菜用豌豆种子萌发期对NaCl和NaHCO3盐胁迫响应的比较

张凤银，胡江梅，陈禅友

（江汉大学 生命科学学院；湖北省豆类（蔬菜）工程技术研究中心，湖北 武汉 430056）

豌豆（Pisum sativumL.）属豆科豌豆属，是一年生或两年生的草本植物，有3个变种，即粮用豌豆（Pisum sativumvar.arvensePoir）、菜用豌豆（Pisum sativumvar.Hortense Poir）以及荚用豌豆（Pisum sativumvar.macrocarponSer）。豌豆是高品质蛋白质的重要来源，我国是世界上第二大青豌豆生产国以及第三大干豌豆生产国［1］。近年来，豌豆因其具有强适应性、高营养价值、高种植经济效益等特点，越来越受到种植者和消费者青睐。我国豌豆的种植面积也在逐年扩大，主要分布在湖北、江苏、浙江、内蒙古、甘肃、青海等20多个省（区、市）［2］。然而，我国西北地区淡水资源缺乏，土壤盐渍化严重；在南方地区，大力发展的设施园艺，因其小气候特点加上肥料的大量施用，导致土壤次生盐渍化也越来越常见［3］。土壤盐渍化严重影响着豌豆的产量和品质［4］。豌豆在种子萌发期和幼苗期（1～2片复叶展开期）对盐胁迫极为敏感，会出现烂种、烂芽以及死苗等现象［5］。因此，豌豆种子萌发期和幼苗生长期是鉴别豌豆品种耐盐性能的关键时期。学者们分别研究了NaC1和NaHCO3对豌豆种子萌发、幼苗生长以及生理指标的影响［6-10］，但鲜见豌豆对NaC1和NaHCO3胁迫响应比较的报道。本试验以菜用豌豆为材料，研究其在萌发期对NaC1和NaHCO3盐胁迫的响应，为改善豌豆盐碱环境中适应能力以及耐盐性品种的鉴定、筛选等提供科学参考依据。

1 材料与方法

供试的菜用豌豆品种为麻豆604。挑选籽粒完整饱满、大小均匀一致的种子，先用60℃温水浸种15 min杀菌，然后在常温下浸种4 h。将浸润后的种子摆放于铺有双层滤纸的培养皿中，每皿50粒种子，向其中添加20 mL NaCl或NaHCO3溶液，两者浓度梯度均设置为0（蒸馏水，CK）、25、50、75、100、150、200 mmol/L 7个等级，然后置于人工智能光照培养箱（温度和相对湿度分别设置为25℃和85%）中培养8 d。每天更换培养皿内滤纸并加入原溶液20 mL，每天定时观察并记录各培养皿内种子发芽情况。试验的各处理重复3次。因为处理数较多，NaCl和NaHCO3对菜用豌豆的盐胁迫试验分两批进行，而且在每个批次中均设置有对照，以保证在试验环境条件一致的情况下，处理之间的可比性。

参照GBT35431—1995《国家农作物种子检验规程》，分别在培养的第5天和第8天计算种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数等种子萌发指标。发芽试验结束后的当天测定幼苗主根长、芽长等萌发期幼苗的生长指标。

菜用豌豆的种子萌发指标的计算公式如下：

发芽势=（前5天全部发芽种子数/供试验种子数）× 100%；

发芽率=（第8天全部发芽种子数/供试验种子数）× 100%；

发芽指数= ∑Gt/Dt，式中，Gt为在第t天的发芽数，Dt为相应的发芽天数；

活力指数=S× ∑Gt/Dt，式中，Gt为在第t天的发芽数，Dt为相应的发芽天数，S为平均主根长。

使用Excel 2010、DPS2000统计软件对试验数据进行整理及统计分析。

2 结果与分析

2.1 NaCl和NaHCO3盐胁迫对菜用豌豆种子萌发指标的影响

2.1.1 NaCl和NaHCO3盐胁迫对菜用豌豆种子发芽势的影响 种子发芽快慢以及整齐度常用发芽势来反映。从表1中可以看出，与对照相比，NaCl溶液浓度在25～200 mmol/L之间对菜用豌豆的发芽势没有显著的影响。但浓度200 mmol/L的NaCl溶液处理的菜用豌豆的发芽势低于50 mmol/L NaCl溶液处理的。菜用豌豆种子的发芽势随着NaHCO3溶液浓度的增加呈现下降趋势。25 mmol/L NaHCO3溶液对菜用豌豆发芽势影响不明显，而50、75、100、150、200 mmol/L的NaHCO3溶液则显著降低了菜用豌豆种子的发芽势，分别比对照降低了46.8%、66.1%、80.8%、89.7%和100%。以上结果说明，NaHCO3溶液的浓度越高，菜用豌豆的发芽速度越慢，发芽越不整齐。

