不同类型盐胁迫对小黑麦种子萌发的影响

doi:10.11686/cyxb2023068

草业学报 ›› 2023, Vol. 32 ›› Issue (12): 171-180.DOI: 10.11686/cyxb2023068

不同类型盐胁迫对小黑麦种子萌发的影响

孟晨¹^,²^,³(), 鲁雪莉¹^,²^,³, 王菊英², 魏云冲⁴, 张成省¹^,²^,³, 李义强¹^,²^,³, 徐宗昌¹^,²^,³()

^1.中国农业科学院烟草研究所海洋农业研究中心，山东青岛 266100
^2.国家盐碱地综合利用技术创新中心，山东东营 257345
^3.青岛市滨海盐碱地资源挖掘与生物育种重点实验室，山东青岛 266100
^4.青岛农业大学农学院，山东青岛 266109

收稿日期:2023-03-06 修回日期:2023-04-21 出版日期:2023-12-20 发布日期:2023-10-18
通讯作者: 徐宗昌
作者简介:Corresponding author. E-mail： xuzongchang@caas.cn
孟晨（1987-），女，山东泰安人，博士。E-mail： mengchen@caas.cn
基金资助:
中国农业科学院科技创新工程(CAAS-ZDRW202201);青岛市科技惠民示范引导专项(20-3-4-7-nsh)

Effects of different salt stresses on triticale seed germination

Chen MENG¹^,²^,³(), Xue-li LU¹^,²^,³, Ju-ying WANG², Yun-chong WEI⁴, Cheng-sheng ZHANG¹^,²^,³, Yi-qiang LI¹^,²^,³, Zong-chang XU¹^,²^,³()

^1.Marine Agriculture Research Center，Tobacco Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences，Qingdao 266100，China
^2.National Center of Technology Innovation for Comprehensive Utilization of Saline-alkali Land，Dongying 257345，China
^3.Qingdao Key Laboratory of Coastal Saline-alkali Land Resources Mining and Biological Breeding，Qingdao 266100，China
^4.College of Agriculture，Qingdao Agricultural University，Qingdao 266109，China

Received:2023-03-06 Revised:2023-04-21 Online:2023-12-20 Published:2023-10-18
Contact: Zong-chang XU

摘要/Abstract

摘要：

土壤盐渍化是制约农业生产的重要因素，小黑麦具有高产抗逆等特性，具有改良盐碱地的作用。以小黑麦为材料，以5种盐（NaCl， KCl， Na₂SO₄， MgSO₄， NaHCO₃），并设置10、25、50、100以及200 mmol·L^-1盐浓度梯度以及混合盐（NaHCO₃∶NaCl∶Na₂SO₄=1∶15∶84），设置0.05%，0.15%，0.30%，0.60%和1.20%盐浓度梯度对小黑麦进行盐胁迫处理，分析盐胁迫下小黑麦种子萌发阶段的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数及幼苗生长阶段的株高和根长，通过主成分分析及隶属函数分析对不同盐胁迫下小黑麦耐盐性进行综合评价。结果表明，小黑麦种子随着盐处理浓度的升高，其发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均逐渐降低，高浓度盐处理显著影响小黑麦种子的萌发。小黑麦幼苗株高及根长也随着盐处理浓度的增加而呈逐渐降低的趋势，其中NaHCO₃的抑制作用最显著。主成分分析表明，评价小黑麦耐盐性的主要指标为发芽率、发芽指数及根长。此外，隶属函数值排序表明，小黑麦对混合盐处理的耐受度相对较高，对NaHCO₃的耐受度最低。

关键词: 小黑麦, 盐胁迫, 耐盐性分析

Abstract:

