景艷莉，王思媛，馮 淇，楊 升

(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)園藝園林學(xué)院，黑龍江 大慶 163319)

0 引 言

板藍(lán)根是十字花科菘藍(lán)屬2年生植物菘藍(lán)(I.indigoticaFort.)，又稱為茶藍(lán)、北板藍(lán)根、大青葉[1]，其干燥根入藥即為“板藍(lán)根”，干燥葉入藥稱為“大青葉”，是清熱、解毒類中藥的代表，具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗內(nèi)毒素及增強(qiáng)人體免疫功能等的作用[2-3]，臨床用量之大堪稱中成藥之最。

種子質(zhì)量和萌發(fā)是板藍(lán)根栽培過程中最重要的環(huán)節(jié)之一。 生產(chǎn)實(shí)踐表明，板藍(lán)根對(duì)北方冷涼氣候條件及蘇打鹽堿土地具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力和耐鹽堿性，黑龍江省大慶地區(qū)已成為全國重要的板藍(lán)根生產(chǎn)基地。但是，因種源不能自給，黑龍江省種植的板藍(lán)根種子主要引自于山西、河北等地。研究北方鹽脅迫條件下對(duì)菘藍(lán)種子萌發(fā)的影響及生產(chǎn)中陳種子是否可以作為生產(chǎn)資料使用對(duì)于板藍(lán)根的栽培生產(chǎn)具有一定的理論意義和實(shí)際意義。以板藍(lán)根2年陳種子為試驗(yàn)材料，以培養(yǎng)皿紙上發(fā)芽法研究板藍(lán)根種子在蘇打鹽及混合鹽脅迫條件下的萌發(fā)特性，旨在揭示板藍(lán)根萌發(fā)期的耐鹽特性，以期為其生產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)，為我國在北方土壤鹽漬化地區(qū)推廣種植板藍(lán)根提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用的板藍(lán)根種子為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上所用的板藍(lán)根的角果，原產(chǎn)地為山西省運(yùn)城市，產(chǎn)于2017年，屬于生產(chǎn)上的2年陳種子，由大慶市紅崗區(qū)晟乾中草藥種植合作社提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 板藍(lán)根2年陳種子千粒重及含水量測定

取潔凈、飽滿的菘藍(lán)種子1 000粒稱重，重復(fù)取樣5次，以電子天平分別進(jìn)行稱重測定，取其平均值即為菘藍(lán)種子的千粒重。用烘干稱重法[4]進(jìn)行種子含水量測定，3次重復(fù)。

種子含水量(%)=(種子鮮重-種子干重)/種子鮮重×100%

1.2.2 不同濃度鹽處理對(duì)板藍(lán)根種子發(fā)芽的影響

將菘藍(lán)種子置于紗網(wǎng)袋中，先后以75%的乙醇和5%的次氯酸鈉溶液各浸泡消毒5 min，以蒸餾水漂洗數(shù)次后繼續(xù)浸種2 h。采用培養(yǎng)皿紙上發(fā)芽法進(jìn)行種子發(fā)芽試驗(yàn)(見表1)。在直徑9 cm 培養(yǎng)皿中墊有2層濾紙，每個(gè)培養(yǎng)皿中放置20粒種子，每天檢查，保持濾紙濕潤，于25℃恒溫培養(yǎng)箱中連續(xù)培養(yǎng)10 d。以蒸餾水為對(duì)照(CK)，每個(gè)處理濃度設(shè)置3次重復(fù)。

表1 試驗(yàn)各處理濃度及編號(hào)Tab.1 Experimental treatment concentration and treatment numbering

發(fā)芽率=第7 d正常發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子數(shù)×100%(以突破種皮1 mm以上為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn))；

發(fā)芽勢=第4 d正常發(fā)展種子粒數(shù)/供試種子數(shù)×100%；

發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt)(Gt為在第t天種子的發(fā)芽粒數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù))；

相對(duì)發(fā)芽率(%) = 鹽處理第7 d的發(fā)芽率/對(duì)照第7 d的發(fā)芽率 ×100%。

1.2.3 不同鹽處理對(duì)板藍(lán)根發(fā)芽種苗的苗長、重量與生理的影響

種子發(fā)芽至第7 d時(shí)，從每個(gè)培養(yǎng)皿中隨機(jī)抽取6株發(fā)芽的菘藍(lán)種苗，以刻度尺測定其種苗長度及鮮重，3次重復(fù)。

丙二醛(MDA)含量測定參照李合生主編的《植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)》[4]中的測定方法。