表1 NaCl和NaHCO3盐胁迫对菜用豌豆发芽势的影响Tab.1 Effects of NaCl and NaHCO3stresses on germination potential of vegetable peas

2.1.2 NaCl和NaHCO3盐胁迫对菜用豌豆发芽率的影响 从表2中可以看出，与对照相比，NaCl溶液浓度≤150 mmol/L时，对菜用豌豆的发芽率影响不明显，而200 mmol/L NaCl溶液则显著降低了发芽率，比对照降低了33.5%。菜用豌豆种子发芽率也随着NaHCO3溶液浓度的增加呈下降趋势。当NaHCO3溶液浓度≥25 mmol/L时，较对照显著降低了菜用豌豆种子的发芽率，且浓度越高，种子萌发受抑制程度越大。25、50、75、100、150 mmol/L分别较对照降低了7.0%、49.4%、67.7%、81.8%、90.2%；在200 mmol/L NaHCO3的胁迫下，菜用豌豆种子未发芽，发芽率为0。

表2 NaCl和NaHCO3盐胁迫对菜用豌豆发芽率的影响Tab.2 Effects of NaCl and NaHCO3stresses on germination percentage of vegetable peas

2.1.3 NaCl和NaHCO3盐胁迫对菜用豌豆种子发芽指数的影响 从表3中可以看出，与对照相比，浓度在25～200 mmol/L之间NaCl溶液对菜用豌豆的发芽指数没有显著的影响。但浓度在25～100 mmol/L之间NaCl溶液处理的菜用豌豆发芽指数均高于浓度为200 mmol/L的，而150 mmol/L与200 mmol/L之间的发芽指数没有显著差异，说明高浓度的NaCl溶液对发芽指数的影响高于低浓度的。随着NaHCO3溶液浓度增加，菜用豌豆种子的发芽指数也一直呈下降趋势。与对照相比，25 mmol/L NaHCO3溶液对菜用豌豆种子发芽指数的影响不明显，当浓度超过50 mmol/L时，浓度越高，发芽指数下降越显著。NaHCO3溶液浓度为50、75、100、150、200 mmol/L处理的发芽指数较对照分别降低了48.7%、67.1%、76.3%、87.5%、100%。

表3 NaCl和NaHCO3盐胁迫对菜用豌豆发芽指数的影响Tab.3 Effects of NaCl and NaHCO3stresses on germination index of vegetable peas

2.1.4 NaCl和NaHCO3盐胁迫对菜用豌豆种子活力指数的影响 从表4中可知，随着NaCl溶液浓度的升高，菜用豌豆的活力指数呈先升高后降低的趋势。与对照相比，25 mmol/L NaCl溶液处理的菜用豌豆的活力指数显著高于对照，50、75、100、150 mmol/L NaCl溶液处理的与对照之间差异不明显；200 mmol/L NaCl溶液处理的活力指数显著低于对照，且比对照降低了61.4%。NaHCO3溶液浓度越高，菜用豌豆种子的活力指数越低。25 mmol/L NaHCO3溶液胁迫的菜用豌豆活力指数与对照差异不显著，但当NaHCO3溶液浓度≥50 mmol/L时则显著降低了菜用豌豆活力指数，而且浓度越大，下降的幅度越大。

表4 NaCl和NaHCO3盐胁迫对菜用豌豆活力指数的影响Tab.4 Effects of NaCl and NaHCO3stresses on coefficient of seed vigor of vegetable peas

2.2 NaCl和NaHCO3盐胁迫对菜用豌豆萌发期幼苗生长指标的影响

2.2.1 NaCl和NaHCO3盐胁迫对菜用豌豆幼苗主根长的影响 NaCl盐胁迫对菜用豌豆幼苗主根生长的影响表现为低浓度促进而高浓度抑制主根生长，且浓度越高，抑制作用越大（见表5）。25 mmol/L NaCl溶液处理的菜用豌豆幼苗主根长显著高于对照；NaCl溶液浓度在50～100 mmol/L时，对菜用豌豆幼苗主根的生长没有显著的影响，但当NaCl溶液浓度超过150 mmol/L时，则显著抑制了主根的生长，150 mmol/L和200 mmol/L NaCl溶液处理的菜用豌豆分别较对照降低了34.1%、50.6%。

