鹽脅迫對(duì)5種堿茅材料種子萌發(fā)的影響

張海南，周青平，顏紅波，梁國(guó)玲，劉文輝

(1.青海大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院,青海 西寧 810003； 2.青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院,青海 西寧 810016；3.西南民族大學(xué)青藏高原研究院,四川 成都610041)

青海省的多年土壤監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，青海省土壤含鹽量普遍較高。除了曲麻萊、雜多地區(qū)土壤含鹽量低屬于非鹽化土壤外，其余大部分地區(qū)都存在不同程度的鹽堿化[1]。其中，興海土壤含鹽量最高，為0.72%，達(dá)到重度鹽化；同德和瑪多含鹽量分別為0.56%和0.37%，為中度鹽化土壤；其余地區(qū)含鹽量為0.13%～0.22%，屬輕度鹽化土壤。堿茅(Puccinelliadistans)[2]為禾本科堿茅屬(Puccinellia)多年生草本植物，是一種抗旱、耐堿鹽性極強(qiáng)的鹽堿地特種植物，分布于亞歐大陸的溫帶地區(qū)，在我國(guó)主要分布在東北、華北和西北地區(qū)。為了改良青海省鹽堿地問題，本研究采用NaCl模擬鹽地環(huán)境[3]，采用堿茅作為改良鹽堿地的先鋒作物，研究NaCl脅迫對(duì)種子萌發(fā)的影響，以期為選育抗鹽性優(yōu)良的作物品種提供科學(xué)依據(jù)[4]。

1 材料和方法

1.1試驗(yàn)材料 供試堿茅材料均取自2010年同一地點(diǎn)收獲的種子，材料均由青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院草原研究所提供(表1)。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1種子的鹽脅迫處理 在潔凈的培養(yǎng)皿內(nèi)置3層濾紙，加入濃度分別為0、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%和2.0%的NaCl溶液至濾紙飽和為止，將5種堿茅(同德小花堿茅[5]、吉農(nóng)朝鮮堿茅[6]、堿茅、灰綠堿茅和疏穗堿茅)種子各100粒分別撒入各濃度濾紙上，各處理均重復(fù)3次，放入25 ℃光照培養(yǎng)箱中(光照16 h，黑暗8 h)，每天更換培養(yǎng)皿中的處理液，使各處理鹽濃度維持不變，開蓋通氣。

表1 供試材料來源Table 1 Materials and origins in this study

1.2.2種子萌發(fā)測(cè)定指標(biāo) 每日觀察記錄各處理及對(duì)照的發(fā)芽數(shù)[7]。種子發(fā)芽第14天起每組處理各取10粒發(fā)芽的種子，量其幼芽、幼根長(zhǎng)度，計(jì)算其平均值。計(jì)算其發(fā)芽指數(shù)(GI)和活力指數(shù)(VI)值。播種20 d后將各處理未發(fā)芽的種子揀出來，置于加有適量蒸餾水的培養(yǎng)皿中作清水復(fù)萌，每日記錄新發(fā)芽的種子數(shù)，于發(fā)芽后第7天起每處理選取10粒已發(fā)芽的種子，量取其幼芽、幼根長(zhǎng)度，計(jì)算GI和VI值[8]。

發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%；

發(fā)芽勢(shì)=發(fā)芽最高峰(第3天)種子發(fā)芽數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑(Gi/Di)；

活力指數(shù)(VI) =GI×Ss。式中，Gi為第i天的發(fā)芽率，Di為發(fā)芽天數(shù)；Ss為幼苗長(zhǎng)度。

1.3數(shù)據(jù)處理及分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行差異顯著性統(tǒng)計(jì)分析，EXCEL作圖。

2 結(jié)果與討論

2.1不同鹽濃度脅迫對(duì)堿茅種子發(fā)芽率的影響 隨著鹽濃度的不斷增加，各堿茅種子的發(fā)芽率均呈下降趨勢(shì)，且在鹽濃度為2%時(shí)各堿茅種子發(fā)芽率均為0。與他人研究[9-10]結(jié)果相似,相同鹽濃度下，同德小花堿茅發(fā)芽率均為最高，灰綠堿茅和疏穗堿茅均較低(表2)。

在0.4%和0.8%鹽濃度下，同德小花堿茅、吉農(nóng)朝鮮堿茅和堿茅發(fā)芽率都超過30%，兩個(gè)濃度下均差異不顯著；灰綠堿茅和疏穗堿茅發(fā)芽率較低，顯著低于前三者(P<0.05)。在1.2%鹽濃度下，同德小花堿茅顯著高于其他材料。在1.6%鹽濃度下，同德小花堿茅、吉農(nóng)朝鮮堿茅和堿茅均很低，且三者之間無顯著差異，灰綠堿茅和疏穗堿茅的發(fā)芽率均為0(表2)。

結(jié)果表明，同德小花堿茅抗鹽性相對(duì)其他4種堿茅較強(qiáng)，可以作為優(yōu)良抗鹽牧草進(jìn)行推廣；疏穗堿茅和灰綠堿茅在各濃度下發(fā)芽率均為最低，說明抗鹽性相對(duì)較弱。同德小花堿茅為牧科院培育馴化的堿茅品種，經(jīng)過多年的試驗(yàn)和種植在短時(shí)間內(nèi)就可以度過休眠期；而疏穗堿茅和灰綠堿茅為野外采集品種，休眠期較長(zhǎng)；吉農(nóng)朝鮮堿茅和堿茅雖然為育成品種，但在本研究中表現(xiàn)一般。

