不同浓度碱盐对王不留行种子萌发的影响论文

2025-01-16 11:52:38 来源: 作者:liziwei
摘要:为研究不同的碱盐溶液浓度对王不留行种子萌发的影响,试验使用不同浓度(20、40、60、80 mmol/L)的碳酸氢钠与碳酸钠混合碱盐溶液(摩尔比9:1)胁迫处理,测定种子的发芽势、发芽率、发芽指数、简化活力指数等指标。结果发现,当混合溶液碱盐浓度为20 mmol/L时种子的发芽势、发芽率和发芽指数最高,随着碱盐浓度升高时种子萌发指标和简化活力指数相应降低。由此可知,王不留行对低浓度的碱盐溶液有一定的耐受性,高浓度的碱盐溶液则抑制种子萌发。
摘要:为研究不同的碱盐溶液浓度对王不留行种子萌发的影响,试验使用不同浓度(20、40、60、80 mmol/L)的碳酸氢钠与碳酸钠混合碱盐溶液(摩尔比9:1)胁迫处理,测定种子的发芽势、发芽率、发芽指数、简化活力指数等指标。结果发现,当混合溶液碱盐浓度为20 mmol/L时种子的发芽势、发芽率和发芽指数最高,随着碱盐浓度升高时种子萌发指标和简化活力指数相应降低。由此可知,王不留行对低浓度的碱盐溶液有一定的耐受性,高浓度的碱盐溶液则抑制种子萌发。
关键词:盐胁迫;种子萌发;发芽率;王不留行
0引言
中草药饲料添加剂具有增强免疫调节、提高动物生产性能、改善畜产品品质、安全无残留等特性,在实际生产中发挥着重要的作用。王不留行是一种绿色、安全的饲料添加剂被用于畜牧养殖中,王不留行中的黄酮苷能够促进雌激素的分泌、乳蛋白的合成,在乳母猪饲粮中添加王不留行黄酮苷,研究结果发现提高了母猪的泌乳性能和泌乳量。
目前,我国盐碱地逐年增加,导致土壤理化性质变差,对植物正常生长和农业生产造成不利的影响,因此改良和利用好盐碱地成为改善生态环境、增加农业生产收入的重要方法。马秀娟等通过研究发现盐胁迫浓度增大时抑制千屈菜和黄花鸢尾种子的发芽率、发芽指数及种子活力指数,且盐浓度越大,抑制作用就越强。马琳通过研究发现,低浓度的盐溶液对牧草种子有一定的促进作用,说明牧草种子对盐环境有一定的耐受能力。本试验以王不留行为研究材料,以碳酸氢钠与碳酸钠的混合溶液胁迫处理,探索在不同浓度碱盐溶液胁迫下对其种子萌发的发芽率、发芽势、发芽指数、简化活力指数等方面的影响,以期为盐碱地筛选宜种植植物、王不留行耐盐碱性提供参考。
1材料与方法
1.1试验材料
本试验材料为王不留行,购买自安国中药材推广站店。碳酸氢钠试剂和碳酸钠试剂购买于比克曼生物试剂企业店。
1.2试验材料处理
选择完整且大小相同的王不留行种子,在次氯酸钠溶液中浸泡20 min,然后以纯化水清洗4~5次,再使用滤纸把种子表层的水份吸干。碱盐溶液为碳酸氢钠与碳酸钠的混合溶液(摩尔比9:1),先配制碱盐溶液母液1 mol/L,再稀释为20、40、60、80 mmol/L 4个浓度梯度,对应试验处理编号为T20、T40、T60、T80。
1.3试验设计
在培养皿中放入双层滤纸,每个培养皿放置挑选好的王不留行种子50粒,试验组是加配置好的碱盐溶液,对照组(CK)是加纯化水,每个处理重复3次,将处理好的培养皿放在光照培养箱中,设置温度25℃,12 h光照和12 h黑暗培养。每天在固定时间采用称量法计算出水分的蒸发量,并添加适量的纯化水确保各处理组的溶液浓度不变[7],每天观察记录种子萌发情况,连续3 d无新种子发芽时统计总发芽率,将第3天的发芽率定为发芽势,第7天发芽率为总发芽率,发芽试验结束后测量幼苗茎长和根长。
1.4指标测定
