鹽脅迫對不同品種甜菜種子萌發(fā)特性的影響

王激清　劉社平　白曉瑛

摘要：為探討甜菜鹽耐性差異，以12份不同品種的甜菜種子為材料，研究鹽脅迫處理對不同品種甜菜種子萌發(fā)特性的影響，結(jié)果表明，鹽脅迫能抑制甜菜種子的萌發(fā)，降低種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)；同一鹽脅迫條件下，12份不同品種甜菜種子耐鹽指數(shù)存在明顯差異，其中，甜菜品種SR-411、KWS3148、HI0099為鹽敏感品種，HI0474、HYB-74、HI0936為耐鹽品種。

關(guān)鍵詞：甜菜；鹽脅迫；種子；萌發(fā)特性；耐鹽指數(shù)

中圖分類號： S566.304；Q945.78 文獻標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2015）03-0096-03

土壤鹽漬化問題已成為制約人類社會發(fā)展和進步的一個世界性資源與環(huán)境問題，據(jù)統(tǒng)計，世界上約有100多個國家存在不同類型的鹽漬化土地，約占全球可耕地面積的10%[1]。中國鹽堿土約有0.333億hm2，次生鹽漬化土壤約有0066億hm2[2]，其中，北方干旱地區(qū)是我國內(nèi)陸鹽堿土集中分布區(qū)，面積大，地表及地下淺部土壤中往往積累有較多的鹽分，鹽漬化影響涉及40%的灌溉土地，對農(nóng)作物減產(chǎn)應(yīng)負(fù)70%的責(zé)任[3]。

甜菜是生物產(chǎn)量很高的經(jīng)濟作物，是我國制糖生產(chǎn)的重要原料，其產(chǎn)量僅次于甘蔗，種植和發(fā)展甜菜生產(chǎn)是國民經(jīng)濟建設(shè)的需要。甜菜主要種植區(qū)是內(nèi)陸干旱平原區(qū)，包括東北、華北、西北3個產(chǎn)區(qū)，這些地區(qū)都是春播甜菜區(qū)，無霜期短、積溫較少、日照較長、晝夜溫差較大，甜菜的產(chǎn)量和含糖量高、病害輕。甜菜也是耐鹽性較強的作物之一，苗期可生長于含鹽0.5%～0.6%的土壤中，生長盛期可生長于含鹽0.6%～08%的土壤中。但是，同一種內(nèi)不同品種間耐鹽性存在明顯差距[4]，進行耐鹽甜菜品種的篩選及耐鹽篩選指標(biāo)的研究具有很重要的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值。試驗以冀西北廣泛種植的甜菜品種為對象，對其進行鹽脅迫處理，研究其在單鹽和復(fù)鹽處理下甜菜種子的萌發(fā)特性，篩選出耐鹽性較強的甜菜品種，為生產(chǎn)上廣泛推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，為鹽漬土地資源的充分開發(fā)和利用提供有益途徑。

1 材料與方法

1.1 基本概況

試驗于2011年9月上旬在河北北方學(xué)院南校區(qū)園藝系實驗室進行，供試甜菜品種有12份，分別由張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院和河北省張北縣糖廠提供。供試甜菜品種號和品種名見表1。

1.2 試驗方法

12份甜菜種子經(jīng)0.1% KMnO4消毒，分別采用4種溶液浸種處理：T1，蒸餾水（對照）；T2，120 mmol/L NaCl溶液；T3，60 mmol/L Na2SO4溶液；T4，60 mmol/L Na2SO4和 120 mmol/L NaCl按1 ∶1比例的混合溶液。吸脹12 h，置于鋪有2層濾紙的干凈培養(yǎng)皿中，每皿排放100粒種子，分別加入各自對應(yīng)的溶液至飽和；將培養(yǎng)皿放入（23±1） ℃的光照培養(yǎng)箱中避光發(fā)芽，每一處理重復(fù)3次。為保持鹽濃度不變，每天更換1次濾紙。自培養(yǎng)3 d開始調(diào)查，每天定時打開發(fā)芽床檢查并記錄每個培養(yǎng)皿發(fā)芽的種子數(shù)，同時移走已經(jīng)萌發(fā)的種子，連續(xù)記載8 d，種子萌發(fā)以胚根伸出種皮0.2 cm作為發(fā)芽標(biāo)志[5]。計算種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和鹽害指數(shù)。

