耐鹽植物番杏在泉州灣的栽培試驗(yàn)

賴興凱, 林南雄, 陳金章, 黃　磊,紀(jì)劍鋒, 陳若海, 梁雯清, 吳佳鑫

(1.福建省泉州灣河口濕地自然保護(hù)區(qū)管理處　362121,2.廈門泛海恒業(yè)環(huán)境科技有限公司, 3.福建省泉州市林業(yè)科技推廣中心)

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耐鹽植物番杏在泉州灣的栽培試驗(yàn)

賴興凱1, 林南雄2, 陳金章3, 黃磊1,紀(jì)劍鋒1, 陳若海1, 梁雯清2, 吳佳鑫2

(1.福建省泉州灣河口濕地自然保護(hù)區(qū)管理處362121,2.廈門泛海恒業(yè)環(huán)境科技有限公司, 3.福建省泉州市林業(yè)科技推廣中心)

摘要：研究了鹽度對(duì)番杏種子萌發(fā)的影響，結(jié)果表明：番杏種子在鹽度為0和5 g/L時(shí)具有最高的發(fā)芽率和萌發(fā)指數(shù)，在鹽度10 g/L時(shí)發(fā)芽率只有9.0%，在鹽度15 g/L時(shí)基本不萌發(fā)。番杏在泉州灣的適生性研究結(jié)果表明，在海邊未受海水淹沒(méi)的鹽堿地栽培番杏100%存活，生長(zhǎng)狀況良好，可完成整個(gè)生活史過(guò)程，相對(duì)生長(zhǎng)率達(dá)到1965.28%；經(jīng)常受到海水周期性淹沒(méi)的地帶不適宜種植番杏。

關(guān)鍵詞：番杏；種子；耐鹽

泉州灣河口濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū)(24°47′21″N至24°59′50″N，118°37′44″E 至118°42′46″E)地處福建省東南部，位于泉州境內(nèi)晉江和洛陽(yáng)江的出?？冢偯娣e7008 hm2[1]。該區(qū)潮汐為正規(guī)半日潮，濕地平坦開(kāi)闊，底質(zhì)為粉泥沙質(zhì)，沉積層較厚，有機(jī)質(zhì)豐富，土壤鹽度為 3.9‰～34.1‰[2]。由于土壤高鹽分導(dǎo)致植物滲透脅迫、離子毒害和營(yíng)養(yǎng)虧缺[3],常規(guī)植物無(wú)法生長(zhǎng)，該區(qū)潮間帶以紅樹(shù)植物為主，潮上帶以耐鹽植物為主。研究表明, 生長(zhǎng)在濱海鹽漬土的耐鹽植物能明顯改善鹽漬土土壤質(zhì)量[4]。耐鹽植物根系生長(zhǎng)能提高土壤的孔隙度，改善土壤結(jié)構(gòu), 降低土壤鹽度和容重，其生命活動(dòng)合成的有機(jī)物能增加土壤有機(jī)質(zhì)和總氮含量，植物生長(zhǎng)能為土壤輸送氧氣，提高土壤的生物活性，土壤微生物和土壤酶含量也有顯著提高[5-6]。

番杏為番杏科一年生或多年生蔓生性草本植物，主要分布在熱帶和溫帶，在中國(guó)東南沿海有天然分布[7]。番杏具有速生、根系發(fā)達(dá)、不擇土壤、耐高溫和低溫、抗干旱等特征，廣泛生長(zhǎng)于海岸沙地、魚(yú)塘點(diǎn)、紅樹(shù)林林緣及基巖海岸高潮線附近[8],是我國(guó)熱帶、亞熱帶鹽土的指示植物，在泉州灣也有自然分布[9]。此外，番杏抗逆能力強(qiáng)，極少發(fā)生病蟲(chóng)害，嫩莖清香可食，且營(yíng)養(yǎng)豐富，含有大量人體所需的無(wú)機(jī)鹽、微量元素、類胡蘿卜素等物質(zhì)，還含有抗菌素物質(zhì)番杏素[10-12]，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在開(kāi)發(fā)鹽漬土中具有廣闊的應(yīng)用前景，已作為特種蔬菜引種于全國(guó)各地[13-14]。

當(dāng)前番杏的研究主要集中在栽培技術(shù)、繁殖[15-16]、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值以及鹽脅迫等方面[12, 17]。Yousif 等[18]通過(guò)短期低鹽刺激番杏，研究其對(duì)番杏生長(zhǎng)和光合作用的影響，但該研究未反應(yīng)番杏的耐鹽能力。賀林等[7]通過(guò)溫室砂培方式對(duì)番杏進(jìn)行鹽處理，研究鹽分對(duì)番杏生長(zhǎng)和光合特征的影響及適宜生長(zhǎng)的鹽度范圍，但未對(duì)其在濱海鹽漬地的生長(zhǎng)情況進(jìn)行研究。

