胡華冉, 劉 浩, 鄧 綱, 杜光輝, 徐 云, 劉飛虎

(云南大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 云南 昆明 650091)

不同鹽堿脅迫對(duì)大麻種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

胡華冉, 劉 浩, 鄧 綱, 杜光輝, 徐 云, 劉飛虎①

(云南大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 云南 昆明 650091)

采用沙培法和盆栽法， 研究了不同濃度NaCl、Na2SO4、Na2CO3和NaHCO3脅迫對(duì)大麻品種‘云麻5號(hào)’(Cannabissativa‘Yunma 5’)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明：分別用濃度0(CK)、50、100、150、200、250和300 mmol·L-1的4種鹽脅迫處理7 d，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、萌發(fā)指數(shù)和活力指數(shù)以及胚根和胚軸長(zhǎng)總體上隨鹽分濃度的提高逐漸下降；除濃度50 mmol·L-1NaCl和Na2SO4處理組的胚軸長(zhǎng)度顯著高于對(duì)照外，各處理組種子的各指標(biāo)均小于對(duì)照，其中，在100～300 mmol·L-1鹽脅迫條件下種子的各指標(biāo)均與對(duì)照差異顯著(P<0.05)。用濃度0(CK)、100、200和300 mmol·L-1的4種鹽進(jìn)行脅迫處理，隨脅迫時(shí)間延長(zhǎng)(0～24 d)幼苗株高逐漸增大，但各處理組幼苗的株高增幅明顯小于對(duì)照。隨各鹽分濃度的提高，幼苗干質(zhì)量、株高和根長(zhǎng)均逐漸減小且均低于對(duì)照；葉片相對(duì)電導(dǎo)率均逐漸增大且均高于對(duì)照，其中僅100和200 mmol·L-1Na2SO4處理組的葉片相對(duì)電導(dǎo)率與對(duì)照無(wú)顯著差異；各處理組幼苗根冠比也均顯著小于對(duì)照。不同鹽脅迫對(duì)幼苗葉片葉綠素含量(SPAD值)有不同的影響效應(yīng)；其中，各NaCl處理組的SPAD值與對(duì)照無(wú)顯著差異，各Na2SO4處理組的SPAD值均顯著高于對(duì)照；而隨Na2CO3和NaHCO3濃度的提高，SPAD值均逐漸減小并低于對(duì)照。另外，在300 mmol·L-1Na2CO3脅迫條件下幼苗死亡。綜合分析結(jié)果表明：Na2CO3對(duì)大麻種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的脅迫效應(yīng)明顯強(qiáng)于另3種鹽分；大麻對(duì)鹽脅迫的耐性因鹽分類型和濃度而異，且不同發(fā)育期(萌芽期和苗期)大麻對(duì)鹽脅迫的敏感性也有一定差異。

大麻； 鹽堿脅迫； 種子萌發(fā)； 幼苗生長(zhǎng)

鹽脅迫是危害當(dāng)今全球農(nóng)業(yè)區(qū)域的非生物因素之一，對(duì)植物生長(zhǎng)和農(nóng)作物產(chǎn)量有顯著影響。目前，全球近20%的陸地面積以及超過(guò)50%的農(nóng)業(yè)灌溉土地正受到鹽脅迫的危害[1]，且有日趨加重的趨勢(shì)，因此，研究鹽堿脅迫對(duì)植物的影響以及植物的適應(yīng)機(jī)制具有重要意義。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者逐漸重視對(duì)植物鹽堿耐受性的研究，并取得了一定的成果[2-5]。但目前研究者多用NaCl模擬鹽脅迫，而有關(guān)NaHCO3和Na2CO3等堿性鹽脅迫的相關(guān)研究報(bào)道尚不多見(jiàn)。在堿性鹽脅迫環(huán)境中，植物受鹽離子和土壤高pH值雙重脅迫，并且，鹽、堿脅迫具有不同的作用機(jī)制[6]；堿性鹽對(duì)植物的傷害作用通常比中性鹽更復(fù)雜，傷害程度和生態(tài)破壞力也更大[7]。

大麻(CannabissativaLinn.)為一年生草本植物，因其生長(zhǎng)適應(yīng)性強(qiáng)且抗逆性出色而成為在鹽堿地區(qū)推廣的作物之一。中國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系麻類體系“十二五”重點(diǎn)任務(wù)之一是實(shí)現(xiàn)麻類生產(chǎn)向鹽堿地及山坡地轉(zhuǎn)移，但與其他作物相比，目前對(duì)大麻耐鹽性的相關(guān)研究不多，特別缺乏其對(duì)不同鹽堿脅迫適應(yīng)性的研究，阻礙了大麻在鹽堿地的推廣種植。

作者采用萌發(fā)期沙培與苗期盆栽相結(jié)合的方法，研究了不同濃度中性鹽NaCl和Na2SO4以及堿性鹽Na2CO3和NaHCO3對(duì)大麻種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響，以期為大麻耐鹽堿性的研究提供基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試工業(yè)大麻品種‘云麻5號(hào)’(‘Yunma 5’)由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供；供試中性鹽NaCl和Na2SO4、堿性鹽Na2CO3和NaHCO3均為分析純。實(shí)驗(yàn)于2014年在云南大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)基地(帶頂棚)進(jìn)行。

