試驗(yàn)所用海水取自大嶝碼頭。

1.2 處理設(shè)計(jì)

以稀釋的海水作為復(fù)合鹽溶液，5種豆科植物種子均設(shè)置5個復(fù)合鹽濃度處理，濃度分別為0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%，以蒸餾水為對照(CK)，每個處理重復(fù)3次。選取飽滿的種子，用75%的乙醇消毒6 min，再用蒸餾水沖洗5遍，晾干后置于墊有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，每個培養(yǎng)皿放置50粒種子，加入設(shè)計(jì)濃度的鹽溶液10 mL，置于人工氣候箱中，設(shè)置25 ℃、光照12 h·d-1。試驗(yàn)期間采用稱重法補(bǔ)水，每24 h補(bǔ)充1次，保持濃度穩(wěn)定。

1.3 測定項(xiàng)目與耐鹽性評價(jià)

當(dāng)胚軸長度達(dá)種子長度的一半時記作萌發(fā)，試驗(yàn)期間每天觀察記錄1次，第11天結(jié)束試驗(yàn)。計(jì)算發(fā)芽率、相對發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)。

采用模糊數(shù)學(xué)隸屬法進(jìn)行種子萌發(fā)期耐鹽性評價(jià)，各指標(biāo)隸屬函數(shù)的均值用以評定種子萌發(fā)的耐鹽性。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)芽率

發(fā)芽率的下降程度可以反映種子的耐鹽性。表1表明，隨著復(fù)合鹽濃度增加，5種豆科植物的發(fā)芽率均有所下降，但下降程度有所不同。其中復(fù)合鹽濃度為0.5%時，木豆的發(fā)芽率與對照相比出現(xiàn)顯著下降；復(fù)合鹽濃度為0.7%時，紅三葉與紫云英的發(fā)芽率與對照相比出現(xiàn)顯著下降；復(fù)合鹽濃度為0.9%時，銀葉金合歡與山毛豆的發(fā)芽率與對照組對比出現(xiàn)顯著下降。相對發(fā)芽率，復(fù)合鹽濃度在0.5%時，木豆出現(xiàn)顯著下降；在濃度達(dá)0.7%時，紅三葉出現(xiàn)顯著下降；濃度在0.9%時，銀葉金合歡與紫云英的相對發(fā)芽率出現(xiàn)顯著下降；山毛豆的相對發(fā)芽率在試驗(yàn)設(shè)置的濃度內(nèi)下降幅度未達(dá)到顯著水平。銀葉金合歡、紅三葉、木豆與紫云英在鹽濃度達(dá)到一定值時，相對發(fā)芽率出現(xiàn)較為顯著的下降，而山毛豆的發(fā)芽率下降趨勢較為平緩。

表1 海水脅迫對5種豆科植物種子發(fā)芽率的影響

2.2 發(fā)芽勢

發(fā)芽勢能夠反映種子萌發(fā)的一致性。表2表明，隨著復(fù)合鹽濃度的增加，銀葉金合歡和山毛豆的發(fā)芽勢逐漸下降；紅三葉的發(fā)芽勢呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢；木豆與紫云英的發(fā)芽勢整體來看呈下降趨勢，也有隨鹽濃度上升而上升的段落，但幅度較小，如木豆在含鹽量0.3%時發(fā)芽勢為46.67%，而含鹽量0.5%時上升為47.33%，紫云英在含鹽量0.5%時發(fā)芽勢為76.00%，而含鹽量0.7%時上升為79.33%。與對照的發(fā)芽勢相比，木豆在任意鹽環(huán)境下均有顯著差異；當(dāng)鹽濃度達(dá)0.3%時，銀葉金合歡與紅三葉有顯著差異；當(dāng)鹽濃度達(dá)0.5%時，山毛豆與紫云英有顯著差異。隨著鹽濃度的增加，紅三葉、山毛豆、木豆和紫云英的發(fā)芽勢變化相對較為平緩，而銀葉金合歡的發(fā)芽勢下降較為迅速，說明鹽脅迫對5種豆科植物種子萌發(fā)的影響有所不同。5種豆科植物萌發(fā)期的相對發(fā)芽勢變化規(guī)律與發(fā)芽勢的變化趨勢一致。

