閔丹丹，潘 佳，范 燕，王彥榮，胡小文

(草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730020)

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引發(fā)對種子萌發(fā)和幼苗生長特性的影響

閔丹丹，潘 佳，范 燕，王彥榮，胡小文

(草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730020)

以紫花苜蓿(Medicagosativa)種子為材料，以水、PEG-6000溶液(-0.6 MPa)、KNO3溶液(2%)、GA3溶液(100 μmol·L-1) 和CaCl2溶液(2%)為引發(fā)劑，研究各引發(fā)處理后的種子在不同溫度、鹽分和水分脅迫下的萌發(fā)和幼苗生長特性。結(jié)果表明，1)除引發(fā)顯著提高低水勢下以及KNO3引發(fā)顯著促進(jìn)高鹽下的萌發(fā)率外(P<0.05)，引發(fā)對紫花苜蓿在所有溫度、鹽分和水勢下的萌發(fā)率均沒有顯著影響(P>0.05)。2)除CaCl2引發(fā)在10和15 ℃及PEG引發(fā)在高鹽脅迫下的平均萌發(fā)時(shí)間沒有影響外(P>0.05)，引發(fā)均顯著縮短了紫花苜蓿的平均萌發(fā)時(shí)間(P<0.05)。3)引發(fā)對紫花苜蓿在不同溫度、鹽分和水勢脅迫下的根和苗生長的影響不同：水引發(fā)顯著促進(jìn)紫花苜蓿在10 ℃下根的生長， 但在其它條件下對根的生長無顯著作用。水引發(fā)顯著促進(jìn)了紫花苜蓿在10 ℃和高鹽脅迫下苗的生長。但除水引發(fā)外，所有引發(fā)處理均顯著促進(jìn)了紫花苜蓿在低水勢下苗的生長，其中以KNO3引發(fā)效果最好(P<0.05)。

紫花苜蓿；種子引發(fā)；鹽脅迫；水分脅迫

紫花苜蓿(Medicagosativa)是多年生優(yōu)質(zhì)豆科牧草[1]，具有營養(yǎng)價(jià)值高、適口性好、適應(yīng)性強(qiáng)、耐貧瘠等特點(diǎn)，因而廣泛用于栽培草地的建設(shè)[2]。近年來，隨著國家退耕還林還草，振興奶業(yè)苜蓿發(fā)展計(jì)劃等一系列政策的推行，紫花苜蓿栽培草地的建設(shè)達(dá)到空前的高潮[3-4]。但另一方面，作為非糧作物，我國紫花苜蓿主栽區(qū)位于自然條件相對嚴(yán)酷的干旱半干旱區(qū)域，如黃土高原、黃淮海地區(qū)等。由于特殊的氣候條件以及不合理的土地利用措施，干旱化、土壤鹽堿化、沙化已成為上述區(qū)域面臨的主要環(huán)境問題[5-8]，這往往導(dǎo)致紫花苜蓿出苗率低、建植難，因而在一定程度上限制了其在上述區(qū)域的栽培利用。

采用抗逆性強(qiáng)的苜蓿品種或種子播前處理技術(shù)是解決這一問題的主要途徑。種子引發(fā)(seed priming)作為一種播前處理技術(shù)，可以增強(qiáng)種子活力，改善種子發(fā)芽特性，提高種子在田間的出苗率與出苗速率，從而有利于紫花苜蓿的建植[9-14]。紫花苜蓿種子引發(fā)的研究表明，水引發(fā)可以顯著提高種子的發(fā)芽指數(shù)、促進(jìn)幼苗生長，但對最終萌發(fā)率沒有顯著影響[15-16]；PEG引發(fā)可以提高種子早期萌發(fā)率和發(fā)芽指數(shù)[7]；引發(fā)處理能顯著提高種子的發(fā)芽指數(shù)，促進(jìn)鹽逆境下種子萌發(fā)和幼苗生長[6]；KNO3和CaCl2引發(fā)能明顯提高種子活力及幼苗的抗逆性[17]；沙引發(fā)能促進(jìn)鹽脅迫下種子的萌發(fā)和幼苗生長[18]。上述研究為篩選合適的引發(fā)方法，提高紫花苜蓿在不同生境下的建植提供了有益的參考。但值得注意的是，上述研究或者僅僅探討了引發(fā)后未回干種子的表現(xiàn)[7,15]，或者只是就種子在某種引發(fā)處理后在特定條件下的表現(xiàn)進(jìn)行了評價(jià)[6,12-13]?？紤]到種子在引發(fā)后可能的貯藏以及運(yùn)輸，對引發(fā)后回干種子的評價(jià)是必要的。此外，引發(fā)效果不僅受引發(fā)處理的影響，同樣受引發(fā)品種以及種子播種后環(huán)境條件的影響[13-14,19]。因而，在多種條件下開展不同引發(fā)處理效果的比較研究對于篩選合適的引發(fā)方法，從而有針對性地應(yīng)用適宜的引發(fā)技術(shù)具有重要參考價(jià)值。基于此，本研究主要探究各種引發(fā)方法對紫花苜蓿種子回干后在低溫、水勢和鹽脅迫下的萌發(fā)和幼苗生長特性的影響，旨在探索不同環(huán)境條件下適宜的種子引發(fā)技術(shù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