1.2 方法

1.2.1 種子萌發(fā)及脅迫處理 選用NaCl、Na2SO4、Na2CO3和NaHCO34種鈉鹽，分別用蒸餾水配制成濃度0(CK)、50、100、150、200、250和300 mmol·L-1的處理液。在直徑90 mm培養(yǎng)皿中裝入等體積的經(jīng)120 ℃高溫滅菌40 min的細(xì)沙(沙層厚約0.5 cm)，分別均勻擺放大小一致的種子30粒，分別加入14 mL上述不同濃度處理液，置于溫度25 ℃、光照時(shí)間12 h·d-1、光照度4 000 lx的智能人工氣候培養(yǎng)箱(寧波萊?？萍加邢薰旧a(chǎn))中培養(yǎng)，每處理均設(shè)3次重復(fù)。萌發(fā)期間適量補(bǔ)充各處理液以保持濕潤(rùn)環(huán)境及維持處理液濃度。種子萌發(fā)3 d后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)(germination energy，GE)，萌發(fā)7 d后統(tǒng)計(jì)萌發(fā)率(germination percentage，GP)，并計(jì)算萌發(fā)指數(shù)(germination index，GI)和活力指數(shù)(vigor index，VI)，同時(shí)用直尺(精度1 mm)測(cè)量胚根和胚軸長(zhǎng)度。

1.2.2 幼苗盆栽及脅迫處理 選用NaCl、Na2SO4、Na2CO3和NaHCO34種鈉鹽，分別用蒸餾水配制成濃度為0(CK)、100、200和300 mmol·L-1的處理液。為防止根系腐爛，將43 g福美雙拌入120 kg菜園土中；在高16 cm、直徑19 cm的栽培盆中分別裝入3 kg上述菜園土，將土表平整后均勻播種并覆土約0.5 cm，一次性澆透水；每天觀察并根據(jù)土壤濕度進(jìn)行澆水，且每隔1周移動(dòng)栽培盆的位置，以保證各盆光照均勻。出苗1周后間苗，3 d后每盆定植長(zhǎng)勢(shì)基本一致的幼苗12株；待幼苗長(zhǎng)至高約20 cm時(shí)，澆入上述各處理液300 mL進(jìn)行脅迫處理，每4天添加1次處理液，連續(xù)6次。每處理設(shè)3次重復(fù)。

1.2.3 指標(biāo)測(cè)定方法 脅迫處理期間，每8天用卷尺(精度0.1 cm)測(cè)量1次每盆幼苗的株高。脅迫結(jié)束時(shí)(處理25 d)，將各盆幼苗的地上部和地下部分開(kāi)，用卷尺(精度0.1 cm)測(cè)量根長(zhǎng)，并用電子天平(上海越平科學(xué)儀器有限公司，精度1 mg)分別稱量地上部和地下部的鮮質(zhì)量；然后分別置于105 ℃殺青30 min，65 ℃烘干至恒質(zhì)量，分別稱量各盆幼苗地上部和地下部的干質(zhì)量，并計(jì)算根冠比。株高以及地上部和地下部的鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均按盆稱量，根長(zhǎng)按單株測(cè)量，結(jié)果均以平均值計(jì)。

在脅迫結(jié)束時(shí)(處理25 d)，每處理均混合采集大小基本一致的葉片，參照文獻(xiàn)[8]中的浸泡法、使用DDS-306型電導(dǎo)率儀(成都方舟開(kāi)發(fā)公司)測(cè)定浸提液電導(dǎo)率(R1)；然后煮沸30 min，冷卻至室溫后再次測(cè)定電導(dǎo)率(R2)，據(jù)此計(jì)算各處理的相對(duì)電導(dǎo)率。

在脅迫結(jié)束時(shí)(處理25 d)，每盆隨機(jī)取樣5株，以幼苗從上至下第3片葉為樣葉，分別用TYS-A 葉綠素速測(cè)儀(浙江托普儀器有限公司)測(cè)定葉片的葉綠素含量(以SPAD值計(jì))。

1.3 數(shù)據(jù)計(jì)算及處理

按下列公式計(jì)算種子的發(fā)芽勢(shì)(GE)、萌發(fā)率(GP)、萌發(fā)指數(shù)(GI)和活力指數(shù)(VI)以及幼苗根冠比和葉片相對(duì)電導(dǎo)率：GE=(第3天發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù))×100%；GP=(發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù))×100%；GI=∑Gt/Dt(式中，Gt為萌發(fā)7 d時(shí)的發(fā)芽種子數(shù)；Dt為發(fā)芽時(shí)間，即7 d)；VI=GI×S(式中，S為萌發(fā)7 d時(shí)發(fā)芽種子的胚根與胚軸長(zhǎng)度之和)；幼苗根冠比=地下部的干質(zhì)量/地上部的干質(zhì)量；葉片相對(duì)電導(dǎo)率=(R1/R2)×100%。

采用EXCEL 2010軟件進(jìn)行列表、統(tǒng)計(jì)和作圖，運(yùn)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行ANOVA方差分析，采用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果和分析