随着NaHCO3溶液浓度的增加，对菜用豌豆幼苗主根生长的抑制程度加大（见表5）。与对照相比较，25 mmol/L NaHCO3溶液对菜用豌豆幼苗主根生长影响不大，而NaHCO3溶液浓度≥ 50 mmol/L时，各处理的主根显著短于对照的。50、75、100、150 mmol/L NaHCO3溶液处理的菜用豌豆主根的长度较对照分别降低了31.2%、65.8%、80.5%、84.5%。

表5 NaCl和NaHCO3盐胁迫对菜用豌豆幼苗主根长的影响Tab.5 Effects of NaCl and NaHCO3stresses on main root length of vegetable pea seedling

2.2.2 NaCl和NaHCO3盐胁迫对菜用豌豆幼苗芽长的影响 NaCl盐胁迫对菜用豌豆幼苗芽长的影响表现出低浓度促进而高浓度抑制的现象，且浓度越高受抑制程度越大（见表6）。与对照相比，25 mmol/L NaCl溶液处理的幼苗芽长显著高于对照的；50 mmol/L和75 mmol/L NaCl溶液处理的幼苗芽长与对照之间差异不显著；当NaCl溶液浓度≥100 mmol/L时，幼苗芽长显著低于对照。NaHCO3溶液胁迫对菜用豌豆幼苗芽生长的抑制作用随着其浓度的增加而增加（见表6）。25 mmol/L NaHCO3溶液处理的菜用豌豆幼苗芽长与对照差异不显著，而NaHCO3溶液浓度≥50 mmol/L时则显著降低芽长，浓度50、75、100、150 mmol/L NaHCO3溶液处理的菜用豌豆芽长较对照分别降低了35.5%、68.7%、86.6%、94.0%。

表6 NaCl和NaHCO3盐胁迫对菜用豌豆幼苗芽长的影响Tab.6 Effects of NaCl and NaHCO3stresses on stem length of vegetable pea seedling

3 讨论

高浓度NaCl溶液抑制植物种子萌发和幼苗的生长，而低浓度对种子和幼苗生长的影响有3种表现，即无影响、促进或抑制，这与植物种类和品种相关，在豌豆中也有类似的表现［11］。李生军［5］研究发现，0.2%和0.4%低浓度的NaCl溶液均降低供试的两个豌豆品种的发芽势、发芽率以及幼苗的株高、鲜重和干重。欧俊［12］研究发现0.2% 的NaCl溶液对野豌豆的发芽率、幼苗的芽长、根长以及侧根数没有影响，0.4%的则降低发芽率和幼苗的侧根数，而对幼苗芽长和根长无影响。杨柯等［9］发现≤25 mmol/L的NaCl溶液对豌豆幼苗种子萌发或幼苗生长的影响与品种有密切关系。本研究也发现，25 mmol/L的NaCl溶液能促进菜用豌豆幼苗根和芽的生长，而对种子的发芽率和发芽势无显著影响，高浓度则抑制种子的萌发和幼苗的生长。

本研究发现25 mmol/L的NaHCO3溶液明显降低菜用豌豆种子的发芽率，而对种子萌发和幼苗生长的其他指标没有显著影响，当浓度≥50 mmol/L时，显著降低了菜用豌豆种子的发芽势、发芽指数、活力指数以及幼苗的主根长和芽长，且浓度为200 mmol/L时，种子不能萌发。NaCl溶液浓度为25 mmol/L时可显著提高菜用豌豆的活力指数和幼苗的主根长以及芽长；当其浓度≤200 mmol/L时，对发芽势和发芽指数没有影响，200 mmol/L浓度时发芽率受到显著影响，但与对照相比，发芽率仍有65.3%；浓度≥150 mmol/L时抑制幼苗主根生长；浓度≥100 mmol/L时抑制幼苗芽的生长。因此，菜用豌豆对NaHCO3较NaCl敏感。这与于崧等［13］发现的中性盐和碱性盐均不同程度上对芸豆幼苗有抑制作用并以NaHCO3胁迫更为明显的结果一致。

综上所述，菜用豌豆种子萌发期对NaHCO3盐胁迫较NaCl更为敏感，NaHCO3在土壤中积累后对豌豆栽培影响更大。