隴東苜蓿和甘農(nóng)3號種子來源于甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，試驗(yàn)前置于4 ℃冷庫貯藏。隴東苜蓿的千粒重是2.023 g，硬實(shí)率為25.8%；甘農(nóng)3號的千粒重是1.972 g，硬實(shí)率為3%。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1引發(fā)方法將5 g種子置入250 mL帶蓋塑料瓶中(蓋上具小孔)，分別加入4.5 mL(種子重量的90%)蒸餾水(H2O)、-0.6 MPa 聚乙二醇(PEG-6000)、2%硝酸鉀(KNO3)、2%氯化鈣(CaCl2)和100 μmol·L-1赤霉素(GA3)，充分混勻后，置于(10±1)℃恒溫培養(yǎng)箱中引發(fā)36 h。引發(fā)期間，每2 h將塑料瓶取出，輕輕搖晃，以確保種子均勻吸水。每引發(fā)處理3個(gè)重復(fù)。引發(fā)36 h后，將引發(fā)種子倒出，平鋪置濾紙上，室內(nèi)(18～23 ℃，相對濕度30%～45%)回干48 h。PEG引發(fā)后，倒去PEG溶液，用自來水輕輕沖洗5次后用吸水紙吸干種子表面水分，如上所述回干48 h。

引發(fā)與回干處理參照范燕等[16]的方法進(jìn)行。引發(fā)劑PEG-6000、KNO3、CaCl2以及GA3的濃度分別參考王彥榮等[7]、 樓堅(jiān)鋒等[6]、 梁帥克等[17]和Galhaut等[20]的研究進(jìn)行設(shè)置。

1.2.2引發(fā)處理對種子萌發(fā)響應(yīng)溫度的影響采用紙上萌發(fā)法，隨機(jī)數(shù)取引發(fā)與對照(CK)種子各50粒、3個(gè)重復(fù)，置于有兩張濕潤濾紙的玻璃培養(yǎng)皿中(直徑9 cm)，分別于10、15和20 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中，12 h/12 h(光照/黑暗)進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)，共持續(xù)14 d。 根據(jù)種子萌發(fā)速率，每12 h或24 h統(tǒng)計(jì)萌發(fā)種子數(shù)，以胚根突出種皮2 mm視為萌發(fā)。第7天測定根長、苗長，每重復(fù)測定5粒種子，計(jì)算其均值。第14天統(tǒng)計(jì)死種子數(shù)、硬實(shí)種子數(shù)和新鮮種子數(shù)。 根據(jù)公式(1)、(2)計(jì)算萌發(fā)率(%)與平均萌發(fā)時(shí)間(d)。

萌發(fā)率=萌發(fā)種子總數(shù)/(總種子數(shù)-硬實(shí)種子數(shù))×100%

(1)

平均萌發(fā)時(shí)間=∑(Ti×Ni)/S

(2)

式中:Ti為天數(shù)，Ni為試驗(yàn)第i天萌發(fā)的種子數(shù)，S為萌發(fā)種子總數(shù)。

1.2.3引發(fā)處理對種子萌發(fā)響應(yīng)鹽分脅迫的影響采用紙上萌發(fā)法，隨機(jī)數(shù)取引發(fā)與對照種子各50粒，3個(gè)重復(fù)，擺放于有兩張濾紙的玻璃培養(yǎng)皿中(直徑9 cm)，分別加入100、200、300 mmol·L-1的NaCl溶液5 mL，置于20 ℃恒溫培養(yǎng)箱中，12 h/12 h(光照/黑暗)進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)，共持續(xù)14 d。為保證種子維持在相對恒定的溶液濃度條件下，封口膜封口，每3 d換一次溶液，萌發(fā)1周后將不再更換溶液，但應(yīng)保證封口膜完整。萌發(fā)率及根長、苗長的測定同1.2.2。