2.1 不同鹽堿脅迫對(duì)大麻種子萌發(fā)的影響

不同濃度NaCl、Na2SO4、Na2CO3和NaHCO3脅迫處理對(duì)大麻種子萌發(fā)的影響見(jiàn)表1。結(jié)果顯示：隨各鹽分濃度的提高，大麻種子的各項(xiàng)萌發(fā)指標(biāo)以及胚根和胚軸長(zhǎng)度總體上均呈逐漸下降的趨勢(shì)。

由表1可見(jiàn)： 僅50 mmol·L-1NaCl、 Na2SO4、 Na2CO3和NaHCO3處理組以及100 mmol·L-1NaCl、Na2SO4和NaHCO3處理組的種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率總體上與對(duì)照差異不顯著(P>0.05)；而100 mmol·L-1Na2CO3處理組以及150～300 mmol·L-1NaCl、 Na2SO4、Na2CO3和NaHCO3處理組的種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均顯著低于對(duì)照(P<0.05)。

對(duì)胚根長(zhǎng)度的比較結(jié)果顯示：在不同濃度 NaCl、Na2SO4、Na2CO3和NaHCO3脅迫條件下，種子的胚根長(zhǎng)度均小于對(duì)照，且差異達(dá)顯著水平；相比之下，不同濃度Na2CO3和NaHCO3處理對(duì)種子胚根生長(zhǎng)的抑制作用最大，50 mmol·L-1Na2CO3和NaHCO3處理組的胚根長(zhǎng)度分別僅為對(duì)照的9.58%和12.33%，并隨Na2CO3和NaHCO3濃度提高(100～300 mmol·L-1)呈現(xiàn)一定的波動(dòng)變化，但各處理組間無(wú)顯著差異。對(duì)胚軸長(zhǎng)度的比較結(jié)果顯示：低濃度(50 mmol·L-1)NaCl和Na2SO4處理對(duì)胚軸生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用，表現(xiàn)為胚軸長(zhǎng)度顯著大于對(duì)照；但50 mmol·L-1Na2CO3和NaHCO3處理則抑制胚軸生長(zhǎng)，表現(xiàn)為胚軸長(zhǎng)度顯著小于對(duì)照。在150～300 mmol·L-1NaCl、 Na2SO4、Na2CO3和NaHCO3脅迫條件下，種子的胚軸長(zhǎng)度均小于對(duì)照且與對(duì)照的差異達(dá)顯著水平。

由表1還可見(jiàn)：僅在50 mmol·L-1Na2SO4和NaHCO3脅迫條件下種子萌發(fā)指數(shù)與對(duì)照無(wú)顯著差異，其他處理組的種子萌發(fā)指數(shù)均顯著小于對(duì)照。隨4種鹽分濃度的增加，種子的活力指數(shù)均逐漸減小，且各處理組與對(duì)照組間以及各處理組間均有顯著差異。

總體上看，不同鹽分對(duì)大麻種子萌發(fā)具有不同的影響效應(yīng)，其中，Na2CO3的脅迫效應(yīng)明顯強(qiáng)于NaCl、Na2SO4和NaHCO3。

2.2 不同鹽堿脅迫對(duì)大麻幼苗生長(zhǎng)以及葉片的葉綠素含量和相對(duì)電導(dǎo)率的影響

不同濃度NaCl、Na2SO4、Na2CO3和NaHCO3脅迫處理不同時(shí)間對(duì)大麻幼苗株高的影響見(jiàn)圖1；不同濃度NaCl、Na2SO4、Na2CO3和NaHCO3脅迫處理對(duì)大麻幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)、葉片葉綠素含量和葉片相對(duì)電導(dǎo)率的影響見(jiàn)表2。

2.2.1 對(duì)幼苗株高的影響 由圖1可見(jiàn)：隨脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照組的幼苗株高呈逐漸增加的趨勢(shì)，且各時(shí)間段株高的增幅均較大；各鹽分處理組的幼苗株高總體上也呈逐漸增加的趨勢(shì)，但增幅明顯小于對(duì)照。在處理時(shí)間相同的條件下，不同鹽分處理組的幼苗株高隨鹽分濃度增加均呈逐漸降低的趨勢(shì)，其中，在處理的16和24 d各鹽分的不同濃度處理組間幼苗株高均有顯著差異。