发芽势(GE)=(第3日发芽种子数/供试种子数)×100%;发芽率(GR)=(第7日萌发种子数/供试种子数)×100%;发芽指数(GI)=∑Gt/Dt(Gt为7 d内每天的种子发芽数,Dt为相应的发芽天数,∑为总和);根长(RL)、茎长(SL):从每个培养皿中取出10棵种苗,使用游标卡尺测量幼苗的根长和茎长;简化活力指数(VI)=GI×生物量(幼苗的总长度)。
1.5数据处理
采用Microsoft Excel进行数据统计、处理、分析和制图,用SPSS 20.0软件进行单因素方差(ANOVA)分析、Duncan法进行多维度比较、Pearson进行指标间的相关性分析。
2结果与分析
2.1不同浓度碱盐溶液对王不留行种子萌发的影响
由图1和图2可知,T20处理组的发芽势和发芽率最高,当随着碱盐溶液浓度的升高,发芽势和发芽率相应的降低。与CK组相比,T20处理组的发芽势提高了17.6%,T40处理组的发芽势降低了14.7%,T60处理组的发芽势降低了17.6%,T80处理组的发芽势降低了39.7%。同时,与CK组相比,T20处理组的发芽率提高了9.0%,T40处理组的发芽率降低了4.2%,T60处理组的发芽率降低了13.8%,T80处理组的发芽率降低了35.3%。
2.2不同浓度碱盐溶液对王不留行种子发芽指数的影响
通过图3可知,T20的发芽指数最高,当随着碱盐溶液浓度的升高,发芽指数呈下降趋势。与CK组相比,T20处理组的发芽指数提高了15.6%,而T40处理组的发芽指数降低了21.5%,T60处理组的发芽指数降低了33.8%,T80处理组的发芽指数降低了50.1%。
2.3不同浓度碱盐溶液对王不留行种子萌发简化活力指数的影响
由图4可知,随着碱盐溶液浓度的升高,简化活力指数是递减的。与CK组相比,T20组的简化活力指数降低了20.3%;T40组简化活力指数降低了67.3%;T60简化活力指数降低了78.4%;T80组简化活力指数降低了98.7%。
2.4不同浓度碱盐胁迫下王不留行种子荫发指标的相关性
由图5统计不同浓度碱盐胁迫下王不留行种子萌发指标,并与CK组指标进行比较,得到王不留行种子萌发的相关指标,由表1可知发芽势与发芽率、发芽指数系呈极显著正相关(p<0.01),发芽势与简化活力指数呈显著正相关(p<0.05);发芽率与发芽指数呈极显著正相关(p<0.01),而发芽率与简化活力指数不显著(p>0.05),发芽指数与简化活力指数呈极显著正相关(p<0.01),说明不同浓度碱盐胁迫下王不留行种子萌发指标有所下降。
3讨论
3.1不同浓度碱盐溶液对王不留行种子萌发的影响
种子萌发的第一步是种子的吸胀作用,盐碱土壤所含的氯化盐、碳酸盐和碳酸氢盐等比正常土壤高,其主要通过渗透胁迫和离子毒害影响种子吸胀萌发,渗透胁迫主要是随着土壤中盐浓度增高,溶液的渗透性就会降低,抑制种子的吸水作用,若盐浓度过高,种子便不能发芽甚至死亡;离子毒害可以影响种子的萌发,它们会削弱种子的渗透能力,从而提高种子的吸收和储存能力,促进种子的萌发,同时盐离子浓度增加到一定范围时就会抑制种子的萌发,当盐离子浓度过高时,种子就不会萌发了。
本试验研究发现T20处理组的发芽势、发芽率最高,与CK组相比,T20处理组的发芽势提高了17.6%,发芽率提高了9.0%,说明当低浓度的碱盐溶液胁迫王不留行种子时,王不留行种子通过调节主动适应一定浓度的碱盐胁迫的环境,降低了种子内部的的渗透势,加快和增强了种子的吸水作用,一定程度上提高了种子内部代谢酶的活性和理化反应,提高了种子的萌发率,随着碱盐溶液浓度的升高,发芽势和发芽率相应的降低,其中T40处理组的发芽势降低了14.7%、发芽率降低了4.2%;T60处理组的发芽势降低了17.6%、发芽率降低了13.8%,T80处理组的发芽势降低了39.7%、发芽率降低了35.3%,当碱盐溶液浓度升高,就会对种子产生渗透胁迫,导致种子吸水困难,种子内部代谢活动受阻,使得种子萌发延迟,表明高浓度的碱盐溶液抑制种子的萌发。