1.3 數(shù)據(jù)處理及分析

利用Microsoft Excel 2007軟件進(jìn)行圖表制作和數(shù)據(jù)處理，利用DPS 7.05(data processing system)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 板藍(lán)根種子的千粒重與含水量

經(jīng)測定，板藍(lán)根2年陳種子的千粒重為 8.927 3±0.196 9 g，平均含水量為6.3%。

2.2 鹽脅迫對(duì)板藍(lán)根種子萌發(fā)的影響

2.2.1 鹽脅迫對(duì)發(fā)芽率的影響

發(fā)芽率是種子質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，其變化幅度與趨勢可以反映鹽對(duì)種子萌發(fā)的影響(或傷害)程度。由圖1可見，板藍(lán)根2年陳種子(CK)的發(fā)芽率為86.7%，NaHCO3單一鹽及混合鹽處理對(duì)板藍(lán)根種子萌發(fā)有抑制作用，且隨著鹽濃度的增加發(fā)芽率呈下降趨勢。當(dāng)NaHCO3濃度為40 mmol·L-1時(shí)，其相對(duì)發(fā)芽率為96.2%，與對(duì)照基本無差異。當(dāng)鹽濃度大于60 mmol·L-1時(shí)，發(fā)芽率較對(duì)照顯著性降低。由圖2可見，相同摩爾濃度的混合鹽對(duì)發(fā)芽率的抑制作用低于NaHCO3單一鹽。NaHCO3濃度與發(fā)芽率的線性回歸方程為y=-16.72x+121.15，R2=0.929 8；NaHCO3與NaCl混合鹽與種子發(fā)芽率的線性回歸方程為y=-13.27x+120.21，R2=0.836 4。板藍(lán)根發(fā)芽率與鹽濃度呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。

圖1 NaHCO3鹽對(duì)板藍(lán)根種子發(fā)芽率的影響Fig.1 Effect of NaHCO3 salt stress on germination rate of Isatis Indigotica Fort. seeds

圖2 混合鹽對(duì)板藍(lán)根種子發(fā)芽率的影響Fig.2 Effect of mixed salt on germination rate of Isatis Indigotica Fort. seeds

圖3 鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)種子萌發(fā)時(shí)間的影響Fig.3 Effect of seed germinating time of Isatis Indigotica Fort under salt stress

2.2.2 鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)種子發(fā)芽時(shí)間的影響

由圖3可見，對(duì)照(CK)及T1～T4均從第2 d開始萌發(fā)，高濃度混合鹽T5和T6處理組從第3 d開始萌發(fā)。從萌發(fā)曲線的斜率可表現(xiàn)出板藍(lán)根種子的萌發(fā)速率及萌發(fā)高峰期，可見CK和T1～T3組從第2～5 d為萌發(fā)高峰期，而T4、T5和T6組從第5 d后才進(jìn)入萌發(fā)高峰期。從相同摩爾濃度的鹽溶液比較來看(T2與T4組，T3組與T5組)，混合鹽較NaHCO3單一鹽的發(fā)芽率高，但發(fā)芽遲。

2.2.3 鹽脅迫對(duì)板藍(lán)根種子發(fā)芽勢與發(fā)芽指數(shù)的影響

發(fā)芽勢能夠反映種子發(fā)芽的整齊度，發(fā)芽指數(shù)是反映種子在整個(gè)發(fā)芽期綜合活力的指標(biāo)[5]。由表2可見，隨著鹽處理濃度的升高，板藍(lán)根種子的發(fā)芽勢與發(fā)芽指數(shù)均呈下降趨勢。T1處理的發(fā)芽勢與發(fā)芽指數(shù)與CK差異不顯著，其他處理的這兩項(xiàng)指標(biāo)均較CK組顯著降低(P<0.05)，說明高濃度的鹽處理能抑制板藍(lán)根種子萌發(fā)，顯著降低種子發(fā)芽整齊度和活力。從相同摩爾濃度的T2與T4組、T3與T5組鹽溶液比較來看，NaHCO3對(duì)板藍(lán)根種子萌發(fā)的抑制作用高于NaHCO3與NaCl混合鹽。

表2 鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)種子萌發(fā)的影響Tab.3 Effect of salt stress on germination of Isatis Indigotica Fort. seeds