Soil salinization is an important factor that restricts agricultural production. Triticale has high yields and shows strong stress resistance， so it has the potential to improve saline-alkali land. In this study， triticale seeds were treated with five kinds of salts （NaCl， KCl， Na₂SO₄， MgSO₄， NaHCO₃） at different concentrations （10， 25， 50， 100 and 200 mmol·L^-1） and compound salt solutions （NaHCO₃∶NaCl∶Na₂SO₄=1∶15∶84） at concentrations of 0.05%， 0.15%， 0.30%， 0.60% and 1.20% （w/v）. The germination rate， germination potential， germination index， vigor index， seedling length， and root length of triticale germinating seeds and seedlings under different salt stresses were analyzed. The salt tolerance of triticale under different salt stresses was comprehensively evaluated by a principal component analysis and membership function analysis. The results show that the germination rate， germination potential， germination index， and vigor index of triticale seeds decreased gradually as the concentration of each salt increased， and treatment with high concentrations of salts significantly inhibited the germination of the triticale seeds. The seedling length and root length of triticale seedlings also showed a decreasing trend with increasing salt concentrations. Among the salts， NaHCO₃ had the strongest inhibitory effect. The results of the principal component analysis showed that the main indicators for evaluating the salt tolerance of triticale were germination rate， germination index， and root length. The ranking of membership function values showed that triticale had relatively high tolerance to mixed salt treatments and the lowest tolerance to NaHCO₃.

Key words: triticale, salt stress, analysis of salt tolerance

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图/表 6

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指标 Index	处理 Treatment	NaCl	KCl	Na₂SO₄	MgSO₄	NaHCO₃	混合盐 Salts mixture
发芽势 Germination energy	CK	95.00±1.67a	95.00±1.67a	95.00±1.67a	95.00±1.67a	95.00±1.67a	95.00±1.67a
	1	90.00±10.00a	86.67±6.67a	93.33±3.33a	95.00±5.00a	80.00±1.36b	91.67±1.67ab
	2	93.33±1.36a	95.00±5.00a	76.67±0.00c	88.33±1.67ab	80.00±3.33b	88.33±1.67ab
	3	90.00±0.00a	93.33±6.67a	85.00±1.67b	85.00±1.67b	66.67±3.33bc	88.33±1.67ab
	4	88.33±1.67a	86.67±6.67a	83.33±0.00b	81.67±1.67b	46.67±3.33d	86.67±0.00b
	5	3.33±3.33b	5.00±5.00b	0.00±0.00d	51.67±8.33c	3.33±3.33e	68.33±8.33c
发芽率 Germination rate	CK	95.56±1.92a	95.56±1.92a	95.56±1.92a	95.56±1.92a	95.56±1.92a	95.56±1.92a
	1	95.56±5.09a	92.22±1.92a	90.00±0.00b	93.33±3.33ab	83.33±0.00b	93.33±1.36ab
	2	93.33±1.36ab	90.00±3.33a	80.00±3.33c	88.89±1.92bc	80.00±3.33b	88.89±1.92bc
	3	88.89±1.92b	93.33±6.67a	85.56±1.92b	85.56±1.92c	72.22±5.09c	90.00±3.33bc
	4	90.00±3.33b	92.22±1.92a	66.67±3.33d	68.89±1.92d	20.00±6.67d	86.67±0.00c
	5	0.00±0.00c	26.67±26.67b	0.00±0.00e	15.56±1.92e	0.00±0.00e	53.33±3.33d
相对盐害率 Relative salt injury rate	1	0.00（1）	3.49（3）	5.81（4）	2.33（2）	12.79（8）	2.33（2）
	2	2.33（2）	5.81（4）	16.28（9）	6.98（5）	16.28（9）	6.98（5）
	3	6.98（5）	2.33（2）	10.47（7）	10.47（7）	24.42（10）	5.81（4）
	4	5.81（4）	3.49（3）	30.23（12）	27.91（11）	79.07（15）	9.30（6）
	5	100.00（17）	72.09（14）	100.00（17）	83.72（16）	100.00（17）	44.19（13）

