王 琛，程 爽，劉千銘，牟晉華，申旭紅

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺(tái)研究院，山東煙臺(tái) 264670）

引言

冰菜（Mesembry-anthemumcrystallinumLinn.）屬番杏科日中花屬番杏科日中花屬，全名為冰葉日中花，是一種新型稀缺特色營(yíng)養(yǎng)保健蔬菜，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在非洲、亞洲西部和歐洲均有分布。冰葉日中花是一類(lèi)耐鹽堿植物，含氨基酸、抗酸化物質(zhì)等機(jī)能性高的物質(zhì)成分，略帶有天然蘋(píng)果的酸味，富含鈉、鉀等礦物質(zhì)，凝聚了白菜、卷心菜、萵苣等的特性，在歐洲一些地方作為蔬菜，是一種高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的蔬菜[1]。冰菜具有極強(qiáng)的抗旱性和耐鹽性，可在與海水同鹽濃度的水溶液中生長(zhǎng)，并吸收土壤里的鹽分，可在島礁區(qū)域及海水倒灌田推廣種植[2]。

鹽度是海水含鹽量的一個(gè)標(biāo)度，是指每千克海水中溶解固體物的總克數(shù)，用S表示。目前已知海水中的元素有80種以上，這些元素在海水中的含量是極不平衡的，其主要元素（含量在1mg/L以上的）有11種（氯、硫、碳、溴、硼、鈉、鎂、鈣、鉀、鍶、氟），它們?cè)诤Ｋ腥芙恹}類(lèi)中的占比超過(guò)99%。海水中除含有Na、Cl元素外還含約有80種元素，其對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育將會(huì)產(chǎn)生重要的影響[3]。

目前國(guó)內(nèi)對(duì)于冰菜種子萌發(fā)的研究有種子采收期蒴果成熟度烘干溫度和時(shí)間[4]、NaCl濃度[5-6]，以及播種穴盤(pán)規(guī)格[7]對(duì)種子萌發(fā)率的影響等。其中劉慧穎[5]的研究表明NaCl對(duì)冰菜種子的萌發(fā)有抑制作用，榮海燕[6]的研究表明一定濃度的NaCl對(duì)冰菜種子萌發(fā)有促進(jìn)作用。國(guó)外對(duì)于冰菜生長(zhǎng)的研究多集中在冰菜耐鹽機(jī)理的研究，如冰菜內(nèi)多倍性[8]、NaCl促進(jìn)生長(zhǎng)機(jī)制[9]以及鹽分適應(yīng)性響應(yīng)過(guò)程中能量變化[10]等，也有部分關(guān)于各非生物因素對(duì)多種鹽沼植物的生長(zhǎng)影響實(shí)驗(yàn)[11-13]。其中包含關(guān)于土壤鹽分含量對(duì)于冰菜種子萌發(fā)、生長(zhǎng)影響的研究，但其研究中只考慮NaCl含量對(duì)冰菜種子萌發(fā)的影響，僅設(shè)置四組鹽度梯度，且各組之間NaCl含量相差較大，冰菜種子萌發(fā)率皆隨鹽分的升高而降低。

冰菜具有極強(qiáng)的抗旱性和耐鹽性，可在與海水同鹽濃度的水溶液中生長(zhǎng)，并吸收土壤里的鹽分，可在島礁區(qū)域及海水倒灌田推廣種植。目前，中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所已針對(duì)冰菜耐海水性做了相關(guān)生理生化研究，明確冰菜可適應(yīng)全海水灌溉栽培[2]；同時(shí)，隨著我國(guó)土壤鹽地面積的不斷擴(kuò)大，土壤鹽漬化問(wèn)題正嚴(yán)重制約著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展及良好生態(tài)環(huán)境的維持[14]，冰菜作為一種耐鹽堿作物，展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。本次研究主要通過(guò)設(shè)置系列濃度梯度海水，探究海水鹽度對(duì)于冰菜種子萌發(fā)的影響，為冰菜全海水培育、海水倒灌田引種修復(fù)提供參考，同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出兩點(diǎn)后續(xù)研究的思路。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用冰菜種子購(gòu)自壽光金鵬種業(yè)公司，經(jīng)過(guò)福美雙滅菌。使用浙江藍(lán)海星鹽制品有限公司生產(chǎn)的速溶海水晶配置不同鹽度的海水。

供試儀器：一次性培養(yǎng)皿，無(wú)菌紗布，光學(xué)鹽度計(jì)，鑷子。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種子放置