本文通過(guò)研究番杏種子鹽脅迫下的萌發(fā)情況以及在濱海鹽漬土栽培和耐海水水濕試驗(yàn)，探討番杏的耐鹽能力和對(duì)濱海鹽漬土的生長(zhǎng)適應(yīng)性，為其應(yīng)用于泉州灣濱海濕地生態(tài)修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1不同鹽度脅迫下番杏種子發(fā)芽試驗(yàn)

供試番杏種子采自泉州灣保護(hù)區(qū)(24°54′10.0″N, 118°39′24.8″E)。

將番杏果實(shí)置于40～45℃溫水中浸泡24 h，去除果皮，小心挑出果實(shí)里的種子。配置NaCl單鹽溶液，濃度設(shè)0(CK)、5、10、15、20、25、30 g/L 7個(gè)處理。在90 mm培養(yǎng)皿內(nèi)放3層濾紙，分別添加上述溶液至淹沒(méi)濾紙，均勻放入番杏種子50粒，3次重復(fù)。將21個(gè)培養(yǎng)皿置于25°C恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，逐日統(tǒng)計(jì)發(fā)芽種子數(shù)，并補(bǔ)充蒸發(fā)的水分，各處理鹽濃度維持不變。8 d后，計(jì)算種子發(fā)芽率和萌發(fā)指數(shù)(Gl)：

Gl=∑(Gt/Dt)

其中，Gt為不同發(fā)芽時(shí)間(d)的發(fā)芽率；Dt為不同發(fā)芽試驗(yàn)天數(shù)(d)；

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

1.2泉州灣番杏生長(zhǎng)適應(yīng)性試驗(yàn)

在泉州灣保護(hù)區(qū)桃花山下(24°54′14.3″N、118°39′13.8″E)的潮上帶鹽漬地開(kāi)辟苗圃，清理雜草和垃圾，按苗床長(zhǎng)15.0 m、寬1.5 m、高0.1 m整壟，用重量法測(cè)得土壤鹽度3.4‰～4.6‰。在苗床上穴播番杏種子，株間距45 cm×45 cm，每穴1～2粒。每日澆水1～2次，定期記錄出苗情況和植株生長(zhǎng)情況。試驗(yàn)從2013年3月8日(番杏種子大量出苗)開(kāi)始，至6月17日結(jié)束。定期隨機(jī)采集3株測(cè)定各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo), 包括最大莖長(zhǎng)、莖重、葉片數(shù)、葉重和根重, 計(jì)算各生長(zhǎng)指標(biāo)的增量，以及植株相對(duì)生長(zhǎng)率(RGR)和絕對(duì)生長(zhǎng)率(AGR)，并于2013年9月采摘番杏種子，估算種子產(chǎn)量。

增量= 最終值-初始值

RGR(%)=(Bi+t-Bi)/(Bi·t)×100

AGR(g)=(Bi+1-Bi)/t

其中，Bi為第i月單株番杏的平均重量(g)，Bi+t為第(i+t)月單株番杏的平均重量(g)，t指栽培時(shí)間(月)。

1.3番杏耐海水水濕試驗(yàn)

選擇生長(zhǎng)一致、高度20 cm的營(yíng)養(yǎng)杯苗，分別移栽于泉州灣海邊灘涂的潮上帶、潮間帶的高潮區(qū)，株間距20 cm×20 cm。試驗(yàn)從2013年4月11日開(kāi)始，5月6日結(jié)束。每天統(tǒng)計(jì)植株死亡數(shù)，計(jì)算死亡率。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

利用SPSS 16.0(One-way ANOVA)軟件進(jìn)行差異顯著性分析，各處理組平均值多重比較采用LSD法檢驗(yàn)。

2結(jié)果與分析

2.1不同鹽度對(duì)番杏種子萌發(fā)的影響

如圖1A所示，番杏種子的發(fā)芽率隨著鹽度升高呈下降趨勢(shì)。其中， CK和鹽度5 g/L處理的發(fā)芽率最高，均為89.0%；隨著鹽度升高，種子發(fā)芽率顯著下降，鹽度10 g/L時(shí)發(fā)芽率僅為9.0%；鹽度高于10 g/L，番杏種子發(fā)芽率極低。說(shuō)明高鹽抑制種子萌發(fā)。

發(fā)芽率說(shuō)明種子群中能萌發(fā)的種子數(shù)目，萌發(fā)指數(shù)則說(shuō)明種子萌發(fā)的速度和整齊程度。從圖1B可以看出，不同鹽度處理的番杏種子萌發(fā)指數(shù)變化趨勢(shì)與萌發(fā)率相似。低鹽(0～5 g/L)處理對(duì)萌發(fā)指數(shù)無(wú)顯著影響， 高鹽(≥10 g/L)處理降低種子萌發(fā)指數(shù)，鹽度15 g/L以上番杏種子基本不萌發(fā)。

