姜昕禹，候伟峰，温 丽，李凤娇，莽春霞，赵力兴，毕盛楠，张 旗

（兴安盟农牧科学研究所，内蒙古 乌兰浩特 137400）

目前，我国盐碱土地面积近1 亿hm2，土地过度开垦、化肥农药过量使用，造成土壤肥力降低甚至退化， 盐碱土地面积和分布区域均呈现持续扩张的趋势［1］。 土壤盐渍化又称土地盐碱化，是由于降水致使地下水位上升，通过毛细作用，使土壤中含盐的水分从地下上升至土壤表层，地表水分蒸发后导致易溶盐分留在地表，发生盐碱化。 土地盐碱化会降低土壤渗透势，使植物在生长过程中遭受盐碱胁迫，造成植物离子失衡、扰乱生理过程、抑制生长、降低质量和产量，严重时甚至导致植物死亡［2］。 土壤盐碱化严重限制了土地的有效利用，使农业综合生产能力降低，阻碍了农牧业发展。

斜茎黄芪（Astragalus laxmannii）又名直立黄芪、沙打旺，是豆科黄芪属多年生草本植物，主要分布于我国西北、东北、华北及西南地区，具有抗旱、抗寒、耐盐、耐贫瘠、根系发达等优良特性。 斜茎黄芪含有较丰富的矿物质、碳水化合物、蛋白质和氨基酸等，营养价值与紫花苜蓿和草木樨接近［3］，是干旱地区普遍推广的具备防风固沙和水土保持功能的优质牧草。研究表明，植物种子在萌发期对温度、湿度、盐浓度、水分等生态因子十分敏感［4］。该研究旨在通过考查斜茎黄芪种子萌发及幼苗生长对不同盐胁迫的适应性， 为探究斜茎黄芪种子萌发期的抗盐机制提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料来源

供试斜茎黄芪种子由兴安盟农牧科学研究所提供。

1.2 试验设计

选取成熟饱满、 大小一致的斜茎黄芪种子用1%次氯酸钠消毒15 min，然后用蒸馏水冲洗干净。将种子置于铺有双层滤纸、 直径为10 cm 的培养皿，每个培养皿50 粒种子。 处理盐类型为NaCl、Na2SO4、Na2CO3，3 种 盐 溶 液 的 处 理 浓 度 均 为0（CK）、10、20、30、40 mmol/L，每个处理设置3 次重复。 培养皿中注入10 mL 培养液，置于25 ℃恒温培养室内，光照强度100 lx，光周期12 h/d，隔天对蒸发的培养液进行补充， 至原有水平。 试验参照《农作物种子检验规程》（GB/T 3543—1995）［5］。 初次计数时间为发芽试验第2 天， 观察记录各处理的种子发芽数； 发芽试验第7 天后连续2 d 发芽数为0 时终止记录。 每个处理随机挑选10 株幼苗，使用游标卡尺测量根长、株高，使用万分之一天平称重。

1.3 计算指标

按照杨丹娜等［6］报道的方法进行指标测定和计算。 发芽率（GR，%）=（发芽种子总数/供试种子总数）×100。 发芽指数（GI）=∑（Gt/Dt），Gt 为t 日种子发芽数，Dt 为相应发芽天数。 发芽势（GP，%）=前4 天发芽种子数/供试种子数×100。 活力指数（VI）=S×GI，S 为幼苗的平均重量。 相对盐害率（%）=（对照发芽率－处理发芽率）/对照发芽率×100。

1.4 数据分析

使用Excel 2010 软件对数据进行整理分析，采用DPS V7.05 统计学软件进行单因素方差分析，利用Duncan′s 法进行多重比较。 试验数据用“平均值±标准差”的形式表示，P<0.05 表示差异显著，P>0.05 表示差异不显著。