1.2.4引發(fā)處理對種子萌發(fā)響應(yīng)水分脅迫的影響采用紙上萌發(fā)法，隨機(jī)數(shù)取引發(fā)與對照種子各50粒,3個(gè)重復(fù)，擺放于有兩張濾紙的玻璃培養(yǎng)皿中(直徑9 cm)，分別加入-0.3、-0.6、-0.9 MPa的PEG溶液5 mL，置于20 ℃恒溫培養(yǎng)箱中，12 h/12 h(光照/黑暗)進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)，共持續(xù)14 d。為保證種子維持在相對恒定的溶液濃度條件下，用封口膜封口，每3 d換一次溶液，萌發(fā)1周后將不再更換溶液，但應(yīng)保證封口膜完整。萌發(fā)率及根長、苗長的測定同1.2.2。

1.3數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0軟件對紫花苜蓿種子萌發(fā)和幼苗生長數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用Excel 2007繪圖。顯著性檢驗(yàn)采用單因素方差分析(One-way ANOVA)，Duncan法進(jìn)行處理間均值的多重比較。

2　結(jié)果與分析

2.1引發(fā)對種子萌發(fā)響應(yīng)溫度脅迫的影響

2.1.1對種子萌發(fā)的影響除GA3引發(fā)顯著降低甘農(nóng)3號在20 ℃的萌發(fā)率外(P<0.05)，引發(fā)對紫花苜蓿在所有溫度下的萌發(fā)率均沒有顯著影響(P>0.05)(圖1)。與此相反，水、PEG以及GA3引發(fā)均顯著降低了紫花苜蓿在各溫度條件下的平均萌發(fā)時(shí)間(P<0.05)，如20 ℃時(shí)，相比CK，水、PEG以及GA3引發(fā)后隴東苜蓿的平均萌發(fā)時(shí)間分別降低了12.9%、7.7%和8.8%(圖2)，而甘農(nóng)3號則分別降低了14.2%、6.3%和9.1%(圖2)；但CaCl2引發(fā)對隴東苜蓿種子在 10、15 ℃下的平均萌發(fā)時(shí)間沒有顯著影響(P>0.05)(圖2)。

2.1.2對幼苗生長的影響水引發(fā)顯著促進(jìn)隴東苜蓿在10與15 ℃下、甘農(nóng)3號在10 ℃下根的生長(P<0.05)，相比對照分別增長了63.9%、23.6%和42.9%，但對紫花苜蓿在其它條件下根的生長沒有顯著影響。PEG引發(fā)除在20 ℃下顯著促進(jìn)隴東苜蓿根的生長外(P<0.05)，對根的生長無顯著作用(P>0.05)(圖3)。GA3與CaCl2引發(fā)對紫花苜蓿在各溫度下根的生長均無顯著影響(P>0.05)。

水引發(fā)顯著促進(jìn)了隴東苜蓿與甘農(nóng)3號在10 ℃下苗的生長(P<0.05)，較CK分別增加了59.9%和34%，對15與20 ℃下苗的生長無顯著作用(P>0.05)(圖 4)。GA3引發(fā)除顯著促進(jìn)隴東苜蓿在10 ℃下苗的生長外，對苜蓿在其它條件下的生長無顯著促進(jìn)作用。PEG引發(fā)只對隴東苜蓿20 ℃下苗的生長有顯著促進(jìn)作用(P<0.05)。CaCl2引發(fā)對紫花苜蓿幼苗的生長無顯著促進(jìn)作用(圖4)。

圖1　引發(fā)處理對隴東苜蓿和甘農(nóng)3號在10、15和20 ℃下萌發(fā)率的影響Fig.1　Effects of priming on germination of Longdong and Gannong No.3 at 10, 15 and 20 ℃

注：不同小寫字母表示同一溫度下不同引發(fā)處理間差異顯著(P<0.05),相同字母表示引發(fā)處理間差異不顯著(P>0.05)。圖2、圖3和圖4同。

Note：Different lower case letters for the same temperature indicate significant difference among different priming treatments at 0.05 level same lower case letters for the same NaCl treatment indicate no significant difference among different priming treatments at 0.05 level. The same in Fig.2, Fig.3, and Fig.4.