處理 Treatment鹽分Saltcomponent濃度/mmol·L-1Concentration發(fā)芽勢(shì)/%Germinationenergy發(fā)芽率/%Germinationpercentage長(zhǎng)度/mm Length胚根Radicle胚軸Hypocotyl萌發(fā)指數(shù)Germinationindex活力指數(shù)Vigorindex NaCl077.7±0.2a92.2±0.1a48.66±0.18a41.33±0.31b44.60±0.43a3968.95±0.52a5076.6±0.3a85.5±0.1a43.33±0.23b53.66±0.26a40.10±0.52b3889.29±0.31b10074.4±0.2a88.8±0.1ab31.66±0.32c40.66±0.41b36.15±0.45c2614.36±0.67c15070.0±0.1b85.5±0.1ab20.00±0.41d20.66±0.35c34.75±0.71c1412.93±0.73d20060.0±0.1c78.8±0.2b17.33±0.29d16.00±0.29c30.85±0.52d1028.23±0.46e25015.5±0.2d50.0±0.3c10.33±0.26e8.33±0.38d12.20±0.44e227.65±0.51f3006.6±0.2e35.5±0.1d9.00±0.33e5.33±0.43d7.32±0.31f104.89±0.66g Na2SO4077.7±0.2a92.2±0.1a48.66±0.18a41.33±0.31b44.60±0.43a3968.95±0.52a5081.1±0.1a92.2±0.2a38.66±0.26b50.66±0.44a42.85±0.56a3827.36±0.63b10071.1±0.1a88.8±0.2a29.33±0.19b12.33±0.29c40.45±0.50b1685.14±0.51c15045.5±0.2b83.3±0.1a19.33±0.25c6.33±0.38d30.35±0.64c778.78±0.39d20017.7±0.3c47.7±0.4b12.00±0.33c2.33±0.45d12.70±0.39d181.99±0.48e2501.1±0.1c18.8±0.2c6.33±0.16d3.00±0.51d3.25±0.34e30.32±0.55f3000.0±0.2c1.1±0.3d1.66±0.11e0.33±0.23e0.00±0.23f0.00±0.23g Na2CO3077.7±0.2a92.2±0.1a48.66±0.18a41.33±0.31a44.60±0.43a3968.95±0.52a5077.7±0.2a87.7±0.2a4.66±0.26b6.66±0.25b39.90±0.62b251.66±0.64b10040.0±0.1b65.5±0.2b1.66±0.33b6.00±0.39b22.40±0.56c171.58±0.58c15013.3±0.2b25.5±0.3c2.00±0.18b3.66±0.16bc9.10±0.33d51.50±0.53d2002.2±0.3c14.4±0.2d5.33±0.21b1.33±0.41c3.10±0.21e20.64±0.61e2500.0±0.1c8.8±0.2d3.66±0.23b0.33±0.28c1.15±0.25ef4.58±0.55f3000.0±0.1c0.0±0.1e0.00±0.19b0.00±0.13c0.00±0.22f0.00±0.23g NaHCO3077.7±0.2a92.2±0.1a48.66±0.18a41.33±0.31a44.60±0.43a3968.95±0.52a5084.4±0.1a92.2±0.2a6.00±0.26b12.33±0.38b43.80±0.54a802.85±0.50b10074.4±0.3a83.3±0.2ab4.66±0.15b6.00±0.34c39.30±0.67b418.93±0.49c15043.3±0.3b80.0±0.2b2.66±0.29b6.00±0.42c29.30±0.53c253.73±0.71d20042.2±0.2b77.7±0.2b3.00±0.22b5.00±0.53c29.00±0.36c232.00±0.63e25014.4±0.3c31.1±0.3c2.33±0.17b3.33±0.22c8.95±0.48d50.65±0.56f3006.6±0.4c18.8±0.2d2.33±0.41b4.66±0.25c5.10±0.23e35.64±0.35g

1)同列中不同的小寫(xiě)字母表示同一鹽分不同濃度處理間差異顯著(P=0.05) Different small letters in the same column indicate the significant difference among different concentration treatments of the same salt component (P=0.05).

由圖1還可以看出：在不同濃度NaCl和Na2SO4脅迫條件下，在處理8、16和24 d時(shí)各處理組的幼苗株高均小于對(duì)照，且差異顯著。在不同濃度Na2CO3脅迫條件下，僅100 mmol·L-1Na2CO3處理8 d時(shí)幼苗株高大于對(duì)照但差異不顯著，其余處理組在不同時(shí)間段的幼苗株高均顯著低于對(duì)照。在不同濃度NaHCO3脅迫條件下，各處理組的幼苗株高在處理8 d時(shí)與對(duì)照無(wú)顯著差異，而在處理16和24 d時(shí)均顯著低于對(duì)照。

綜合比較結(jié)果顯示：在處理前期(8 d)，不同濃度NaCl和Na2SO4脅迫對(duì)大麻幼苗高生長(zhǎng)有顯著抑制作用，不同濃度NaHCO3脅迫則對(duì)大麻幼苗高生長(zhǎng)無(wú)顯著抑制作用，而較低濃度(100 mmol·L-1)Na2CO3處理對(duì)幼苗高生長(zhǎng)有一定促進(jìn)作用，中、高濃度(200和300 mmol·L-1)Na2CO3脅迫則可顯著抑制幼苗高生長(zhǎng)；在處理的中、后期(16和24 d)，不同濃度的4種鹽分脅迫處理對(duì)幼苗的高生長(zhǎng)均有顯著的抑制作用，其中，300 mmol·L-1Na2CO3處理對(duì)幼苗的傷害最大，導(dǎo)致在處理16 d時(shí)供試幼苗死亡?？傮w上看，中、高濃度Na2CO3脅迫處理對(duì)大麻幼苗高生長(zhǎng)的抑制效應(yīng)最大。

不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P=0.05) Different small letters indicate the significant difference (P=0.05). ※: 植株死亡The plant died.

