新型改良剂对碱胁迫下大豆萌发的影响

郝统¹ 赵晋忠² 杜维俊¹ 杨卫仙³ 王敏¹ 岳爱琴¹

（ 1.山西农业大学 农学院，山西 太谷 030800  2.山西农业大学 文理学院，山西 太谷 030800  3.交城县农业委员会土肥站，山西 交城 030500 ）

摘要：本试验采用水培法，以武乡小黑豆为材料，探讨了不同碱胁迫（0、25、50、100、150、200、250 mmol/L Na₂CO₃和 NaHCO₃）处理和添加不同浓度盐碱改良剂（乙酰化葡萄糖）对大豆种子发芽的影响。结果表明：随着碱胁迫浓度的增加大豆种子萌发过程中发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和胚根长度均逐渐降低；50 mmol/L碱胁迫溶液里添加不同浓度改良剂进行发芽试验，随着添加改良剂浓度的增加，大豆种子的发芽率、发芽指数、活力指数、发芽势和胚根长度均呈先上升再下降的趋势；添加改良剂浓度为3 mmol/ L时，大豆种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和胚根长最高，分别为97%、82.33%、143.55、572.34、3.99 cm，显著高于碱胁迫，说明添加3 mmol/L改良剂时效果最佳。

关键词：大豆；发芽；盐碱胁迫；乙酰化葡萄糖

Influence on the soybean seeds germination with addition of new krilium in Alkali stress

Hao Tong ¹, Zhao Jinzhong ², Du Weijun ¹, Yang Weixian³ , Wang Min ¹, Yue Aiqin¹

（1.College of Agriculture, Shanxi Agricultural University, Taigu 030800, China. 2. College of Arts and Sciences, Shanxi Agricultural University, Taigu 030800, China. 3. Jiaocheng County Agriculture Committee soil Fertilizer Station, Jiaocheng 030500, China.）

Abstract: To study the effect of saline-alkali stress and saline-alkali krilium on soybean seed germination, Soybean seeds were germinated under alkali solution(0、25、50、100、150、200、250 mmol/L Na₂CO₃ and NaHCO₃) and saline-alkali krilium (Acetylated glucose). The results showed that the germination rate, germination potential, germination index, vigor index and length of radicle decreased gradually with the increase of alkali stress concentration. While adding saline-alkali krilium in 50 mmol/L alkali stress solution, the germination index, vigor index, germination potential and endogen length has significantly increased respectively, and increased at first , then decreased with the increase of concentration of saline-alkali krilium. Adding 3 mmol/ L saline-alkal krilium, germinating ability was significantly higher than others. The result showed that the saline-alkali krilium can improved germinating ability of soybean and adding 3 mmol/L saline-alkal krilium was the best.

 Key words :soybean; germination; saline-alkali krilium; acetylated glucose 

土壤盐碱化是一种重要的非生物胁迫，对世界农业发展影响巨大 ^[1]。全世界盐渍盐碱土地面积约10亿公顷，我国有9913万公顷，主要集中在华北、西北和东北地区。盐碱地分为以NaCl和Na₂SO₄积累为主的中性盐土和以积累Na₂CO₃和NaHCO₃为主的碱性盐土^[2]。中性盐和碱性盐胁迫都能导致渗透胁迫和离子毒害，而碱胁迫又具有高pH值的特点，对植物的伤害更加严重。研究表明，相同浓度的中性盐和碱性盐处理下，碱性盐对植物的伤害更严重^[2-4]。由于碱性盐中的Na₂CO₃和NaHCO₃，他们所含的CO₃^2- 和HCO₃^- 离子发生水解，使土壤的pH值升高而呈强碱性。pH值过高会对种子产生盐碱烧伤，造成离子堆积，种子内营养供应与代谢失调，导致多种营养元素的匮乏。损坏或抑制了质膜的电渗透，使种子在萌发阶段的细胞质膜丧失选择性吸收功能，终止发芽 ^[5]；Gong等^[2]认为，盐碱胁迫会诱导植物体内活性氧（reactive oxygen species，ROS）的爆发，从而导致细胞损伤和死亡，这是造成植物损害的重要途径。因此，研究如何减缓盐碱胁迫对农业生产的危害具有非常重要的意义。