2 结果与分析

2.1 不同盐胁迫对斜茎黄芪种子发芽率的影响

由表1 可知，随着盐溶液浓度的升高，3 个处理组斜茎黄芪种子发芽率均呈现逐渐降低趋势。当NaCl 溶液和Na2SO4溶液浓度达到40 mmol/L时， 斜茎黄芪种子的发芽率显著 （P<0.05） 低于CK， 但2 种盐溶液10、20、30 mmol/L 处理组的发芽率与CK 相比无显著 （P>0.05） 差异。 随着Na2CO3溶液浓度的升高， 斜茎黄芪种子发芽率急剧下降，不同处理浓度（含CK）间均存在显著（P<0.05） 差异； 当Na2CO3溶液浓度达到40 mmol/L时，斜茎黄芪种子发芽率仅为9.33%，严重影响了种子发芽。从发芽率指标看，斜茎黄芪种子对3 种盐胁迫的耐受程度表现为：Na2SO4>NaCl>Na2CO3，Na2SO4对斜茎黄芪种子发芽抑制作用最弱。

表1 不同盐胁迫下斜茎黄芪种子的发芽率

2.2 不同盐胁迫对斜茎黄芪种子发芽指数、发芽势、活力指数的影响

发芽指数、发芽势和活力指数可以反映种子生命活力，是体现种子对生长环境耐受性的重要指标。 从表2 可以看出，斜茎黄芪种子发芽指数、发芽势与活力指数随着3 种盐溶液浓度升高，总体呈下降趋势，与发芽率变化的整体趋势基本吻合。

表2 不同盐胁迫下斜茎黄芪种子的发芽指数、发芽势、活力指数

NaCl 溶液20、30、40 mmol/L 处理组的发芽指数显著（P<0.05）低于CK；40 mmol/L 处理组的发芽势显著（P<0.05）低于CK，与其他浓度处理组差异不显著（P>0.05）；40 mmol/L 处理组的活力指数显著（P<0.05）低于CK 和其他浓度处理组。

Na2SO4溶液30、40 mmol/L 处理组的发芽指数显著（P<0.05）低于CK；40 mmol/L 处理组的发芽势显著（P<0.05）低于CK 和其他浓度处理组；40 mmol/L 处理组的活力指数显著（P<0.05）低于10、20 mmol/L 处理组和CK， 与30 mmol/L 处理组的活力指数无显著差异（P>0.05）。

Na2CO3溶液不同浓度处理组（含CK）之间的发芽指数和发芽势均存在显著（P<0.05）差异；4 个浓度处理组的活力指数均显著（P<0.05）低于CK，30、40 mmol/L 处理组的活力指数无显著（P>0.05）差异。

2.3 不同盐胁迫对斜茎黄芪种子相对盐害率的影响

种子在发芽期间受盐胁迫损伤的程度通常用相对盐害率表示。从表3 可以看出，随着3 种盐溶液浓度的增加， 斜茎黄芪种子受盐害的程度逐渐升高。Na2SO4溶液处理下，10、20、30、40 mmol/L 处理组的相对盐害率分别为3.93%、4.30%、6.66%、14.95%， 比相同浓度NaCl 溶液和Na2CO3溶液处理下的相对盐害率分别低1.57%、5.88%、3.57%、2.37%和24.41%、53.18%、65.78%、74.03%。Na2SO4对斜茎黄芪种子盐害程度低于NaCl 和Na2CO3，Na2CO3对斜茎黄芪种子的伤害非常严重， 极大程度上限制了种子的萌发与生长。

2.4 不同盐胁迫对斜茎黄芪种子幼苗株高和根长的影响

如表4 所示，随着盐溶液浓度升高，斜茎黄芪种子幼苗株高和根长总体呈下降趋势， 表明盐溶液对幼苗生长的抑制作用加剧。 NaCl 溶液和Na2SO4溶液40 mmol/L 处理组的幼苗株高和根长显著（P<0.05）低于其他各组；2 种盐溶液10、20、30 mmol/L 处理组的幼苗株高和根长差异均不显著（P>0.05），且3 个浓度处理组与CK 相比差异也均不显著（P>0.05）。 Na2CO3溶液30、40 mmol/L 处理组的幼苗株高显著（P<0.05）低于其他各组（包括CK）；10、20 mmol/L 处理组的幼苗株高显著（P<0.05） 低于CK；Na2CO3溶液不同处理组的幼苗根长均存在显著差异（P<0.05），随浓度增加，幼苗根长显著降低（P<0.05）。