圖2　引發(fā)處理對隴東苜蓿和甘農(nóng)3號在10、15和20 ℃下平均萌發(fā)時(shí)間的影響Fig.2　Effects of priming on average germination time of Longdong and Gannong No.3 at 10, 15 and 20 ℃

圖3　引發(fā)處理對隴東苜蓿和甘農(nóng)3號在10、15和20 ℃下根長的影響Fig.3　Effects of priming on root length of Longdong and Gannong No.3 at 10, 15 and 20 ℃

圖4　引發(fā)處理對隴東苜蓿和甘農(nóng)3號在10、15和20 ℃下苗長的影響Fig.4　Effects of priming on shoot length of Longdong and Gannong No.3 at 10, 15 and 20 ℃

2.2引發(fā)對種子響應(yīng)鹽分脅迫的影響

2.2.1對種子萌發(fā)的影響引發(fā)對紫花苜蓿在鹽脅迫下萌發(fā)的影響隨鹽分濃度、引發(fā)方法以及品種不同而異。隨鹽分濃度的增加，種子萌發(fā)率均呈現(xiàn)下降的趨勢(圖5)。除KNO3引發(fā)在高鹽脅迫下(300 mmol·L-1)比CK的萌發(fā)率顯著提高了52.6%外(P<0.05)，引發(fā)對隴東苜蓿在鹽分脅迫條件下的萌發(fā)率沒有顯著影響(P>0.05)。對于甘農(nóng)3號，GA3引發(fā)顯著降低了低鹽(100 mmol·L-1NaCl)脅迫下的萌發(fā)率，PEG、KNO3和GA3引發(fā)顯著降低中度鹽分(200 mmol·L-1NaCl)脅迫下的萌發(fā)率，較CK分別降低了20.8%、15.3%和15.1%，PEG引發(fā)顯著降低了高鹽(300 mmol·L-1NaCl)脅迫下的萌發(fā)率(P<0.05)，但在其它條件下沒有顯著影響(P>0.05)(圖5)。除PEG、GA3與CaCl2引發(fā)對隴東苜蓿在高鹽脅迫下，以及所有引發(fā)處理對甘農(nóng)3號在高鹽脅迫下的平均萌發(fā)時(shí)間沒有顯著影響外(P>0.05)，引發(fā)都顯著降低了紫花苜蓿在所有鹽分脅迫下的平均萌發(fā)時(shí)間(P<0.05)(圖6)。

2.2.2對幼苗生長的影響除GA3引發(fā)對所有鹽和PEG引發(fā)對高鹽下隴東苜蓿的根長有顯著抑制外(P<0.05)，其它引發(fā)處理對隴東苜蓿的根長沒有顯著影響(P>0.05)。水引發(fā)顯著促進(jìn)甘農(nóng)3號在高鹽脅迫下根的生長，而GA3引發(fā)對所有鹽處理、KNO3引發(fā)對高鹽及PEG對中、高鹽下的甘農(nóng)3號的根長有顯著抑制作用(P<0.05)。其它引發(fā)處理對紫花苜蓿的根長沒有顯著影響(圖7)。

圖5　引發(fā)處理對隴東苜蓿和甘農(nóng)3號在不同鹽分濃度下萌發(fā)率的影響Fig.5　Effects of priming on germination percentage of Longdong and Gannong No.3 under salt stress

注：不同小寫字母表示同一NaCl濃度下不同引發(fā)處理間差異顯著(P<0.05)，相同字母表示引發(fā)處理間差異不顯著(P>0.05)。圖6、圖7和圖8同。

Note：Different lower case letters for the same NaCl treatment indicate significant differences among different priming treatments at 0.05 level, and same lower case letters for the same NaCl treatment indicate no significant difference among different priming treatments at 0.05 level. The same in Fig.6, Fig.7, and Fig.8.