表2 海水脅迫對5種豆科植物種子發(fā)芽勢的影響

2.3 發(fā)芽指數(shù)

發(fā)芽指數(shù)能夠反映種子活力，是評價(jià)種子的重要指標(biāo)，發(fā)芽指數(shù)越高表明種子的活力越強(qiáng)。隨著鹽濃度的增加，銀葉金合歡、山毛豆、木豆和紫云英的發(fā)芽指數(shù)逐漸下降，但出現(xiàn)急劇下降所需的鹽濃度有所不同(表3)。銀葉金合歡與木豆在含鹽量0.1%的環(huán)境下發(fā)芽指數(shù)就呈現(xiàn)出顯著的下滑，而山毛豆和紫云英的發(fā)芽指數(shù)分別在鹽濃度達(dá)0.3%、0.5%時出現(xiàn)急劇下降，紅三葉的發(fā)芽指數(shù)隨著鹽濃度的增加，先上升后下降。相對發(fā)芽指數(shù)與發(fā)芽指數(shù)的變化規(guī)律較一致。

表3 海水脅迫對5種豆科植物種子發(fā)芽指數(shù)的影響

2.4 耐鹽性評價(jià)

采用隸屬函數(shù)法對5種豆科植物萌發(fā)期抗鹽性進(jìn)行綜合評價(jià)，采用相對發(fā)芽率、相對發(fā)芽勢、相對發(fā)芽指數(shù)3項(xiàng)指標(biāo)計(jì)算萌發(fā)期抗鹽能力。由表4可知，供試豆科植物種子抗鹽指標(biāo)的平均隸屬值大小排序?yàn)槟径?銀葉金合歡>山毛豆>紅三葉>紫云英，表明供試種子萌發(fā)期抗鹽性最強(qiáng)的為木豆，紫云英的抗鹽性最弱。

表4 5種豆科植物萌發(fā)期測定指標(biāo)的隸屬值

3 小結(jié)與討論

自然狀態(tài)下的鹽環(huán)境通常不是單一鹽分，而不同的鹽分對植物的影響也有所不同，本試驗(yàn)通過海水模擬自然條件下的復(fù)合鹽，以探求復(fù)合鹽脅迫對5種豆科植物種子萌發(fā)的影響。結(jié)果表明，復(fù)合鹽處理下供試種子萌發(fā)期抗鹽性最強(qiáng)的為木豆，最弱的為紫云英。部分植物的部分指標(biāo)在低鹽環(huán)境下與對照相比有所提升，該現(xiàn)象可能與低鹽環(huán)境下的滲透脅迫與離子毒害激活了種子的抗氧化酶有關(guān)，這種情況與板藍(lán)根[9]、丁香[10]等種子萌發(fā)期在鹽環(huán)境中出現(xiàn)的變化相一致。

濱海地區(qū)土壤含鹽量超過0.1%即為鹽化土，0.4%～0.6%即為重度鹽化土，超過0.6%為鹽土[11]，本研究中的5種豆科植物在0.5%的鹽環(huán)境下相對發(fā)芽率超過84.11%，在0.9%的鹽環(huán)境下除紅三葉外，其余4種供試材料發(fā)芽率仍然能超過4成。因此，這5種豆科植物播種前均可通過0.1%～0.3%的鹽溶液進(jìn)行抗鹽鍛煉，增強(qiáng)植物的耐鹽性[12]。若是直接用于播種，則應(yīng)根據(jù)實(shí)際土壤情況，增加播種量以抵消鹽環(huán)境下發(fā)芽率下降的影響。