1.3 測試指標(biāo)的計算方法

發(fā)芽勢=5 d內(nèi)正常發(fā)芽的種子粒數(shù)/供試種子粒數(shù)×100%；發(fā)芽率=10 d內(nèi)正常發(fā)芽的種子粒數(shù)/供試種子粒數(shù)×100%；發(fā)芽指數(shù)=∑（Gt/Dt），其中，Gt為第t天的發(fā)芽數(shù)，Dt為發(fā)芽日數(shù)；活力指數(shù)=S×∑（Gt/Dt），其中，S為胚根和胚芽的平均鮮質(zhì)量；鹽害指數(shù)=（對照發(fā)芽率-鹽處理發(fā)芽率）/對照發(fā)芽率×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對不同品種甜菜種子發(fā)芽勢的影響

發(fā)芽勢是種子在發(fā)芽期間活性強度及種植特性的綜合表現(xiàn)，用來表示種子的發(fā)芽速度和整齊度。由表2可見，T1（對照）處理12個供試甜菜品種的發(fā)芽勢都在80%以上，鹽脅迫處理的甜菜種子發(fā)芽勢均低于T1；T2處理的品種5、9、10的發(fā)芽勢較高，品種1、7、12的發(fā)芽勢較低；T3處理的品種4、8、9的發(fā)芽勢較高，品種1、11、12的發(fā)芽勢較低；T4處理的品種5、9、10的發(fā)芽勢較高，品種1、3、7、11、12的發(fā)芽勢較低；與T1處理相比，T2、T3、T4處理的品種4、5、9、10發(fā)芽勢下降幅度相對較小，品種1、7、11、12的發(fā)芽勢下降幅度相對較大。

2.2 鹽脅迫對不同品種甜菜種子發(fā)芽率的影響

發(fā)芽率是鑒別種子發(fā)芽整齊度的主要指標(biāo)，它代表種子的發(fā)芽力，是種子在適宜條件下發(fā)芽并生長成正常幼苗的能力。由表3可見，T1處理的12個供試甜菜品種的發(fā)芽率都在85%以上，鹽脅迫處理的甜菜種子發(fā)芽率均低于T1處理；T2處理的品種5、10發(fā)芽率仍能達(dá)到85%以上，品種3、11、12的發(fā)芽率均不足50%；T3處理的品種5、10發(fā)芽率仍達(dá)到85%以上，品種1、12的發(fā)芽率不足50%；T4處理的品種5、9、10發(fā)芽率仍在85%以上，品種1、12的發(fā)芽率不足50%；與T1處理相比，T2、T3、T4處理的品種5、9、10發(fā)芽率下降幅度相對較小，品種1、7、12的發(fā)芽率下降幅度相對較大。

2.3 鹽脅迫對不同品種甜菜種子發(fā)芽指數(shù)的影響

發(fā)芽指數(shù)主要用來衡量植物的發(fā)芽能力及活力。由表4可見，T1處理的品種2、4、7、8的發(fā)芽指數(shù)較高，均超過30，品種1最低，為19.8；T2處理的品種5、10發(fā)芽指數(shù)較高，分別為20.7和21.2，品種1、3、7、11、12較低，均不足10；T3處理的所有甜菜品種的發(fā)芽指數(shù)均較低，只有品種4超過20；T4處理的所有甜菜品種的發(fā)芽指數(shù)也較低，品種5相對最高，為19.6；與T1處理相比，T2、T3、T4處理的品種5、9、10發(fā)芽指數(shù)下降幅度相對較小，品種7、11、12的發(fā)芽指數(shù)下降幅度相對較大。