圖6　引發(fā)處理對隴東苜蓿和甘農(nóng)3號在不同鹽分濃度下平均萌發(fā)時(shí)間的影響Fig.6　Effects of priming on average germination time of Longdong and Gannong No.3 under salt stress

PEG引發(fā)顯著促進(jìn)隴東苜蓿在低鹽脅迫下苗的生長(P<0.05)，較CK增加了21.4%，水引發(fā)顯著促進(jìn)隴東和甘農(nóng)3號苜蓿在高鹽脅迫下苗的生長。而GA3引發(fā)對中鹽、PEG引發(fā)對高鹽下的隴東苜蓿苗長有顯著抑制作用，GA3引發(fā)對中鹽、PEG和CaCl2引發(fā)對中和高鹽及KNO3對高鹽下的甘農(nóng)3號的苗長有顯著抑制作用。其它引發(fā)處理對紫花苜蓿苗的生長無影響(圖8)。

圖7　引發(fā)處理對隴東苜蓿和甘農(nóng)3號在不同鹽分濃度下根長的影響Fig.7　Effects of priming on root length of Longdong and Gannong No.3 under salt stress

圖8　引發(fā)處理對隴東苜蓿和甘農(nóng)3號在不同鹽分濃度下苗長的影響Fig.8　Effects of priming on seedling length of Longdong and Gannong No.3 under salt stress

2.3引發(fā)對種子響應(yīng)干旱脅迫的影響

2.3.1對種子萌發(fā)的影響引發(fā)對紫花苜蓿在水分脅迫下萌發(fā)率的影響隨品種、水勢梯度、引發(fā)方法的不同而異。隨脅迫的增強(qiáng)，萌發(fā)率均呈現(xiàn)下降的趨勢。除在-0.3 MPa時(shí)PEG引發(fā)顯著降低甘農(nóng)3號的萌發(fā)率外，引發(fā)對紫花苜蓿在中、高水勢下的萌發(fā)率均沒有顯著影響(P>0.05)。在低水勢(-0.9 MPa)下，除水引發(fā)的隴東苜蓿萌發(fā)率與CK無顯著差異外，其余引發(fā)均顯著提高了紫花苜蓿的萌發(fā)率(P<0.05)(圖9)。引發(fā)均顯著降低了紫花苜蓿在所有水分脅迫下的平均萌發(fā)時(shí)間(P<0.05)(圖10)。

2.3.2對幼苗生長的影響水引發(fā)對紫花苜蓿在各水勢條件下根的生長均無顯著影響(P>0.05)(圖11)。PEG引發(fā)顯著促進(jìn)了紫花苜蓿在低水勢和高水勢下根的生長(P<0.05)，但對其在中水勢條件下的生長無顯著影響。除對高水勢條件下隴東苜蓿根的生長無顯著作用外，KNO3引發(fā)顯著促進(jìn)了紫花苜蓿在各水勢條件下根的生長。除對隴東苜蓿在高水勢條件下、甘農(nóng)3號在中水勢條件下根的生長無顯著促進(jìn)作用外，GA3引發(fā)顯著促進(jìn)了紫花苜蓿不同水勢條件下根的生長。除顯著促進(jìn)紫花苜蓿在低水勢條件下根的生長外，CaCl2引發(fā)對紫花苜蓿在各水勢條件下根的生長無顯著影響(圖11)。

KNO3引發(fā)顯著增加了隴東苜蓿在中低水勢脅迫下苗的生長(P<0.05)，對隴東苜蓿在高水勢下苗的生長沒有顯著影響(P>0.05)。然而，除水引發(fā)外，所有引發(fā)處理均顯著促進(jìn)了隴東苜蓿在低水勢下苗的生長(P<0.05)(圖12)。與此一致，除水引發(fā)外，其它引發(fā)處理均顯著促進(jìn)了甘農(nóng)3號在低水勢下苗的生長(P<0.05)；但KNO3引發(fā)在中水勢下、GA3引發(fā)在高水勢下顯著促進(jìn)了苗的生長(P<0.05)，較CK增幅分別為41.3%和42.1%。

圖9　引發(fā)處理對隴東苜蓿和甘農(nóng)3號在水分脅迫下萌發(fā)率的影響Fig.9　Effects of priming on germination of Longdong and Gannong No.3 under salt stress

注：不同小寫字母表示同一水勢下不同引發(fā)處理間差異顯著(P<0.05)。圖10、圖11和圖12同。

Note：Different lower case letters for the same water potential treatment indicate significant differences among different priming treatments at 0.05 level. The same in Fig.10, Fig.11, and Fig.12.