王晓龙等t121研究3种冰草种子萌发期耐盐性发现低浓度盐溶液促进冰草种子萌发,高浓度盐溶液抑制冰草种子萌发,降低了相对发芽率和发芽势,武俊英等究盐胁迫对燕麦种子萌发影响,发现盐溶液浓度越高对燕麦种子的抑制作用就越强;刘吉和周峰等t1si研究表明当NacI浓度升高时,菠菜种子萌发指标会下降,还有彭相植等对植物,徐宁玮等对植物,梁维维等对植物,张佳玲等对草地早熟禾品种,罗志娜等对燕麦研究结果与本研究结果一致。
3.2不同浓度碱盐溶液对王不留行种子发芽指数的影响
发芽指数反映种子萌发的活力,通过数据分析T20的发芽指数最高,与CK组相比,T20处理组的发芽指数提高了15.6%,而T40处理组的发芽指数降低了21.5%,T60处理组的发芽指数降低了33.8%,T80处理组的发芽指数降低了50.1%。表明低浓度的碱盐溶液能在一定范围内提高种子的活力。当种子受到低浓度碱盐溶液胁迫时,种子会通过调节自身的生理生化反应去主动适应,同时一定量的碱盐离子渗透种子时,会使种子内部的渗透势降低,种子吸水作用加快,促进了种子的萌发。但高浓度的碱盐溶液胁迫时,会严重破坏种子细胞的离子代谢平衡,使酶活性降低或失活,抑制了种子萌发甚至导致种子死亡。
吴亦风等发现低浓度的Nazco3、Na2so和混合盐溶液能促进决明种子的萌发,高浓度则抑制种子萌发,kumarA等发现穿心莲种子用盐溶液处理,随着盐溶液浓度的增加,发芽率先上升再下降,并在浓度为100 mmol/L时种子的萌发率最高,表明了一定的盐溶液能促进种子的萌发。毕春竹等用不同浓度的盐碱混合溶液处理沙枣种子,研究结果发现低浓度的盐碱溶液的发芽率、发芽势最高,促进种子萌发,当胁迫浓度增加时明显抑制了种子的萌发;本研究还与高敏等对中华羊茅、聂江力等对狼尾草、王玲丽等[26]对孔雀草、梅新娣等对新疆大叶补血草的研究结果一致。
3.3不同浓度碱盐溶液对王不留行种子简化活力指数的影响
随着碱盐溶液浓度的升高,简化活力指数是递减的。与CK组相比,T20组的简化活力指数降低了20.3%;T40组简化活力指数降低了67.3%;T60简化活力指数降低了78.4%;T80组简化活力指数降低了98.7%。可能是因为在碱盐的逆境胁迫下,王不留行幼苗体内离子之间平衡失调产生大量的活性氧,破坏了活性氧代谢系统的平衡,引起细胞膜脂质过氧化,产生毒性代谢物,破坏了细胞膜的完整性,抑制了细胞的分裂进程,从而抑制了幼苗茎的生长。
4结论
本试验研究表明,混合溶液碱盐浓度为20 mmol/L时种子的发芽势、发芽率和发芽指数都最高,表明低浓度的碱盐溶液促进种子萌发,同时当胁迫浓度增加时,种子萌发指标和简化活力指数呈下降趋势。综上所述,王不留行对低浓度的碱盐溶液有一定的耐受性,高浓度的碱盐溶液则抑制种子萌发,本研究试验可为王不留行耐盐碱研究提供数据支持。
参考文献:
[1]刘泽青,耿怡雯,朱龙龙,等.发酵中草药饲料添加剂在畜禽生产中的研究应用进展[J/OL].畜牧兽医学报,1-14[2024-09-12].1646.003.html.
[2]刘泽华.王不留行的有效成分与提取方法研究[J].农业科技与装备,2022(5):57-58.
[3]王芳芳,武洪志,刁华杰,等.王不留行黄酮苷和葛根异黄酮对哺乳母猪泌乳性能及血清激素和抗氧化指标的影响[J].动物营养学报,2016,28(12):3 977-3 987.