2.2不同濃度鹽脅迫對(duì)各種堿茅材料種子的發(fā)芽指數(shù)的影響 隨著NaCl濃度的不斷增加，各堿茅的發(fā)芽指數(shù)呈遞減模式，各濃度梯度下，同德小花堿茅發(fā)芽指數(shù)均為最高，吉農(nóng)朝鮮堿茅和堿茅次之，灰綠堿茅和疏穗堿茅均為最低(表2)。

在0和1.2%鹽濃度下，同德小花堿茅的發(fā)芽指數(shù)顯著高于其他4種(P<0.05)，0.4%、0.8%和1.6%濃度下，同德小花堿茅、吉農(nóng)朝鮮堿茅和堿茅差異均不顯著。灰綠堿茅和疏穗堿茅在濃度變化過程中種子發(fā)芽指數(shù)均較低，且與同德小花堿茅差異顯著(P<0.05)。

2.3不同濃度鹽脅迫對(duì)各種堿茅材料種子的活力指數(shù)的影響 隨著鹽濃度的增大，同德小花堿茅、堿茅、灰綠堿茅和疏穗堿茅種子的活力指數(shù)依次遞減，吉農(nóng)朝鮮堿茅在0.4%～1.2%鹽濃度區(qū)間遞減，在1.2%～1.6%區(qū)間增大，5份材料在2.0%濃度下種子活力指數(shù)均為0(表3)。

表2 鹽脅迫對(duì)5份堿茅材料發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)的影響Table 2 Effects of salt stress on germination rate and germination index of five Puccinellia accessions %

表3 鹽脅迫下5份堿茅材料活力指數(shù)的變化Table 3 Effects of salt stress on vigor index of different five Puccinellia accessions

在0～1.2%鹽濃度下，同德小花堿茅的種子活力指數(shù)相對(duì)其他4種堿茅材料均較高，灰綠堿茅和疏穗堿茅的種子活力指數(shù)均較低，且與同德小花堿茅差異顯著(P<0.05)。

在1.2%～1.6%濃度區(qū)間內(nèi)，高濃度NaCl對(duì)吉農(nóng)朝鮮堿茅有較小增效效應(yīng)，對(duì)種子的活力有較小的促進(jìn)作用，而對(duì)其他4種堿茅材料則有抑制作用，灰綠堿茅和疏穗堿茅種子失去了活力。

2.4各堿茅材料在清水復(fù)萌試驗(yàn)下發(fā)芽率 清水復(fù)萌試驗(yàn)在脅迫試驗(yàn)進(jìn)行20 d后開始進(jìn)行，鹽脅迫解除3 d后，各鹽濃度下，堿茅材料種子均有發(fā)芽率，且均低于其對(duì)照，隨著鹽溶液濃度的不斷增大，發(fā)芽率均呈下降趨勢(shì)(圖1)。在低濃度溶液下，與對(duì)照相比差異不顯著(P>0.05)，高濃度下差異顯著(P<0.05)。同一濃度下，同德小花堿茅發(fā)芽率均為最高，吉農(nóng)朝鮮堿茅和堿茅次之，灰綠堿茅和疏穗堿茅相對(duì)較低。鹽脅迫解除6 d后，各鹽濃度下，各堿茅材料種子的發(fā)芽率均有提高，且發(fā)芽率與其對(duì)照差異不顯著(P>0.05)，同一鹽溶液濃度下，同德小花堿茅的發(fā)芽率相對(duì)較高，吉農(nóng)朝鮮堿茅和堿茅次之，灰綠堿茅和疏穗堿茅均較低(圖1)。

圖1 脅迫解除3和6 d后各堿茅材料的發(fā)芽率Fig.1 Seed germination of Puccinellia under normal water condition after NaCl stress terminating 3 and 6 days

鹽脅迫解除后，各堿茅材料種子的萌發(fā)均與其對(duì)照差異不顯著，說明堿茅在鹽脅迫解除后，種子仍存在活力，具有較高的萌發(fā)潛力。

3 結(jié)論

不同濃度NaCl處理下，種子萌發(fā)期同德小花堿茅的耐鹽能力相對(duì)較強(qiáng)，堿茅和吉農(nóng)朝鮮堿茅次之，灰綠堿茅和疏穗堿茅相對(duì)較弱。NaCl鹽脅迫解除后，5種堿茅材料復(fù)水后的發(fā)芽率均達(dá)到了對(duì)照的水平，可知高濃度鹽脅迫下種子未受到嚴(yán)重的離子毒害作用，種子只是暫時(shí)受到滲透脅迫，仍具有很高的萌發(fā)潛力。本試驗(yàn)僅探討了一種鹽對(duì)不同堿茅材料的發(fā)芽影響，其它鹽分對(duì)堿茅材料的影響及解除鹽脅迫后發(fā)芽率還需要進(jìn)一步研究。

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