圖10　引發(fā)處理對隴東苜蓿和甘農(nóng)3號在水分脅迫下平均萌發(fā)時(shí)間的影響Fig.10　Effects of priming on average germination time of Longdong and Gannong No.3 under salt stress

圖11　引發(fā)處理對隴東苜蓿和甘農(nóng)3號在水分脅迫下根長的影響Fig.11　Effects of priming on root length of Longdong and Gannong No.3 under salt stress

圖12　引發(fā)處理對隴東苜蓿和甘農(nóng)3號在水分脅迫下苗長的影響Fig.12　Effects of priming on seedling length of Longdong and Gannong No.3 under salt stress

3　討論

紫花苜蓿種子的萌發(fā)率、萌發(fā)速率及其抗逆性是影響其栽培草地建植的主要因素。種子萌發(fā)和幼苗建成是植物生命周期的關(guān)鍵階段，也是對外界環(huán)境因子反應(yīng)最敏感的時(shí)期之一[21]，其中干旱和土壤鹽漬化是影響植物成功建植的重要因素。引發(fā)能促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長、縮短種子的萌發(fā)時(shí)間、提高種子活力、增強(qiáng)幼苗的抗逆性和建植率[11,22-25]。引發(fā)對種子的萌發(fā)和幼苗生長特性的影響隨引發(fā)方法、萌發(fā)溫度、鹽分和水勢脅迫的不同而有差異[13,19,26-28]。Bradford[29]認(rèn)為在低水勢或其它逆境條件下測定引發(fā)種子的萌發(fā)率是評價(jià)種子引發(fā)效果的有效途徑。本研究顯示，引發(fā)除顯著提高了低水勢下的萌發(fā)率外，對紫花苜蓿的萌發(fā)率均沒有顯著影響(P>0.05)。除CaCl2引發(fā)在10和15 ℃及PEG引發(fā)在高鹽脅迫下的平均萌發(fā)時(shí)間沒有影響外，引發(fā)均顯著降低了紫花苜蓿的平均萌發(fā)時(shí)間(P<0.05)。這與王彥榮等[7]和劉慧霞和王彥榮[15]的研究結(jié)果一致，即引發(fā)顯著縮短了種子的萌發(fā)時(shí)間，但對其最終萌發(fā)率無顯著影響。這表明引發(fā)可以縮短種子的出苗時(shí)間，并集中萌發(fā)，這有利于種子在逆境條件下快速完成萌發(fā)的代謝過程，從而規(guī)避不利因素對種子萌發(fā)的限制。

溫度是控制種子萌發(fā)及生長的主要因子[30-32]，它能夠影響種子的萌發(fā)能力與萌發(fā)速率[33]，適宜的溫度能加速種子吸水，還能促進(jìn)種子內(nèi)的物質(zhì)代謝[34]。本研究顯示，水引發(fā)顯著促進(jìn)紫花苜蓿在低溫(10 ℃)脅迫下的幼苗生長(P<0.05)。這與紫花苜蓿[35]和花椰菜(Brassicaoleracea)[36]種子引發(fā)后，在低溫下水引發(fā)效果較好的結(jié)果一致。這表明水引發(fā)可提高早春和晚秋播種種子的萌發(fā)率和幼苗的成活率，從而獲得高產(chǎn)。

種子的萌發(fā)是從吸水開始的，而鹽脅迫下種子的吸水受到抑制，阻礙種子萌發(fā)[37]。引發(fā)隨鹽脅迫程度的增強(qiáng)，紫花苜蓿種子的萌發(fā)率和幼苗生長均呈現(xiàn)下降的趨勢，這與在玉米(Zeamays)[38]上的研究結(jié)果一致。水引發(fā)顯著促進(jìn)了紫花苜蓿高鹽脅迫下幼苗的生長。這與水引發(fā)能夠增強(qiáng)植物對不良環(huán)境的抵抗能力[35]相一致。PEG引發(fā)顯著降低紫花苜蓿在高鹽脅迫下的幼苗生長。這與對玉米[27]研究結(jié)果一致。

