劉德浩 廖文莉 鄧仿東 陳智濤 周建芬

（惠州市林業(yè)科學(xué)研究所，廣東 惠州 516001）

鹽漬土是當(dāng)今世界土地問題治理所面臨的重大難題，我國鹽堿化和次生鹽堿化土地面積在4 000 萬hm2以上，并隨著人們對(duì)土地的不斷開發(fā)利用呈現(xiàn)逐年上升的趨勢[1]。通常情況下，當(dāng)土壤含鹽量達(dá)到0.2%～0.5%時(shí)即不利于植物生長，而鹽漬土的土壤含鹽量通常在0.6%～10%之間[2]，這嚴(yán)重制約著農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)。

鹽分是影響植物正常生長的一個(gè)重要環(huán)境因素，鹽分中的Na+和Cl－對(duì)植物生長有較大的危害，高濃度鹽分極易造成特殊離子效應(yīng)的單鹽毒害[3]。在植物生長周期中的種子階段對(duì)不利環(huán)境因素具有較高的耐受性，種子發(fā)芽階段與幼苗生長階段對(duì)鹽脅迫十分敏感和脆弱[4]。鹽脅迫下的種子萌發(fā)是植物在鹽漬土條件下生長發(fā)育的前提，同時(shí)也是植物種群在鹽脅迫條件下自然群落形成與更新的基礎(chǔ)。

苦郎樹（Clerodendrum inerme）具有較高的藥用價(jià)值，同時(shí)也是海岸、河灘和潮汐地營建防護(hù)林的優(yōu)良樹種之一[5-6]。目前，苦郎樹在鹽脅迫下的種子萌發(fā)特性及其耐鹽響應(yīng)機(jī)制尚不明確。該研究以苦郎樹種子為試驗(yàn)材料，分析了不同濃度鹽溶液對(duì)苦郎樹種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、成活率及苗期生長的影響，以期了解苦郎樹種子的耐鹽能力，為沿海地區(qū)科學(xué)培育苦郎樹苗木提供理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

以惠東縣鐵涌鎮(zhèn)沿海原生苦郎樹種群的種子為材料，于2017 年7 月選擇生長健壯、無病蟲害的苦郎樹母樹摘取成熟的果實(shí)，采回后將種子剝離出來，篩選顆粒飽滿、大小均勻、無蟲害的種子置于通風(fēng)干燥處備用。

1.2 發(fā)芽試驗(yàn)

供試苦郎樹種子經(jīng)0.1%（w/v）高錳酸鉀溶液消毒30 min，再用去離子水漂洗干凈。分別配制0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、3.0%（w/v）共5 個(gè)不同濃度梯度的NaCl 溶液，選擇去離子水為對(duì)照（CK）。采用濾紙培養(yǎng)皿法將已消毒的供試種子隨機(jī)均勻的置于鋪有3 層濾紙的圓形培養(yǎng)皿中，每盒30 粒，分別加入20 ml 不同濃度的NaCl 溶液，3 次重復(fù)[7]。之后將培養(yǎng)皿移入人工氣候箱中培養(yǎng)，溫度設(shè)定25℃，全光照條件下培養(yǎng)。每3 d 更換對(duì)應(yīng)濃度的NaCl 溶液，以保持穩(wěn)定的鹽脅迫狀態(tài)。

1.3 測定指標(biāo)

以胚根伸長并達(dá)到種子長度的1/2 作為種子的發(fā)芽標(biāo)志，每24 h 觀察并記錄萌發(fā)情況，試驗(yàn)第7 天計(jì)算發(fā)芽勢，第15 天用游標(biāo)卡尺測量幼苗根長與苗長，單位為mm，第30 天計(jì)算成活率。各指標(biāo)的計(jì)算方法如下[8-11]。

發(fā)芽率（Germination rate, Gr）=n/N×100%；

發(fā)芽勢（Germination potential, Gp）=m/N×100%；

活力指數(shù)（Vigor index, Vi）= Gi×S；

S=試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)供試種子的平均根長+平均苗長；

式中：n為發(fā)芽種子數(shù)，N為種子總數(shù)，m為7 d 內(nèi)的發(fā)芽種子數(shù)，Gt 為第t天時(shí)的發(fā)芽種子數(shù)，Dt為相對(duì)應(yīng)的天數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007 結(jié)合SPSS 21.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對(duì)苦郎樹種子萌發(fā)進(jìn)程的影響