2.2.2 對(duì)幼苗根長(zhǎng)的影響 實(shí)驗(yàn)結(jié)果(表2)表明：隨NaCl、Na2SO4、Na2CO3和NaHCO3濃度的升高，大麻幼苗的根長(zhǎng)均呈逐漸減小的趨勢(shì)且均小于對(duì)照，其中，僅100 mmol·L-1NaCl和Na2SO4處理組幼苗根長(zhǎng)與對(duì)照差異不顯著，其他處理組的幼苗根長(zhǎng)均與對(duì)照差異顯著。此外，相比較而言，不同濃度Na2CO3處理組幼苗根長(zhǎng)的降幅最大。

2.2.3 對(duì)幼苗干質(zhì)量及根冠比的影響 實(shí)驗(yàn)結(jié)果(表2)表明：隨NaCl、Na2SO4、Na2CO3和NaHCO3濃度的升高，大麻幼苗的干質(zhì)量均呈逐漸減小的趨勢(shì)，且均顯著小于對(duì)照。不同濃度Na2SO4和Na2CO3處理組幼苗的根冠比隨濃度升高呈逐漸減小的趨勢(shì)，而不同濃度NaCl和NaHCO3處理組幼苗的根冠比隨濃度升高則呈逐漸減小最后略增大的趨勢(shì)，但各鹽分的不同濃度處理組的幼苗根冠比均顯著小于對(duì)照。通過(guò)比較可見(jiàn)，不同濃度Na2CO3處理組的幼苗干質(zhì)量及根冠比降幅最大。

2.2.4 對(duì)葉片葉綠素含量的影響 實(shí)驗(yàn)結(jié)果(表2)表明：不同濃度的4種鹽分脅迫處理對(duì)大麻幼苗葉片的葉綠素含量具有不同的影響效應(yīng)。不同濃度NaCl處理組的葉片葉綠素含量(SPAD值)略高于或低于對(duì)照，但均與對(duì)照無(wú)顯著差異。不同濃度Na2SO4處理組的SPAD值均高于對(duì)照，且與對(duì)照差異顯著；其中200 mmol·L-1Na2SO4處理組的SPAD值最高，較對(duì)照增加了25.54%。隨Na2CO3和NaHCO3濃度的升高，葉片SPAD值均呈逐漸減小的趨勢(shì)，但二者的影響效應(yīng)有一定差異；100和200 mmol·L-1Na2CO3處理組的葉片SPAD值均顯著低于對(duì)照且這2個(gè)處理組間也有顯著差異(300 mmol·L-1Na2CO3處理組植株死亡，無(wú)SPAD測(cè)定數(shù)據(jù))；在不同濃度NaHCO3處理組中，僅300 mmol·L-1NaHCO3處理組的葉片SPAD值顯著低于對(duì)照，而100和200 mmol·L-1NaHCO3處理組的葉片SPAD值則與對(duì)照無(wú)顯著差異。通過(guò)比較可見(jiàn)，Na2CO3脅迫對(duì)大麻葉片葉綠素含量的影響最明顯。

處理 Treatment鹽分Saltcomponent濃度/mmol·L-1Concentration根長(zhǎng)/cmRootlength幼苗干質(zhì)量/gDryweightofseedling根冠比Root-shootratio葉綠素含量2)Chlorophyllcontent2)相對(duì)電導(dǎo)率/%Relativeelectricalconductivity NaCl024.13±0.45a1.41±0.56a0.10±0.39a28.23±0.26a68.24±0.13c10021.23±0.36a0.87±0.43b0.09±0.53b29.26±0.19a77.26±0.22b20016.33±0.43b0.64±0.62b0.08±0.61c26.03±0.32a82.77±0.16a30016.32±0.21b0.49±0.54c0.09±0.58b25.90±0.22a86.30±0.31a Na2SO4024.13±0.45a1.41±0.56a0.10±0.39a28.23±0.26b68.24±0.13b10021.02±0.52a0.89±0.36b0.09±0.46b32.78±0.28a73.38±0.19ab20014.45±0.39c0.65±0.65b0.08±0.53c35.44±0.11a74.17±0.28ab30010.11±0.28d0.48±0.39c0.07±0.44d32.30±0.16a80.28±0.21a Na2CO3024.13±0.45a1.41±0.56a0.10±0.39a28.23±0.26a68.24±0.13b10011.89±0.39b0.60±0.63b0.08±0.60b19.39±0.33b76.19±0.33a2007.14±0.42c0.38±0.71c0.05±0.49c10.35±0.13c82.35±0.31a3006.82±0.33c0.21±0.53c0.03±0.38d-- NaHCO3024.13±0.45a1.41±0.56a0.10±0.39a28.23±0.26a68.24±0.13b10016.68±0.34b0.89±0.71b0.09±0.44b25.91±0.15a78.05±0.29a20010.93±0.28c0.58±0.63c0.07±0.32d21.57±0.07ab79.47±0.41a30010.69±0.39c0.44±0.52c0.08±0.21c15.28±0.17b85.03±0.31a

1)同列中不同的小寫(xiě)字母表示同一鹽分不同濃度處理間差異顯著(P=0.05) Different small letters in the same column indicate the significant difference among different concentration treatments of the same salt component (P=0.05). “-”: 植株死亡The plant died.

2)葉綠素含量用SPAD值表示 The chlorophyll content is measured by SPAD value.