近年来，国内外盐碱地的改良逐渐成为研究的热点^[6-7]。研究表明，外源物浸种或喷洒于作物叶片上可以在一定程度提高作物发芽率，增强幼苗耐盐碱能力。例如将种子经过适量浓度的硝普钠、亚精胺、油菜素内酯、硝酸钙、水杨酸和赤霉素等处理都可以提高种子的萌发率和幼苗的生理活性^[8-15]，这些外源物主要通过调节作物代谢来缓解盐碱胁迫造成的伤害。前人研究仅局限于盐胁迫和干旱胁迫对植物的影响，而碱胁迫下对植物的影响相对较少。因此，研究作物种子萌发对盐碱胁迫的响应机制以及如何减轻盐碱胁迫对植物的影响具有重要的意义。

本课题组针对上述存在的问题，提出以乙酰化葡萄糖为基质用于改良盐碱地的新思路，并用于大田试验。研究结果表明活性乙酰化葡萄糖不仅可以改善盐碱地土壤的理化性状，还可以提高作物产量^[16-18]。但是关于乙酰化葡萄糖对碱胁迫下大豆种子萌发的影响还未进行研究。因此本研究采用水培法探讨不同浓度碱胁迫及添加不同剂量乙酰化葡萄糖对大豆种子萌发的影响，以期为大豆种子萌发阶段的盐碱改良提供参考。

1  材料与方法

1.1材料

供试大豆材料为武乡小黑豆，由山西农业大学大豆课题组提供；

乙酰葡萄糖（C₁₆H₂₂O₁₁，分子量390.34）由课题组合成；Na₂CO₃ 和NaHCO₃ 均为分析纯。

1.2实验设计

 利用Na₂CO₃和NaHCO₃配制成不同浓度的碱胁迫溶液（表1）。浓度为50 mmol /L碱胁迫液中分别添加不同剂量的改良剂（表2）。

表1 不同碱处理溶液及PH值

Tab 1. PH value of different concentration alkali solution

表2 添加不同改良剂浓度处理溶液及其PH值

Tab 2. PH value of solution with addition different krilium concentration

1.3试验方法

挑选颗粒饱满大小均匀未破碎的大豆种子，1% NaClO溶液进行消毒，蒸馏水清洗3次后，浸泡5 h。放置于灭菌培养皿，其中放置两层滤纸，每个培养皿中放入100粒种子，并加入10 mL不同浓度的处理液，每个处理重复三次。温度为25 ℃、相对湿度为80%、黑暗条件下进行萌发。从第2天起，每天8：00 AM统计发芽数，并更换处理液，以防止种子腐烂并保证处理液浓度不变；在第7天，随机选择30粒种子以测量芽长度，然后在105℃下杀青15 min，并在75℃下烘至恒量称干重，计算发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数。

1.4数据处理

采用Microsoft Excel 2010 对数据进行统计分析和作图，用 SPSS 22软件对平均数进行多重比较和差异显著性分析。图中数据为平均值±标准差。 

3结果与分析

3.1碱胁迫对武乡小黑豆种子萌发的影响

3.1.1碱胁迫对武乡小黑豆种子发芽率的影响

由表3可以看出，不同浓度的碱胁迫对大豆种子的发芽率影响不同。发芽第1天到第7天，25 mmol/L碱胁迫下的发芽率与空白组（蒸馏水）的发芽率差异均不显著。从第3天到第7天，50 mmol/L的发芽率均显著低于空白组。在100 mmol/L的胁迫浓度下，发芽的第2至第7天显著低于对照。而胁迫浓度为150、200、250 mmol/L时，发芽率在第1至第7天均显著低于空白组。除25 mmol/L碱胁迫，随着碱胁迫浓度的增加，发芽率逐渐降低，对发芽率的抑制作用越来越明显。

表3 碱胁迫对武乡小黑豆发芽率的影响

Tab. 3 Effect of alkali stress on soybean germination ratio 

注：同列不同小写字母表示0.05显著差异水平，下同。

3.1.2碱胁迫对武乡小黑豆种子发芽势的影响

由图1可知，在碱胁迫浓度为25 mmol/L时，大豆种子的发芽势与空白组（蒸馏水）的发芽势无显著差异。100 mmol/L、150 mmol/L、200 mmol/L、250 mmol/L条件下发芽势均显著低于对照组。结果表明随着碱胁迫浓度的提高，对种子发芽势抑制作用增强。

图1 碱胁迫对武乡小黑豆发芽势的影响

Fig. 1 Effect of alkali stress on soybean germination potential  

3.1.3碱胁迫对武乡小黑豆种子发芽指数的影响

由图2可知，不同浓度的碱胁迫对大豆种子的发芽指数影响不同。碱胁迫浓度为25 mmol/L时的发芽指数比空白组高3.94%。随着碱胁迫浓度的增加，发芽指数逐渐降低。显著性分析结果表明，碱浓度为25 mmol/L胁迫下发芽指数与空白组差异不显著；50、100、150、200、250 mmol/L碱浓度胁迫下发芽指数均与空白组差异显著，并且随着碱胁迫浓度的升高，发芽指数逐渐减小。