[4]杨瑾,武悦微.盐胁迫对2种景天种子萌发及幼苗生长的影响[J].运城学院学报,2023,41(3):46-50.
[5]马秀娟,杨洁,张凯,等.盐胁迫对千屈菜和黄花鸢尾种子萌发的影响[J].北方园艺,2015(21):90-95.
[6]马琳.NaCl胁迫对牧草种子萌发与幼苗生理生化的影响及耐盐性评价[D].泰安:山东农业大学,2010.
[7]白云,张雨桐.8份大麦种质材料种子萌发期的耐盐性比较[J].草原与草业,2020,32(2):14-17.
[8]管峰.盐胁迫影响豆科牧草种子萌发的生理机制[J].南方农机,2023,54(18):41-43.
[9]马春平,崔国文.10个紫花苜蓿品种耐盐性的比较研究[J].种子,2006(7):50-53.
[10]李孔晨,皇甫江云,卢欣石,等.一年生黑麦草萌发期耐盐性综合评价[J].草地学报,2010,18(3):388-393,398.
[11]李亚莉,马瑞,马彦军,等.盐旱胁迫对盐爪爪种子萌发及幼苗生长的影响[J].草地学报,2023,31(12):3 715-3 723.
[12]王晓龙,李红,米福贵,等.3种冰草种子萌发期耐盐性评价[J].黑龙江畜牧兽医,2021(13):97-101,148.
[13]武俊英,刘景辉,翟利剑,等.不同品种燕麦种子萌发和幼苗生长的耐盐性[J].生态学杂志,2009,28(10):1 960-1 965.
[14]刘吉,黄梦桑,赵敏华,等.NaCl胁迫对菠菜萌发和苗期生理特性的影响[J].上海师范大学学报(自然科学版),2022,51(1):1-8.
[15]周峰,华春.低浓度NaCl对菠菜生长的效应[J].西北农业学报,2008,17(16):127-129,143.
[16]彭钼植,雷春英,吉小敏,等.藜科碱蓬属植物研究进展[J].江西农业学报,2021,33(2):42-46.
[17]徐宁伟,路斌,高慧,等.盐胁迫对两种苋科植物种子萌发的影响[J].干旱区资源与环境,2021,35(8):138-143.
[18]梁维维,张荟荟,贾纳提,等.NaCl胁迫对野生苜蓿种子萌发特性的影响[J].草原与草坪,2021,41(6):105-110.
[19]张佳玲,王丽宏,孙鑫博,等.盐胁迫对15个草地早熟禾品种种子萌发的影响[J].种子,2023,42(2):102-107.
[20]罗志娜,赵桂琴,刘欢.24个燕麦品种种子萌发耐盐性综合评价[J].草原与草坪,2012,32(1):34-38,41.
[21]吴亦凤,胡倚曼,闫翠香,等.不同盐胁迫对决明种子萌发及幼苗生长的影响[J].安徽农学通报,2023,29(Z1):30-36.
[22]Kumar A,Rodrigues V,Verma S,et al.Effect of salt stress on seed germination,morphology,biochemical parameters,genomic template stability,and bioactive constituents of Andrographis paniculata Nees[J].Act a Physiologia e Plantarum,2021,43(4).
[23]毕春竹,肖可,郭子燕,等.混合盐碱胁迫对不同种源沙枣种子萌发的影响[J].北方园艺,2021(16):89-93.
[24]高敏,蔺伟虎,田沛.钠盐胁迫对中华羊茅种子萌发的影响[J].种子,2021,40(5):20-26,32.
[25]聂江力,毛金枫,裴毅,等.盐碱胁迫对狼尾草种子萌发的影响[J].种子,2016,35(12):21-25,31.
[26]王玲丽,石永亮,李小珊,等.混合盐碱胁迫对孔雀草生长的影响[J].北方园艺,2021(12):63-69.
[27]梅新娣,张凤萍,代婷,等.不同胁迫对新疆大叶补血草种子萌发的影响[J].种子.2022,41(1):56-65.
[28]Koca H,Bor M,Ozdemir F,et al.The effect of salt stress on lipid peroxidation,antioxidative enzymes and proline content of sesame cultivars[J].Environmental and Experimental Botany,2006,60(3):344-351.