2.2.5 對(duì)葉片相對(duì)電導(dǎo)率的影響 實(shí)驗(yàn)結(jié)果(表2)表明：隨NaCl、Na2SO4、Na2CO3和NaHCO3濃度的升高，大麻幼苗葉片的相對(duì)電導(dǎo)率均呈逐漸增加的趨勢(shì)。除300 mmol·L-1Na2CO3處理組植株死亡導(dǎo)致無(wú)測(cè)定數(shù)據(jù)外，不同濃度NaCl、Na2CO3和NaHCO3處理組葉片的相對(duì)電導(dǎo)率均顯著高于對(duì)照；而100和200 mmol·L-1Na2SO4處理組的葉片相對(duì)電導(dǎo)率雖高于對(duì)照但與對(duì)照無(wú)顯著差異，僅300 mmol·L-1Na2SO4處理組的葉片相對(duì)電導(dǎo)率顯著高于對(duì)照。表明Na2SO4脅迫處理對(duì)大麻葉片質(zhì)膜透性的影響最小。

3 討論和結(jié)論

鹽脅迫對(duì)植物種子萌發(fā)具有明顯的抑制作用，而且隨濃度提高，其抑制程度逐漸增大[9-10]；但也有研究結(jié)果顯示，低濃度鹽處理可促進(jìn)部分植物種子的萌發(fā)[11-15]。本研究中，在50 mmol·L-1NaCl和Na2SO4脅迫條件下大麻種子的胚軸長(zhǎng)度顯著高于對(duì)照，反映出大麻種子萌發(fā)對(duì)低濃度中性鹽脅迫有一定的適應(yīng)性。不同類型的鹽分對(duì)大麻種子萌發(fā)具有不同的影響效應(yīng)，其中，堿性鹽脅迫對(duì)大麻種子萌發(fā)的影響效應(yīng)大于中性鹽，這可能與堿性鹽脅迫具有鹽離子及高pH 值的雙重影響[16]有關(guān)；不同濃度Na2CO3處理對(duì)大麻種子的萌發(fā)指數(shù)與活力指數(shù)有顯著影響，也部分驗(yàn)證了這一結(jié)果，且與顏宏等[17]和陳冠宜等[18]對(duì)堿地膚〔Kochiascopariavar.sieversiana(Pall.) Ulbr. ex Asch. et Graebn.〕和鹽地堿蓬〔Suaedasalsa(Linn.) Pall.〕的相關(guān)研究結(jié)果一致。另外，作者在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中以一定濃度單鹽溶液代替蒸餾水為發(fā)芽種子提供水分，可能引發(fā)鹽分積累而導(dǎo)致各處理的實(shí)際鹽濃度高于預(yù)設(shè)濃度，對(duì)種子萌發(fā)的抑制作用也更大，這也可能是本研究中大麻萌芽期對(duì)鹽脅迫較敏感的原因之一。

鹽脅迫不僅影響大麻的種子萌發(fā)，對(duì)其幼苗生長(zhǎng)也產(chǎn)生一定的影響，但不同類型及不同濃度鹽分對(duì)大麻幼苗生長(zhǎng)的影響效應(yīng)有差異。研究結(jié)果表明：大麻幼苗對(duì)較低濃度(100 mmol·L-1)鹽脅迫有一定的適應(yīng)性，幼苗能保持一定的生長(zhǎng)量；但在100 mmol·L-1Na2CO3脅迫條件下大麻幼苗的多項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)均顯著降低，并在處理16 d時(shí)基本停止生長(zhǎng)；而用高濃度(300 mmol·L-1)Na2CO3處理16 d時(shí)則導(dǎo)致幼苗死亡，說(shuō)明在供試的4種鹽分中Na2CO3對(duì)大麻幼苗生長(zhǎng)的抑制作用最大。在高濃度(300 mmol·L-1)NaCl、Na2SO4和NaHCO3脅迫條件下大麻幼苗的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)雖然也較對(duì)照顯著降低，但幼苗仍能存活，說(shuō)明NaCl、Na2SO4和NaHCO3這3種鹽分對(duì)大麻幼苗生長(zhǎng)的危害作用小于Na2CO3。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到：在不同鹽分脅迫條件下，隨濃度增加各處理組均出現(xiàn)幼苗根系越來(lái)越細(xì)的現(xiàn)象，且在高濃度脅迫條件下還出現(xiàn)根系腐爛的現(xiàn)象，其中在高濃度Na2CO3脅迫條件下根系腐爛程度最為嚴(yán)重；另外，4種鹽分處理對(duì)大麻幼苗根冠比也均有顯著影響，說(shuō)明鹽、堿脅迫對(duì)大麻根系的生長(zhǎng)也有一定的抑制作用，其中堿性鹽Na2CO3的抑制效應(yīng)更強(qiáng)。在不同濃度中性鹽NaCl和Na2SO4脅迫條件下，大麻幼苗葉綠素含量與對(duì)照無(wú)顯著性差異甚至顯著高于對(duì)照，也表明大麻品種‘云麻5號(hào)’幼苗對(duì)中性鹽脅迫有一定的適應(yīng)性。