图2 碱胁迫对武乡小黑豆发芽指数的影响

Fig. 2 Effect of alkali stress on soybean germination Index 

3.1.4碱胁迫对武乡小黑豆种子胚根长的影响

由图3和图4表明，不同浓度的碱胁迫处理下，武乡小黑豆的胚根长在第7天时均显著变短。空白对照条件下平均胚根长为12.83 cm，25、50、100、150、200和250 mmol/L碱浓度胁迫下胚根长分别为7.87 cm、5.17 cm、2.03 cm、2.00 cm、0.90 cm、0.43 cm，与空白相比依次减少了38.66%、59.70%、84.18%、84.41%、92.99%、95.56%。由此可见无论低浓度还是高浓度碱胁迫，均严重抑制了武乡小黑豆种子胚根的生长。

图3 碱胁迫对武乡小黑豆胚根长的影响

Fig . 3 Effect of alkali stress on radicle length of soybean

图4 不同碱浓度胁迫下武乡小黑豆的胚根长

Fig. 4 Radicle length of soybean under different alkali stress

3.2改良剂对碱胁迫下武乡小黑豆种子萌发的影响

由以上试验可知50 mmol/L碱胁迫显著影响武乡小黑豆的发芽率、发芽势、发芽指数和胚根长，因此在50 mmol/L碱胁迫溶液中分别添加浓度为1、2、3、4、5 mmol/L的改良剂进行发芽，探究添加改良剂对武乡小黑豆发芽的影响。

3.2.1改良剂对碱胁迫下武乡小黑豆种子发芽过程中发芽率的影响

由图5可知，添加不同浓度改良剂对大豆种子发芽率的影响不同。随着改良剂浓度的增加，种子的发芽率先上升后下降。其中添加3 mmol/L的改良剂时，武乡小黑豆种子的发芽率最高，发芽第1天到第7天发芽率均显著高于对照（CK）；添加4 mmol/L和5 mmol/L改良剂时发芽率降低，说明改良剂浓度太高反而对种子的发芽率有抑制作用。

图 5 添加改良剂对碱胁迫下武乡小黑豆种子发芽率的影响

Fig. 5 Effect of soybean germination ratio with addition of krilium in Alkali stress

3.2.2改良剂对碱胁迫下武乡小黑豆种子发芽力的影响 

由表4和图6可知，添加改良剂浓度分别为1 mmol/L、2 mmol/L、3 mmol/L 、4 mmol/L 时，发芽势、发芽指数、活力指数和胚根长度均显著高于CK（碱胁迫）。随着改良剂浓度的增加，武乡小黑豆的发芽势、发芽指数、活力指数和胚根长度先上升后下降。当添加3 mmol/L的改良剂时，发芽势、发芽指数、活力指数和胚根长度最高，分别为 82.33%、143.55、572.34、3.99 cm ，与CK（碱胁迫）处理相比分别提高12.55%、14%、38.72%、28.82%。结果说明碱胁迫下添加改良剂可以提高大豆的种子活力，且添加3 mmol/L改良剂时效果最佳。

表4 改良剂对碱胁迫下武乡小黑豆发芽力的影响

Table. 4 Effect of soybean germination ability with addition of krilium in Alkali stress

处理	发芽势	发芽指数	活力指数	胚根长
Treament	Germination potential	Germination index	Vigor index	Length of radicle/cm
CK	72.00±0.82 a	123.45±3.20 a	350.75±14.33 a	2.84±0.05 a
T1	78.00±1.63 b	131.05±2.23 d	441.88±5.44 d	3.37±0.10 d
T2	78.33±3.09 bc	130.56±3.41 c	418.64±7.21 c	备案信息 举报中心 举报中心 行业协会 网络110 互联网协会 举报热线 首都协会 本站持《出版物经营许可证》 仅从事《重庆电力高等专科学校学报》杂志的网上订阅工作,非任何杂志官网,并不涉及杂志社的出版等事务,特此声明！ 工信部备案：湘ICP备2025122662号-1，营业执照统一社会信用代码：91430721MAEHMRR7OE， 出版物经营许可证号：新安新出发证字第2025002号 特别声明:本站资料均源于网上的共享期刊资源，请特别注意，勿做其他非法用途。 如有侵犯您的版权或其他有损您利益的行为，请联系指出，期刊咨询服务平台会立即进行改正或删除相关内容! 扫码添加微信咨询 QQ客服：1663286777 电话：137-1883-9017 收到信息将及时回复