指标 Index	处理 Treatment	NaCl	KCl	Na₂SO₄	MgSO₄	NaHCO₃	混合盐 Salts mixture
发芽势 Germination energy	CK	95.00±1.67a	95.00±1.67a	95.00±1.67a	95.00±1.67a	95.00±1.67a	95.00±1.67a
	1	90.00±10.00a	86.67±6.67a	93.33±3.33a	95.00±5.00a	80.00±1.36b	91.67±1.67ab
	2	93.33±1.36a	95.00±5.00a	76.67±0.00c	88.33±1.67ab	80.00±3.33b	88.33±1.67ab
	3	90.00±0.00a	93.33±6.67a	85.00±1.67b	85.00±1.67b	66.67±3.33bc	88.33±1.67ab
	4	88.33±1.67a	86.67±6.67a	83.33±0.00b	81.67±1.67b	46.67±3.33d	86.67±0.00b
	5	3.33±3.33b	5.00±5.00b	0.00±0.00d	51.67±8.33c	3.33±3.33e	68.33±8.33c
发芽率 Germination rate	CK	95.56±1.92a	95.56±1.92a	95.56±1.92a	95.56±1.92a	95.56±1.92a	95.56±1.92a
	1	95.56±5.09a	92.22±1.92a	90.00±0.00b	93.33±3.33ab	83.33±0.00b	93.33±1.36ab
	2	93.33±1.36ab	90.00±3.33a	80.00±3.33c	88.89±1.92bc	80.00±3.33b	88.89±1.92bc
	3	88.89±1.92b	93.33±6.67a	85.56±1.92b	85.56±1.92c	72.22±5.09c	90.00±3.33bc
	4	90.00±3.33b	92.22±1.92a	66.67±3.33d	68.89±1.92d	20.00±6.67d	86.67±0.00c
	5	0.00±0.00c	26.67±26.67b	0.00±0.00e	15.56±1.92e	0.00±0.00e	53.33±3.33d
相对盐害率 Relative salt injury rate	1	0.00（1）	3.49（3）	5.81（4）	2.33（2）	12.79（8）	2.33（2）
	2	2.33（2）	5.81（4）	16.28（9）	6.98（5）	16.28（9）	6.98（5）
	3	6.98（5）	2.33（2）	10.47（7）	10.47（7）	24.42（10）	5.81（4）
	4	5.81（4）	3.49（3）	30.23（12）	27.91（11）	79.07（15）	9.30（6）
	5	100.00（17）	72.09（14）	100.00（17）	83.72（16）	100.00（17）	44.19（13）

项目 Item	处理 Treatment	NaCl	KCl	Na₂SO₄	MgSO₄	NaHCO₃	混合盐 Salts mixture
发芽指数 Germination index	CK	13.38±0.12a	13.38±0.12a	13.38±0.12a	13.38±0.12a	13.38±0.12a	13.38±0.12a
	1	12.98±1.19a	13.05±0.45a	13.42±0.08a	13.58±1.08a	11.53±0.33b	12.98±0.11a
	2	13.25±0.33a	13.29±0.71a	11.20±0.37c	13.17±0.33ab	11.74±0.29b	12.04±0.46b
	3	13.06±0.22a	13.29±0.96a	11.92±0.25b	12.22±0.64bc	8.13±0.43c	11.81±0.03b
	4	12.62±0.67a	12.16±0.59a	9.26±0.44d	11.29±0.29c	5.10±0.57d	10.08±0.33c
	5	1.52±0.43b	2.02±1.62b	0.17±0.17e	5.08±0.18d	0.39±0.19e	6.25±0.73d
活力指数 Vigor index	CK	10.89±0.11ab	10.89±0.11a	10.89±0.11a	10.89±0.11a	10.89±0.11a	10.89±0.11a
	1	11.55±0.19a	11.23±0.57a	10.05±0.69b	10.26±0.72a	9.07±0.43b	10.06±0.46a
	2	11.73±0.44a	10.67±0.31a	8.08±0.52c	9.37±0.39b	7.99±1.40b	9.19±0.38ab
	3	10.47±0.17b	10.28±0.96a	7.99±0.42c	6.00±0.39c	6.31±0.45c	10.83±0.40a
	4	7.85±0.92c	8.01±0.29b	2.15±0.28d	2.68±0.48d	0.39±0.15d	6.84±2.48b
	5	0.00±0.00d	0.86±1.03c	0.00±0.00e	0.22±0.02e	0.00±0.00d	4.13±1.75c