0.5%以下鹽濃度對(duì)苦郎樹種子萌發(fā)有促進(jìn)作用，0.5%以上的鹽濃度降低了苦郎樹種子的萌發(fā)率，而且還影響種子的萌發(fā)進(jìn)程（圖1）。在種子萌發(fā)的15 d 統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，在CK 條件下，種子始芽時(shí)間為4 d，萌發(fā)高峰期為第6 天，發(fā)芽持續(xù)時(shí)間10 d。0.5%鹽濃度處理下，種子的始芽時(shí)間為3 d，萌發(fā)高峰期為5 d。1.0%、1.5%、2.0%、3.0%鹽濃度處理下的種子發(fā)芽率均低于對(duì)照和0.5%鹽濃度處理，且沒有明顯的萌發(fā)高峰日。當(dāng)鹽脅迫濃度超過0.5%時(shí)，種子始芽時(shí)間、發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)均逐漸降低，因此，低濃度NaCl（≤0.5%）脅迫處理對(duì)苦郎樹種子萌發(fā)具有一定的促進(jìn)作用，而高濃度NaCl（＞0.5%）脅迫處理對(duì)苦郎樹種子萌發(fā)具有一定的抑制作用。

圖1 NaCl 脅迫下苦郎樹種子的發(fā)芽率Fig.1 The germination rate of the seeds of Clerodendrum inerme under NaCl stress

2.2 鹽脅迫對(duì)苦郎樹種子萌發(fā)的影響

從表1 可以看出，當(dāng)NaCl 濃度超過0.5%以后，隨著鹽脅迫處理濃度的升高，苦郎樹種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均呈顯著下降趨勢。0.5%鹽濃度脅迫處理下的苦郎樹種子各萌發(fā)指標(biāo)值均優(yōu)于對(duì)照CK，其中發(fā)芽率和活力指數(shù)差異不顯著，發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)差異顯著。在5 個(gè)不同濃度NaCl脅迫處理結(jié)果中，1.0%NaCl 脅迫處理下，苦郎樹的發(fā)芽率為72.22%，比對(duì)照降低了11.11 個(gè)百分點(diǎn)；其發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)分別為57.78%、10.98%、151.66%，與對(duì)照相比，這3 項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)分別下降了7.78、2.32、82.95 個(gè)百分點(diǎn)。因此，當(dāng)NaCl 濃度在1.0%以上時(shí)，苦郎樹種子的各項(xiàng)萌發(fā)指標(biāo)均顯著降低，抑制了苦郎樹的種子萌發(fā)，進(jìn)而影響苦郎樹的規(guī)模化生產(chǎn)。

表1 鹽脅迫下苦郎樹種子萌發(fā)比較Table 1 Effect of salt stress on the germination of Clerodendrum inerme

2.3 鹽脅迫對(duì)苦郎樹種子萌發(fā)后幼苗生長的影響

NaCl 鹽脅迫對(duì)苦郎樹幼苗的成活率有顯著影響（表2）?？嗬蓸溆酌绲某苫盥试?.5%鹽濃度以下時(shí)與CK 無顯著差異，且幼苗長勢也沒有差異，生長良好，說明0.5%鹽濃度對(duì)苦郎樹幼苗發(fā)育的生長不構(gòu)成威脅。當(dāng)NaCl 濃度大于0.5%并逐漸升高時(shí)，苦郎樹幼苗的成活率顯著降低，且長勢較差，生長緩慢，鹽脅迫顯著抑制植株的伸長生長，苗長與根長顯著低于對(duì)照CK 值。當(dāng)NaCl 濃度達(dá)到3%時(shí)，幼苗成活率降低至45.82%，平均苗長與平均根長分別為3.25 mm 和4.21 mm。因此，中高濃度NaCl（＞0.5%）脅迫對(duì)苦郎樹植株的伸長生長有顯著的抑制作用。