表4 不同盐胁迫下斜茎黄芪幼苗的株高、根长

此外， 在相同浓度梯度下，Na2SO4处理组根长均高于NaCl 溶液和Na2CO3溶液处理组；当Na2SO4溶液浓度为10 mmol/L 时根长为33.78 mm，较CK 组根部长5.50%，表示对斜茎黄芪幼苗根部生长起到了促进作用。 随着Na2CO3溶液浓度提高，斜茎黄芪幼苗株高和根长生长受抑制程度加剧； 在Na2CO3浓度为40 mmol/L 时，幼苗株高较相同浓度NaCl 溶液、Na2SO4溶液处理组分别降低37.71%、37.09%；幼苗根长较相同浓度NaCl 溶液、Na2SO4溶液处理组分别降低62.32%、68.23%。

综上，斜茎黄芪在幼苗生长期间对Na2CO3耐受性较低。

3 讨论

在自然环境中盐碱胁迫植物生长并非单一因素所决定， 发生盐碱化通常分为中性和碱性两大类，盐碱土壤中Na+、CO32-、HSO3-、Cl-等多种离子协同作用于植物种子的萌发。 据相关研究表明，NaCl、Na2SO4两种中性盐在种子萌发过程中主要的胁迫因素是Na+与高浓度盐分，使种子发生渗透胁迫、离子毒害，影响种子正常的萌发与生长［7］；而Na2CO3属于碱性盐，除离子与高渗透压的胁迫外，高pH 值对种子萌发以及幼苗根冠的生理功能产生毒害，影响种子正常发育［8］。

3.1 盐胁迫对斜茎黄芪种子萌发的影响

该研究中， 通过3 种单盐胁迫试验结果发现，随着盐浓度升高，种子的发芽率、发芽指数、发芽势、活力指数总体呈现下降趋势。 结果表明，Na2CO3对斜茎黄芪种子的相对盐害率要严重高于NaCl、Na2SO4， 一方面原因是高浓度盐分以及Na+会破坏种子细胞膜的通透性， 导致细胞膜内外渗透压与离子浓度失衡，进而引发种子在萌发过程中一系列的代谢紊乱问题， 导致细胞失活，降低种子发芽率， 影响幼苗生长［9］； 另一方面，Na2CO3除高浓度盐离子浓度外， 高pH 值也是在种子发芽过程中主要的胁迫因素之一［10］。 盐胁迫与碱胁迫是属于不同的胁迫方式，且在一定程度上具有协同作用， 共同作用于种子整个萌发过程， 这也是导致Na2CO3相对盐害率高于NaCl 和Na2SO4的主要原因。 种子在萌发过程中低浓度盐促使细胞通过调节细胞膜内外的无机离子浓度，进而实现细胞自我渗透调节来抵御外界逆生长环境，进 而 使 种 子 生 长 发 育［11］；而 该 研 究 中，NaCl、Na2SO4两组在盐溶液浓度达到30 mmol/L 时与空白组发芽率无显著性差异（P>0.05），说明斜茎黄芪种子对这两种盐具有良好的耐受性，耐受临界值在30～40 mmol/L， 盐浓度超过40 mmol/L 则会对种子萌发产生较强的抑制作用。

3.2 盐胁迫对斜茎黄芪幼苗生长的影响

该研究发现，随着盐浓度升高，斜茎黄芪幼苗株高和根长整体处于下降趋势。 Na2SO4处理组在盐浓度达到10 mmol/L 时， 幼苗根部长度超过空白组5.5%， 低浓度盐溶液促进了斜茎黄芪根部生长。 樊瑞苹等［12］研究发现，在盐胁迫过程中植物叶片盐害程度要高于根系，主要是因为在植物生长过程中，Na+主要的运输方式是单向运输，因而导致叶片的受离子毒害程度更高，这可能是导致在低浓度盐情况下抑制幼苗株高生长，而促进幼苗根系发育的原因之一。 植物生长发育与根系发育紧密相关，种子抗盐性与在盐胁迫条件下胚根生长变化呈正相关，是评价耐盐碱能力的重要指标［13］。

4 结论

斜茎黄芪种子对3 种盐胁迫的耐受程度为Na2SO4>NaCl>Na2CO3。 低浓度Na2SO4溶液对斜茎黄芪种子的萌发和幼苗生长表现出一定的促进作用，Na2CO3溶液则表现出较强的抑制作用。