项目 Item	处理 Treatment	NaCl	KCl	Na₂SO₄	MgSO₄	NaHCO₃	混合盐 Salts mixture
发芽指数 Germination index	CK	13.38±0.12a	13.38±0.12a	13.38±0.12a	13.38±0.12a	13.38±0.12a	13.38±0.12a
	1	12.98±1.19a	13.05±0.45a	13.42±0.08a	13.58±1.08a	11.53±0.33b	12.98±0.11a
	2	13.25±0.33a	13.29±0.71a	11.20±0.37c	13.17±0.33ab	11.74±0.29b	12.04±0.46b
	3	13.06±0.22a	13.29±0.96a	11.92±0.25b	12.22±0.64bc	8.13±0.43c	11.81±0.03b
	4	12.62±0.67a	12.16±0.59a	9.26±0.44d	11.29±0.29c	5.10±0.57d	10.08±0.33c
	5	1.52±0.43b	2.02±1.62b	0.17±0.17e	5.08±0.18d	0.39±0.19e	6.25±0.73d
活力指数 Vigor index	CK	10.89±0.11ab	10.89±0.11a	10.89±0.11a	10.89±0.11a	10.89±0.11a	10.89±0.11a
	1	11.55±0.19a	11.23±0.57a	10.05±0.69b	10.26±0.72a	9.07±0.43b	10.06±0.46a
	2	11.73±0.44a	10.67±0.31a	8.08±0.52c	9.37±0.39b	7.99±1.40b	9.19±0.38ab
	3	10.47±0.17b	10.28±0.96a	7.99±0.42c	6.00±0.39c	6.31±0.45c	10.83±0.40a
	4	7.85±0.92c	8.01±0.29b	2.15±0.28d	2.68±0.48d	0.39±0.15d	6.84±2.48b
	5	0.00±0.00d	0.86±1.03c	0.00±0.00e	0.22±0.02e	0.00±0.00d	4.13±1.75c

指标 Index	NaCl	KCl	Na₂SO₄	MgSO₄	NaHCO₃	混合盐Salts mixture
指标 Index	NaCl	KCl	Na₂SO₄	MgSO₄	NaHCO₃	F₁	F₂
发芽势GE	0.992	0.981	0.952	0.976	0.960	0.963	-0.165
发芽率GR	0.993	0.984	0.991	0.980	0.997	0.963	-0.193
株高SL	0.978	0.979	0.943	0.959	0.993	0.874	0.370
根长RL	0.884	0.582	0.807	0.775	0.897	0.810	0.564
须根数目RN	0.975	0.847	0.968	0.986	0.973	-0.327	0.900
发芽指数GI	0.991	0.989	0.992	0.970	0.978	0.988	-0.105
简易活力指数SVI	0.984	0.988	0.993	0.958	0.990	0.981	0.154
特征值Eigen value	7.595	6.863	7.201	7.223	7.581	6.252	1.402
贡献率Contribution （%）	94.931	85.787	90.013	90.290	94.765	78.149	17.521
累计贡献率Cumulative contribution （%）	94.931	85.787	90.013	90.290	94.765	78.149	95.670