表2 鹽脅迫處理下苦郎樹幼苗生長變化Table 2 Effect of NaCl stress on the seedings of Clerodendrum inerme

3 結(jié)論與討論

種子萌發(fā)是植物生長的起源，發(fā)芽能力是種子最重要的傳播品質(zhì)，發(fā)芽指數(shù)決定了種子的播種價(jià)值，活力指數(shù)體現(xiàn)了種子萌發(fā)生長成為正常幼苗的潛在能力[12]。鹽脅迫是通過阻止種子吸水并對(duì)毒害種胚等方式影響種子萌發(fā)。低濃度NaCl（≤0.5%）鹽脅迫對(duì)苦郎樹種子的發(fā)芽率沒有顯著影響，隨著鹽濃度的持續(xù)升高，其發(fā)芽能力逐漸下降，與對(duì)照相比達(dá)到顯著差異。這是因?yàn)榉N子萌發(fā)和幼苗早期生長階段是對(duì)鹽脅迫最敏感的時(shí)期，高濃度NaCl 溶液能夠破壞細(xì)胞質(zhì)膜，降低膜的選擇透過性，細(xì)胞質(zhì)膜選擇透過性降低后將在細(xì)胞中積累大量的Na+、Cl－，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)離子失衡，水勢降低，種子吸水困難，進(jìn)而產(chǎn)生代謝紊亂，不能夠正常萌發(fā)，從而抑制植物生長代謝和正常的生長發(fā)育[13-15]。

種子活力被定義為種子或種批在發(fā)芽和幼苗期間其內(nèi)在活性和表現(xiàn)性能的潛在水平的所有特征之和[16]。影響種子活力的因素可以歸納為遺傳因素和環(huán)境因素兩個(gè)方面，能夠人為控制的環(huán)境因素使得種子活力表現(xiàn)能夠被定量測定，因而在實(shí)際生產(chǎn)中種子活力的概念顯得尤為重要[17-18]。作為評(píng)價(jià)種子播種質(zhì)量的指標(biāo)，活力指數(shù)與發(fā)芽指數(shù)的敏感度比發(fā)芽率高。使用活力指數(shù)比單獨(dú)使用發(fā)芽指數(shù)評(píng)價(jià)種子活力更為科學(xué)有效，是衡量種子活力的一項(xiàng)較為全面的指標(biāo)[16]。

種子萌發(fā)是植物生命周期中的一個(gè)極其重要而又極易受到傷害的生長階段，種子萌發(fā)對(duì)植物后期的生長發(fā)育起著決定性的作用。發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等指標(biāo)能夠反映出種子發(fā)芽的快慢、整齊度以及幼苗生長健壯的潛能，是評(píng)價(jià)種子發(fā)芽能力的重要指標(biāo)[19]。通常情況下，活力高的種子發(fā)芽迅速且整齊，幼苗茁壯，具有較高的生產(chǎn)力。在鹽分脅迫下，耐鹽性好的種子具有較高的生長潛在勢能，在種子幼苗后期的生長階段將有更好的表現(xiàn)[19]。因此，種子在鹽脅迫下的出苗能力能夠作為評(píng)價(jià)其耐鹽性的指標(biāo)[21]。苦郎樹種子在鹽脅迫逆境下能夠萌發(fā)和生長，說明其具有潛在的耐鹽性?？嗬蓸浞N子對(duì)鹽脅迫的耐受性對(duì)其存活與生長發(fā)育至關(guān)重要，種子在鹽脅迫逆境下萌發(fā)是其在鹽漬地生存的基礎(chǔ)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，鹽脅迫對(duì)苦郎樹種子萌發(fā)具有一定影響，且影響程度存在一定差異。低濃度NaCl（≤0.5%）鹽脅迫對(duì)苦郎樹種子發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)有顯著促進(jìn)作用，對(duì)發(fā)芽率和活力指數(shù)的影響不顯著；高濃度NaCl（＞0.5%）鹽脅迫對(duì)苦郎樹種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均有明顯的抑制作用。