2.4 鹽脅迫對不同品種甜菜種子活力指數(shù)的影響

活力指數(shù)是種子發(fā)芽速率和生長量的綜合反映，是表示種子活力的指標(biāo)，指數(shù)值越高，表示種子活力越大。由表5可見，T1處理的品種2、5、7的活力指數(shù)超過60，品種1、3、6、9、12的活力指數(shù)較低；T2處理的品種5、10的活力指數(shù)較高，分別為21.0、23.2，其余品種的活力指數(shù)均較低；T3處理的甜菜的活力指數(shù)均較低，最高的是品種4，活力指數(shù)為15.9；T4處理的甜菜品種5、9的活力指數(shù)較高，分別為15.8、18.6，其余品種的活力指數(shù)均較低；與T1處理相比，T2、T3、T4處理的品種5、9活力指數(shù)下降幅度相對較小，品種7、11、12的活力指數(shù)下降幅度相對較大。

2.5 鹽脅迫對不同品種甜菜種子鹽害指數(shù)的影響

甜菜種子的鹽害指數(shù)別稱為甜菜的相對鹽害率，按照陳業(yè)婷等的分級標(biāo)準(zhǔn)[6]，將鹽害指數(shù)分4級，即強（≤20%）、中（>20%且≤40%）、弱（>40%且≤60%）、不抗鹽（>60%）。由表6可見，T2處理的品種2、5、6、9、10鹽害指數(shù)均不足20%，耐鹽等級為強，品種4、8的鹽害指數(shù)不足40%，耐鹽等級為中，品種1、3、7、11的鹽害指數(shù)不足60%，耐鹽等級為弱，品種12的鹽害指數(shù)為72.4%，耐鹽等級為不抗鹽；T3處理的品種3、5、9、10鹽害指數(shù)不足20%，耐鹽等級為強，品種2、4、6、8、11耐鹽等級為中，品種1、7、12耐鹽等級為弱；T4處理的品種5、9、10鹽害指數(shù)不足20%，耐鹽等級為強，品種2、3、4、6、8、11耐鹽等級為中，品種1、7、12耐鹽等級為弱。

3 結(jié)論

種子能否在鹽脅迫下萌發(fā)成苗，是植物在鹽堿條件下生長發(fā)育的前提，因此，研究鹽脅迫下種子的萌發(fā)狀況具有重要的意義[7]。鹽脅迫主要影響種子的吸水膨脹，改變植物細(xì)胞中水和離子的熱力學(xué)平衡，導(dǎo)致高滲脅迫、離子不平衡和離子毒害，從而降低種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率等，限制作物的生長發(fā)育并影響產(chǎn)量[8-9]。鹽濃度越大，滲透脅迫越嚴(yán)重[10]。本試驗以12份甜菜種子為材料，研究單鹽和復(fù)鹽脅迫對種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響，結(jié)果表明，不論哪個品種的甜菜種子，其發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均為蒸餾水處理高于鹽脅迫處理，這說明鹽脅迫能抑制甜菜種子的萌發(fā)，降低種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。

甜菜耐鹽性是由遺傳基因決定的，不同品種（系）具有不同的耐鹽能力[11-12]。芽期對鹽脅迫比較敏感，發(fā)芽力的好壞直接影響苗期的正常生長。試驗通過研究鹽脅迫對不同品種甜菜種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、鹽害指數(shù)的影響，較直觀地反映甜菜種子發(fā)芽時期在鹽脅迫下的表現(xiàn)，綜合來看，供試的12個甜菜品種有明顯的耐鹽差異性，其中，品種SR-411、KWS3148、HI0099為鹽敏感品種，品種HI0474、HYB-74、HI0936為耐鹽品種，其余均為中等耐鹽品種。

發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)是評價種子發(fā)芽常用的指標(biāo)，反映種子發(fā)芽速度、發(fā)芽整齊度和幼苗健壯的潛勢。試驗結(jié)果表明，在一定鹽濃度脅迫下，耐鹽性強的甜菜種子比耐鹽性差的甜菜種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)下降少，鹽害指數(shù)也基本能反映各品種在發(fā)芽期的耐鹽性差異，因此，應(yīng)采用綜合指標(biāo)來反映種子的耐鹽性。

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