種子在萌發(fā)和幼苗生長階段對干旱脅迫非常敏感[39]。何淼等[40]發(fā)現(xiàn)在超過20% PEG脅迫下，幼苗的膜系統(tǒng)受到嚴(yán)重傷害，甚至造成失水死亡。本研究表明，引發(fā)隨水勢梯度的降低，紫花苜蓿種子的萌發(fā)率和幼苗生長均呈現(xiàn)下降的趨勢，這與秦文靜和梁宗鎖[41]關(guān)于豆科牧草萌發(fā)期對干旱脅迫的響應(yīng)及抗旱性評價(jià)的研究結(jié)果一致。除水引發(fā)外，所有引發(fā)處理均顯著促進(jìn)了紫花苜蓿在低水勢下幼苗的生長，其中以KNO3引發(fā)效果最好。這與王彥榮等[7]關(guān)于紫花苜蓿在低水勢下引發(fā)效果更明顯的結(jié)果一致，這可能與引發(fā)提高種子活力，從而增強(qiáng)了種子的萌發(fā)抗逆性有關(guān)。KNO3和GA3引發(fā)顯著促進(jìn)了紫花苜蓿在各水勢條件下根的生長。CaCl2引發(fā)顯著促進(jìn)了紫花苜蓿在低水勢條件下根的生長。KNO3引發(fā)顯著促進(jìn)了紫花苜蓿在中水勢條件下(-0.6 MPa)苗的生長。這可能與無機(jī)鹽離子對細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)作用有關(guān)。

水引發(fā)可以縮短隴東苜蓿種子在20 ℃條件下的T50，比對照提前了1 d[15]。但本研究發(fā)現(xiàn)，水引發(fā)后種子的T50僅比對照提前了0.34 d(數(shù)據(jù)未顯示)。造成這種差異的原因可能是本研究使用的是引發(fā)后回干種子，而前人研究使用的是未回干種子[15]?？紤]到種子引發(fā)后可能的貯藏或運(yùn)輸問題，因而使用引發(fā)后未回干種子進(jìn)行引發(fā)效果的評估在一定程度上可能高估了引發(fā)的效果。

4　結(jié)論

1)在低溫脅迫下，采用水引發(fā)可以加快幼苗的快速建植，而規(guī)避早春低溫對幼苗的傷害。

2)水引發(fā)顯著促進(jìn)高鹽脅迫下的幼苗生長，可作為鹽堿地的苜蓿播前處理技術(shù)。

3)各引發(fā)處理可顯著提高低水勢下紫花苜蓿種子的萌發(fā)率與萌發(fā)速率，且除水引發(fā)外，所有引發(fā)處理均顯著促進(jìn)了紫花苜蓿在低水勢下幼苗的生長，其中以KNO3引發(fā)效果最好。因而，KNO3引發(fā)可作為干旱條件下苜蓿播種的播前處理方法。

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(責(zé)任編輯武艷培)

Effect of priming on seed germination and seedling growth Min Dan-dan, Pan Jia, Fan Yan, Wang Yan-rong, Hu Xiao-wen

(State Key Laboratory of Grassland Argo-ecosystems, College of Pastoral Agriculture Science and

Technology , Lanzhou University, Lanzhou 730020, China)

Germination and seedling growth ofMedicagosativaseeds primed with H2O, PEG-6000(-0.6 MPa), KNO3(2%), GA3(100 mol·L-1) and CaCl2(2%) were determined under different temperature, salt and water stress. The results showed that: 1) All priming treatments significantly increased germination percentage at low water potential but not under the other conditions except for a significant increase at severe salt stress condition by KNO3priming. 2) Priming significantly decreased the average germination time except for at 10 and 15 ℃ after CaCl2priming, or at high salt stress after PEG priming. 3) Effects of priming on seedling radicle and shoot growth varied with priming treatments, varieties and test conditions. For example, hydropriming significantly increased radicle growth at 10 ℃, but showed no effect under the other conditions. Hydropriming significantly increased shoot growth at 10 ℃ or under severe salt stress condition. In addition to hydropriming, all priming treatment significantly promoted alfalfa shoot growth under low water potential, among which KNO3priming exhibited the optimal effect.

alfalfa; seed priming; salt stress; water stress

Hu Xiao-wenE-mail:huxw@lzu.edu.cn

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2015-12-22接受日期：2016-02-24

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閔丹丹(1991-)，女，陜西洛南人，在讀碩士生，主要從事牧草種子研究。E-mail: mindd13@lzu.edu.cn

胡小文(1980-)，男，湖南洞口人，教授，博士，主要從事草類種子與種質(zhì)資源研究。E-mail: huxw@lzu.edu.cn

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