設(shè)置0-10號(hào)共11個(gè)組別，每組設(shè)置三次平行，共33個(gè)培養(yǎng)皿，每個(gè)培養(yǎng)皿內(nèi)墊四層無(wú)菌紗布，紗布上放置36粒種子將裝置至于背陰室內(nèi)板架上，在開(kāi)口一側(cè)加遮光板，使種子處于全遮光狀態(tài)。

1.2.2 海水溶液配置

使用藍(lán)海星研制品有限公司生產(chǎn)的“藍(lán)海星”牌速溶海水晶，配制鹽度為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10（單位：ppt下同）（ppt是Part per-thousand的縮寫(xiě)，是指千分當(dāng)量，也可用‰替代，有關(guān)文獻(xiàn)會(huì)用ppt表示鹽度）的海水，貼標(biāo)簽、備用。以蒸餾水作對(duì)照，編號(hào)0。實(shí)驗(yàn)時(shí)定時(shí)將所配置溶液對(duì)應(yīng)滴加到0-10組，使紗布始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

本實(shí)驗(yàn)正式實(shí)驗(yàn)時(shí)間為2019.9.21-2019.9.29，試驗(yàn)期間于每日同一時(shí)間記錄各組的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)。

發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率的測(cè)定：每隔24h記錄一次各組發(fā)芽種子數(shù)，發(fā)芽的標(biāo)準(zhǔn)為胚芽與胚軸等長(zhǎng)[4]。在試驗(yàn)過(guò)程中使紗布保持濕潤(rùn)狀態(tài)。分別以3d、8d內(nèi)各組發(fā)芽狀況作為各組種子的發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率[15]。發(fā)芽勢(shì) =3d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù) ×100%發(fā)芽率 = 8d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù) ×100%

1.4 數(shù)據(jù)測(cè)定

使用Microsoft Excel2010進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄、并作圖，使用SPSS V18進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

本實(shí)驗(yàn)測(cè)得冰菜種子在不同鹽度條件下的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率如表1所示。

表1 不同鹽度海水對(duì)冰菜種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率的影響

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出各組發(fā)芽勢(shì)在0.05水平上沒(méi)有顯著性差異；鹽度為5的組別發(fā)芽率與鹽度為2、8、9、10的組別在0.05水平上差異顯著。

圖1和圖2分別展示了鹽度為0-10范圍冰菜種子發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率的變動(dòng)情況。從整體實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，0-3鹽度內(nèi)冰菜種子的發(fā)芽勢(shì)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，在鹽度為3時(shí)，發(fā)芽勢(shì)最高，為12.96%，鹽度大于3后種子的發(fā)芽勢(shì)隨鹽度的增加呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。在0-5鹽度內(nèi)，冰菜種子的萌發(fā)率隨鹽度增加呈現(xiàn)上下波動(dòng)的現(xiàn)象，在鹽度為5時(shí)發(fā)芽率最高，為34.26%，鹽度大于5后，種子的發(fā)芽率基本隨鹽度的增加而呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。無(wú)論發(fā)芽勢(shì)還是發(fā)芽率，均在低鹽度范圍內(nèi)分布有較高的數(shù)值。

圖1 不同鹽度海水對(duì)冰菜種子發(fā)芽勢(shì)影響

圖2 不同鹽度海水對(duì)冰菜種子發(fā)芽率的影響

3 討論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果中冰菜整體萌發(fā)率相對(duì)于大多數(shù)經(jīng)濟(jì)作物品種較低。NOE＆ZEDLER研究發(fā)現(xiàn)冰菜與其他鹽沼作物相比有較低的發(fā)芽率[11-12]。本次實(shí)驗(yàn)整體發(fā)芽率也與NOE＆ZEDLER和UYEDA關(guān)于冰菜種子萌發(fā)研究結(jié)果相近[12-13]。與劉慧穎研究相比，空白對(duì)照組萌發(fā)率顯著低于其實(shí)驗(yàn)中萌發(fā)率，但海水脅迫組與其實(shí)驗(yàn)中萌發(fā)率相近；與榮海燕實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果相比，整體萌發(fā)率顯著低于其實(shí)驗(yàn)中整體發(fā)芽率[5-6]。

NOE＆ZEDLER、UYEDA、劉慧穎和榮海燕等人的研究結(jié)果見(jiàn)圖3。

NOE＆ZEDLER所做的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，展示了不同含水量土壤中鹽度對(duì)冰菜種子萌發(fā)率的影響（圖3a），其中，低土壤含水量組發(fā)芽率隨鹽度增加呈現(xiàn)逐漸變低的整體趨勢(shì)，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果整體趨勢(shì)一致，并且發(fā)芽率數(shù)據(jù)較為接近。