2.3 鹽脅迫對(duì)板藍(lán)根種苗的影響

2.3.1 鹽脅迫對(duì)板藍(lán)根種苗長度與鮮重的影響

由圖4和表3可見，隨著鹽處理濃度的提高，板藍(lán)根種子萌發(fā)形成的種苗長度和鮮重明顯降低。對(duì)照處理的平均每株種苗重32.7 mg，平均苗長9.1 cm。NaHCO3處理濃度為40 mmol·L-1(T1)時(shí)對(duì)單株鮮重雖影響不明顯，但種苗平均長度較對(duì)照明顯減少。處理T2平均每株種苗鮮重較對(duì)照降低了38%，種苗長度降低了30.7%。隨著鹽處理濃度的提高，種苗的長度和鮮重也呈降低趨勢。

圖4 不同濃度的鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)種子萌發(fā)的影響Fig.4 Effects of different concentrations of salt stress on seed germination

表3 不同濃度鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)萌發(fā)種苗的長度與鮮重影響Tab.3 Effect of salt stress on seedling height and fresh weight of Isatis Indigotica Fort.

2.3.2 鹽脅迫對(duì)板藍(lán)根種苗丙二醛(MDA)含量的影響

MDA是植物在逆境條件下發(fā)生膜質(zhì)過氧化作用的產(chǎn)物之一，通常作為膜質(zhì)過氧化指標(biāo)表示細(xì)胞膜質(zhì)過氧化程度和植物逆境條件反應(yīng)的強(qiáng)弱。由圖5可見，板藍(lán)根種苗中MDA含量隨著NaHCO3鹽和NaHCO3與NaCl混合鹽處理濃度的提高而逐漸提高。此外，在鹽溶液相同摩爾濃度條件下的T2和T4、T3和T5組合中，NaHCO3單一鹽脅迫較NaHCO3與NaCl混合鹽脅迫條件下誘導(dǎo)產(chǎn)生的MDA含量高。

圖5 不同濃度鹽脅迫對(duì)菘藍(lán)種苗中MDA含量的影響Fig.5 Effects of different concentrations of salt stress on MDA content in Isatis Indigotica

3 討論與結(jié)論

NaHCO3是我國鹽堿地區(qū)堿害的重要組成成分，研究表明，在黑龍江省大慶地區(qū)鹽堿土壤類型中HCO32-是主要的陰離子成分，其次為SO42-和Cl-，土壤堿化度與交換性Na+呈極顯著正相關(guān)[5]。劉丹[1]研究了NaHCO3對(duì)板藍(lán)根種子萌發(fā)的影響，結(jié)果表明種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均隨著NaHCO3濃度的升高而降低，這與本試驗(yàn)研究結(jié)果一致，其研究結(jié)果也認(rèn)為當(dāng)NaHCO3溶液濃度達(dá)30 mmol/L時(shí)，發(fā)芽率即顯著性降低。本試驗(yàn)研究表明，NaHCO3溶液濃度≤40 mmol·L-1時(shí)對(duì)板藍(lán)根種子萌發(fā)的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和種苗鮮重等指標(biāo)影響較小。高濃度的NaHCO3(≥60 mmol·L-1)鹽處理及NaHCO3與NaCl混合鹽處理顯著抑制板藍(lán)根種子萌發(fā)，表現(xiàn)為發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、單株種苗長和種苗鮮重迅速下降。此外，有人研究了CaCl2[6]、NaCl[6-7]等單一鹽對(duì)菘藍(lán)種子萌發(fā)的影響，研究結(jié)論基本一致，即板藍(lán)根種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)等指標(biāo)均隨著鹽濃度的升高而降低。但從文獻(xiàn)來看，混合鹽對(duì)菘藍(lán)種子萌發(fā)影響研究較少。研究表明，在相同摩爾濃度條件下，NaHCO3對(duì)板藍(lán)根種子萌發(fā)抑制作用大于NaHCO3與NaCl混合鹽。

研究中，板藍(lán)根2年陳種子的千粒重為8.927 4 g，平均含水量為6.3%，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率為86.7%，符合菘藍(lán)種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[7-9]。生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，2年陳種子的發(fā)芽率降低，抽薹開花率提高，因此建議農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中盡量使用新種子，如果使用陳種子，越冬越夏必須妥善保存，提高播種量，栽培過程中拔除抽薹開花株，以保證板藍(lán)根生產(chǎn)質(zhì)量。

板藍(lán)種子發(fā)芽率隨著鹽濃度增加呈下降趨勢，發(fā)芽率與鹽濃度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。高濃度的鹽脅迫顯著降低板藍(lán)根發(fā)芽整齊度，種子初始萌發(fā)時(shí)間晚，且種子萌發(fā)高峰期滯后，種苗長度與重量降低，MDA含量上升。2年陳種子的千粒重、含水量和發(fā)芽率符合種子的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。