對(duì)葉片相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定結(jié)果表明：中性鹽Na2SO4脅迫對(duì)細(xì)胞膜滲透性的影響最小，而其他鹽脅迫條件下葉片相對(duì)電導(dǎo)率較對(duì)照顯著升高，說(shuō)明細(xì)胞膜滲透性增大、細(xì)胞受到較大的傷害。這與苗莉云等[19]在對(duì)鹽地堿蓬相關(guān)研究中獲得的“Na2SO4傷害作用弱于NaCl”的研究結(jié)果相一致。孫小芳等[20]認(rèn)為，在鹽脅迫過(guò)程中起決定性鹽害作用的是Na+；但在本研究中，高濃度Cl-和SO42-對(duì)大麻種子萌發(fā)產(chǎn)生中等程度鹽害，而CO32-則在低濃度條件下就可產(chǎn)生中等程度鹽害，因而，鹽脅迫對(duì)大麻的傷害作用取決于陰離子的類型和濃度，這與吳旭昌[21]對(duì)紅麻(HibiscuscannabinusLinn.)的研究結(jié)果基本一致。

從上述的研究結(jié)果看，在濃度相同時(shí)，不同類型的鹽分對(duì)大麻種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的危害程度不同，其中堿性鹽Na2CO3的危害最大；而同一鹽分因濃度不同對(duì)大麻種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的危害程度也有一定差異。在高濃度(300 mmol·L-1)鹽脅迫條件下，Na2CO3處理導(dǎo)致大麻種子不萌發(fā)和幼苗死亡，但經(jīng)同濃度的其他3種鹽處理后大麻種子仍具有一定的萌發(fā)能力且幼苗也有一定的生長(zhǎng)量，因而，相同濃度的堿性鹽對(duì)植物生長(zhǎng)的抑制作用比中性鹽更明顯，這與劉明久等[22]的研究結(jié)果相一致。300 mmol·L-1Na2SO4處理導(dǎo)致大麻種子的萌發(fā)指數(shù)和活力指數(shù)為0，但同樣脅迫條件下幼苗仍能生長(zhǎng)；300 mmol·L-1NaHCO3處理導(dǎo)致大麻種子的發(fā)芽率在20%以下，但苗期幼苗的存活率達(dá)到90%以上(另文發(fā)表)，表明大麻萌芽期對(duì)鹽脅迫的敏感性更強(qiáng)，這也可能與苗期使用的栽培基質(zhì)有一定的緩沖作用有關(guān)。

綜合分析結(jié)果表明：相同濃度的不同鹽分以及同一鹽分不同的脅迫水平對(duì)大麻種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的危害程度均有差異，而且，大麻的不同發(fā)育階段對(duì)同一鹽脅迫條件也具有不同的敏感性，說(shuō)明大麻對(duì)鹽脅迫的耐性是一個(gè)復(fù)雜的生理生化過(guò)程，且受多種因素的影響，因而，在對(duì)大麻耐鹽性進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)要綜合考慮各種因素的作用。

[1] YAN S P, TANG Z C, SU W A, et al. Proteomic analysis of salt stress-responsiveproteinsinriceroot[J]. Proteomics, 2005, 5: 235-244.

[2] 楊少輝, 季 靜, 王 罡, 等. 鹽脅迫對(duì)植物影響的研究進(jìn)展[J]. 分子植物育種, 2006, 4(3S): 139-142.

[3] KATSCHNIG D, BROEKMAN R, ROZEMA J. Salt tolerance in the halophyteSalicorniadolichostachyaMoss: growth, morphology and physiology[J]. Environmental and Experimental Botany, 2013, 92: 32-42.

[4] ADOLFVI,JACOBSENS-E,SHABALAS.Salttolerance mechanisms in quinoa (ChenopodiumquinoaWilld.)[J]. Environmental and Experimental Botany, 2013, 92: 43-54.

[5] JANICKA-RUSSAK M, KABAA K, WDOWIKOWSKA A, et al. Modification of plasma membrane proton pumps in cucumber roots as an adaptation mechanism to salt stress[J]. Journal of Plant Physiology, 2013, 170: 915-922.

[6] 馬晶晶, 黃蘇珍, 原海燕, 等. NaHCO3脅迫對(duì)喜鹽鳶尾和馬藺生長(zhǎng)及解剖結(jié)構(gòu)的影響[J]. 植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào), 2012, 21(4): 55-61.

[7] 石德成, 殷麗娟. 鹽(NaCl)與堿(Na2CO3)對(duì)星星草脅迫作用的差異[J]. 植物學(xué)報(bào), 1993, 35(2): 144-149.

[8] 陳愛(ài)葵, 韓瑞宏, 李東洋， 等. 植物葉片相對(duì)電導(dǎo)率測(cè)定方法比較研究[J]. 廣東教育學(xué)院學(xué)報(bào), 2010, 30(5): 88-91.

[9] 陳麗珍, 張振文, 宋付平. NaCl脅迫對(duì)不同玉米品種種子萌發(fā)特性的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2009, 37(25): 11917-11919.

[10] 金美芳, 朱曉清. NaCl脅迫對(duì)油菜種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響[J]. 種子, 2009, 28(9): 76-79.

[11] 張鶴山, 劉 洋, 田 宏, 等. 黑麥種子在不同鹽分脅迫下萌發(fā)特性的研究[J]. 種子, 2009, 28(3): 14-17.