UYEDA所做實(shí)驗(yàn)結(jié)果，展示了不同濕度條件下鹽度對(duì)冰菜種子萌發(fā)率的影響（圖3b）。在鹽度為0-10范圍內(nèi)，各組萌發(fā)率均低于40%，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果分布范圍一致。UYEDA研究結(jié)果顯示，20、30鹽度處理組萌發(fā)率為0。其研究結(jié)果表明土壤中NaCl含量過(guò)高會(huì)抑制冰菜種子萌發(fā)。

劉慧穎等人研究了不同濃度NaCl溶液處理組冰菜萌發(fā)數(shù)隨時(shí)間的變化情況（圖3c）?？梢钥闯霰朔N子萌發(fā)率隨NaCl濃度升高而降低，其實(shí)驗(yàn)中空白對(duì)照組萌發(fā)率較高，高于70%，NaCl處理組均低于40%，0.5%、0.7% NaCl濃度處理組萌發(fā)率低于20%，鹽分脅迫處理組總體萌發(fā)率與本次實(shí)驗(yàn)海水脅迫處理組總體萌發(fā)率相近。

榮海燕等人研究了不同濃度NaCl溶液處理下冰菜萌發(fā)數(shù)隨時(shí)間的變化[6]。在NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0%，0.3%，0.6%，0.9%時(shí)，其萌發(fā)率總體較高，均高于80%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于本實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

本次實(shí)驗(yàn)冰菜種子萌發(fā)率分布范圍與榮海燕[6]等人研究結(jié)果差距較大，初步認(rèn)為與實(shí)驗(yàn)過(guò)程中光照條件有直接關(guān)系。冰菜為番杏科植物，而番杏科為喜光植物，喜強(qiáng)光，通常在全光下才能正常生長(zhǎng)[16]。同樣，需光（或喜光）種子的萌發(fā)需要一定的光照，光照不足會(huì)對(duì)此類(lèi)種子的萌發(fā)率造成影響[17]，大多數(shù)小粒種子特別是雜草種子是需光種子，這些小粒種子在沒(méi)受光照之前即使在含水量高的情況下也保持休眠狀態(tài)[18]。目前已經(jīng)證實(shí)光照對(duì)部分鹽生植物種子萌發(fā)有影響，如費(fèi)爾干豬毛菜[19]、聚鹽植物鹽節(jié)木、里海鹽爪爪、鹽爪爪等[20]，全遮光條件下種子的萌發(fā)率低于黑暗與光照交替的環(huán)境。國(guó)內(nèi)關(guān)于光照強(qiáng)度對(duì)冰菜種子萌發(fā)影響的研究尚未見(jiàn)報(bào)道，鑒于本研究結(jié)果與個(gè)別學(xué)者的研究結(jié)果存在較大差異，建議在后期實(shí)驗(yàn)中適當(dāng)增加光照強(qiáng)度因素以進(jìn)一步探究光照強(qiáng)度對(duì)冰菜種子萌發(fā)的影響機(jī)制。

本實(shí)驗(yàn)中鹽度為5時(shí)萌發(fā)率最高（34.3%），在榮海燕探究NaCl對(duì)冰菜種子萌發(fā)率的影響結(jié)果中[6]，通過(guò)換算得出鹽度為5-6時(shí)發(fā)芽率最高，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合。本實(shí)驗(yàn)冰菜種子萌發(fā)率隨鹽度變化所做趨勢(shì)線與劉慧穎研究結(jié)果[5]有一定差異，原因可能為海水中含有的除Na、Cl元素外的其他元素對(duì)冰菜種子萌發(fā)產(chǎn)生影響，但目前尚未見(jiàn)有相關(guān)報(bào)道。

4 結(jié)論

本次實(shí)驗(yàn)研究了海水條件下冰菜種子的萌發(fā)情況。在本實(shí)驗(yàn)條件下，在鹽度為3時(shí)，發(fā)芽勢(shì)最高，為12.96%，在鹽度為5時(shí)發(fā)芽率最高，為34.26%。通過(guò)與他人實(shí)驗(yàn)結(jié)果比對(duì)，為接下來(lái)對(duì)冰菜種子萌發(fā)及生長(zhǎng)發(fā)育研究提供兩點(diǎn)思路。一是探究光照強(qiáng)度對(duì)冰菜種子萌發(fā)率的影響；二是探究除Na、Cl外海水中哪些元素會(huì)對(duì)冰菜種子萌發(fā)產(chǎn)生影響，并探究這些元素對(duì)于冰菜生長(zhǎng)發(fā)育的影響表現(xiàn)及規(guī)律，為鹽堿地冰菜培育提供參考。