不同类型盐胁迫对小黑麦种子萌发的影响

Effects of different salt stresses on triticale seed germination

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Metrics

盐处理 Salt treatment	发芽势 GE	发芽率 GR	株高 SL	根长 RL	须根数目 RN	发芽指数 GI	简易活力指数 SVI	平均值 Average	排序 Rank
CK	1.0000	1.0000	0.9065	0.9502	0.9490	0.9845	0.9279	0.9597	1
25 mmol·L^-1 NaCl	0.9825	0.9767	1.0000	0.8571	0.9082	0.9752	1.0000	0.9571	2
10 mmol·L^-1 NaCl	0.9474	1.0000	0.9632	0.8773	0.9082	0.9547	0.9847	0.9479	3
0.30%混合盐Salts mixture	0.9298	0.9419	0.9577	1.0000	0.9490	0.8677	0.9235	0.9385	4
10 mmol·L^-1 KCl	0.9123	0.9651	0.9687	0.5007	1.0000	0.9602	0.9575	0.8949	5
0.05%混合盐Salts mixture	0.9649	0.9767	0.8573	0.8254	0.7959	0.9547	0.8573	0.8903	6
50 mmol·L^-1 NaCl	0.9474	0.9302	0.9373	0.5664	0.8776	0.9609	0.8924	0.8732	7
25 mmol·L^-1 KCl	1.0000	0.9419	0.9438	0.3947	0.9388	0.9783	0.9099	0.8725	8
10 mmol·L^-1MgSO₄	1.0000	0.9767	0.8737	0.3968	0.9592	1.0000	0.8744	0.8687	9
10 mmol·L^-1 Na₂SO₄	0.9825	0.9419	0.8881	0.4704	0.9490	0.9876	0.8564	0.8680	10
50 mmol·L^-1 KCl	0.9825	0.9767	0.8757	0.4141	0.8776	0.9783	0.8766	0.8545	11
25 mmol·L^-1 MgSO₄	0.9298	0.9302	0.8384	0.3586	0.9184	0.9689	0.7987	0.8204	12
0.15%混合盐Salts mixture	0.9298	0.9302	0.8220	0.5859	0.7857	0.8851	0.7830	0.8174	13
10 mmol·L^-1 NaHCO₃	0.8421	0.8721	0.8662	0.4798	0.9388	0.8472	0.7734	0.8028	14
100 mmol·L^-1 NaCl	0.9298	0.9419	0.6922	0.5245	0.9184	0.9280	0.6688	0.8005	15
50 mmol·L^-1 Na₂SO₄	0.8947	0.8953	0.7429	0.4380	0.9592	0.8758	0.6813	0.7839	16
100 mmol·L^-1 KCl	0.9123	0.9651	0.6917	0.3442	0.9286	0.8938	0.6830	0.7741	17
25 mmol·L^-1 Na₂SO₄	0.8070	0.8372	0.8026	0.4026	0.9184	0.8224	0.6884	0.7541	18
25 mmol·L^-1 NaHCO₃	0.8421	0.8372	0.7916	0.3377	0.8980	0.8627	0.6811	0.7501	19
0.60%混合盐Salts mixture	0.9123	0.9070	0.6280	0.5325	0.8571	0.7391	0.5832	0.7370	20
50 mmol·L^-1 MgSO₄	0.8947	0.8953	0.5584	0.2049	0.8367	0.8988	0.5113	0.6857	21
50 mmol·L^-1 NaHCO₃	0.7018	0.7558	0.6947	0.3752	0.7653	0.5938	0.5376	0.6320	22
1.20%混合盐Salts mixture	0.7193	0.5581	0.6072	0.4697	0.9694	0.4534	0.3523	0.5899	23
100 mmol·L^-1 Na₂SO₄	0.8772	0.6977	0.2586	0.2698	0.8469	0.6776	0.1836	0.5445	24
100 mmol·L^-1 MgSO₄	0.8596	0.7209	0.3093	0.0970	0.4898	0.8292	0.2289	0.5050	25
200 mmol·L^-1 KCl	0.0526	0.2791	0.1721	0.2504	0.8163	0.1379	0.0732	0.2545	26
100 mmol·L^-1 NaHCO₃	0.4912	0.2093	0.1522	0.0000	0.0000	0.3677	0.0331	0.1791	27
200 mmol·L^-1 MgSO₄	0.5439	0.1628	0.1139	0.0000	0.0000	0.3658	0.0189	0.1722	28
200 mmol·L^-1 NaCl	0.0351	0.0000	0.0796	0.2049	0.6735	0.1007	0.0000	0.1562	29
200 mmol·L^-1Na₂SO₄	0.0000	0.0000	0.0271	0.0970	0.4245	0.0000	0.0000	0.0784	30
200 mmol·L^-1NaHCO₃	0.0351	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000	0.0168	0.0000	0.0074	31

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