[12] 苑澤寧, 石福臣. 鹽脅迫對(duì)互花米草種子萌發(fā)及胚生長(zhǎng)的影響[J]. 云南植物研究, 2008, 30(2): 227-231.

[13] 馬小衛(wèi), 郭春會(huì), 羅 夢(mèng). 核殼、鹽和水分脅迫對(duì)長(zhǎng)柄扁桃種子萌發(fā)的影響[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào), 2006, 21(4): 69-72.

[14] 孫紅葉, 李 利, 劉國(guó)軍, 等. 剛毛檉柳種子萌發(fā)對(duì)鹽分與干旱脅迫的響應(yīng)[J]. 干旱區(qū)地理, 2007, 30(3): 414-419.

[15] 張秀玲, 李瑞利, 石福臣. 鹽脅迫對(duì)羅布麻種子萌發(fā)的影響[J]. 南開(kāi)大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2007, 40(4): 13-18.

[16] 王 萍, 殷立娟, 李建東. 中性鹽和堿性鹽對(duì)羊草幼苗脅迫的研究[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào), 1994, 3(2): 37-43.

[17] 顏 宏, 矯 爽, 趙 偉, 等. 不同大小堿地膚種子的萌發(fā)耐鹽性比較[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2008, 17(2): 26-32.

[18] 陳冠宜, 周美利, 孟國(guó)花, 等. NaCl和Na2CO3對(duì)鹽地堿蓬和小花堿茅幼苗生長(zhǎng)的比較研究[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技, 2010(22): 260-262.

[19] 苗莉云, 張 鵬. NaCl和Na2SO4脅迫對(duì)鹽地堿蓬幼苗生理特征的影響[J]. 北方園藝, 2013(3): 67-70.

[20] 孫小芳, 鄭青松, 劉友良. NaCl脅迫對(duì)棉花種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的傷害[J]. 植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào), 2000, 9(3): 22-25.

[21] 吳旭昌. 不同鹽分對(duì)紅麻種子發(fā)芽的影響[J]. 中國(guó)麻作, 1982(13): 13-16.

[22] 劉明久, 李丁濤. 鹽脅迫對(duì)紅麻種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響[J]. 河南科技學(xué)院學(xué)報(bào), 2011, 39(4): 9-11.

(責(zé)任編輯： 惠 紅)

Effects of different salt-alkaline stresses on seed germination and seedling growth ofCannabissativa

HU Huaran, LIU Hao, DENG Gang, DU Guanghui, XU Yun, LIU Feihu①

(School of Agriculture， Yunnan University， Kunming 650091, China),

J.PlantResour. &Environ., 2015, 24(4): 61-68

By methods of sand culture and pot culture, effects of stresses of NaCl, Na2SO4, Na2CO3and NaHCO3with different concentrations on seed germination and seedling growth ofCannabissativa‘Yunma 5’ were studied. The resultsshowthatwhenstressedbyfoursaltswith concentrations of 0 (CK), 50, 100, 150, 200, 250 and 300 mmol·L-1for 7 d, respectively， germination rate, germination energy, germination index and vigor index, and lengths of radicle and hypocotyl of seeds all are gradually decreasing as rising of salt concentration, and except hypocotyl length in treating groups of NaCl and Na2SO4with concentration of 50 mmol·L-1is significantly higher than that of the control, all indexes of seeds in all treating groups are lower than those of the control, in which, there are significant differences (P<0.05) in all indexes of seeds under 100-300 mmol·L-1salt stresses with the control. Stressed by four salts with concentrations of 0 (CK), 100, 200 and 300 mmol·L-1, respectively, seedling height increases gradually as prolonging of stress time (0-24 d), but its increasing range in all treating groups is obviously smaller than that of the control. As rising of salt concentrations, dry weight, height and root length of seedling decrease gradually and are lower than those of the control;relative electrical conductivity of leaf increases gradually and is higher than that of the control, in which, there is no significant difference in relative electrical conductivity only in treating groups of 100 and 200 mmol·L-1Na2SO4with the control; and root-shoot ratio of seedling in all treating groups is significantly smaller than that of the control. There are various effects of different salt stresses on chlorophyll content (SPAD value) in seedling leaf, in which, there is no significant difference in SPAD value between all NaCl treating groups and the control, and SPAD value in all Na2SO4treating groups is significantly higher than that of the control, while, as rising of concentrations of Na2CO3and NaHCO3, SPAD value reduces gradually and is lower than that of the control. Moreover, seedlings die under stress of 300 mmol·L-1Na2CO3. The result of comprehensive analysis indicates that stress effect of Na2CO3on seed germination and seedling growth ofC.sativais obviously stronger than that of other three salts; resistance ofC.sativato salt stress varies with salt type and salt concentration, and during different development periods (seed germination period and seedling period)， there is a certain difference in sensitivity ofC.sativato salt stress.

CannabissativaLinn.; salt-alkaline stress; seed germination; seedling growth

2015-04-07

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31371678)； 國(guó)家麻類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(CARS-19)

胡華冉(1988—)，女，山東濟(jì)寧人，博士研究生，主要從事大麻耐鹽性研究。

①通信作者 E-mail： dmzpynu@126.com

Q945.78; S563.3

A

1674-7895(2015)04-0061-08

10.3969/j.issn.1674-7895.2015.04.08