2.2番杏在泉州灣潮上帶的生長(zhǎng)適應(yīng)性表明

生長(zhǎng)適應(yīng)性試驗(yàn)結(jié)果表明，番杏在泉州灣潮上帶生長(zhǎng)良好，經(jīng)過(guò)2個(gè)月的生長(zhǎng)，單株生物量達(dá)到最大值，為1310.86 g，由于6月份高溫多雨，影響了番杏的生長(zhǎng)，生物量有所降低，為966.40 g(圖2)。番杏的絕對(duì)生長(zhǎng)率為322.12 g，相對(duì)生長(zhǎng)率為1965.28%。說(shuō)明番杏是生長(zhǎng)快速的植物品種。在栽培期間，番杏完成生長(zhǎng)、開(kāi)花和結(jié)果整個(gè)生活史過(guò)程(表1)。

圖1　番杏種子發(fā)芽率(A)與萌發(fā)指數(shù)(B)

生物量(g)初始重量3個(gè)月后重量相對(duì)生長(zhǎng)率(%)絕對(duì)生長(zhǎng)率(g)0.03±0.00966.40±83.861965.28322.12

番杏種子于9月成熟，隨機(jī)采集5株成熟的番杏果實(shí)，記錄數(shù)量，并將種子曬干后進(jìn)行稱重，結(jié)果表明：番杏單株結(jié)果數(shù)400～600粒、千粒重(121.30±5.67)g。

圖2　番杏單株生物量累積(2013年)

2.3番杏耐海水水濕情況

番杏耐海水水濕試驗(yàn)結(jié)果表明，種植于高潮區(qū)的番杏，在泉州灣半日潮的影響下，每日淹沒(méi)2次，種植后第9 d全部死亡，無(wú)法存活；而種植于潮上帶的番杏在移栽16 d后依然存活，且生長(zhǎng)良好。

圖3　海水水淹時(shí)間與番杏植株存活率的關(guān)系

3小結(jié)與討論

鹽分是鹽生環(huán)境中限制種子萌發(fā)的最重要的環(huán)境因子，高鹽度會(huì)抑制許多鹽生植物的種子萌發(fā)[19]。一般來(lái)說(shuō), 低鹽濃度下種子的發(fā)芽與無(wú)鹽條件下的情況差別不大[20-21]，隨著鹽濃度的升高,萌發(fā)過(guò)程逐漸受到抑制[22-25]。這與本試驗(yàn)結(jié)果相一致，在無(wú)鹽和低鹽(5 g/L)處理時(shí)，番杏種子萌發(fā)情況無(wú)差別，而當(dāng)NaCl溶液濃度大于等于20 g/L 時(shí)，其種子萌發(fā)受到完全抑制，可見(jiàn)番杏所能耐受的極限NaCl溶液濃度低于一些鹽生植物[26-28]。

在泉州灣潮上帶開(kāi)展番杏生長(zhǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，在土壤鹽度3.4‰～4.6‰的條件下能正常萌發(fā)生長(zhǎng)，并開(kāi)花結(jié)果，能完成正常的生活史。Greenway 和 Munns[29]對(duì)鹽生植物的定義為鹽漬生境含有3.3 bar以上滲透壓鹽水的生境(相當(dāng)于 70 mmol/L NaCl) 下能完成正常的生活史的植物。因此，番杏屬于鹽生植物。這一結(jié)論也與Yousif 等[18]一致。本試驗(yàn)的番杏果實(shí)千粒重達(dá)121.30 g，而相關(guān)研究認(rèn)為番杏果實(shí)千粒重僅80～100 g[30-31]，說(shuō)明鹽分脅迫會(huì)導(dǎo)致番杏果實(shí)干重積累增加，這與賀林等[7]的結(jié)論一致。

植物生長(zhǎng)需要氧氣，而淹水脅迫阻礙植物與大氣環(huán)境間的氣體交換，造成植物受淹組織缺氧，進(jìn)而影響植物的生理代謝和生長(zhǎng)發(fā)育，因此淹水脅迫往往會(huì)對(duì)作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量造成嚴(yán)重影響[32]。淹水試驗(yàn)結(jié)果表明，種植于潮間帶高潮區(qū)的番杏由于受潮汐周期性淹沒(méi)影響，在移栽第9 d后全部死亡，無(wú)法存活，而移栽于潮上帶的番杏生長(zhǎng)良好。說(shuō)明番杏不耐澇和水濕。

據(jù)泉州灣河口濕地自然保護(hù)區(qū)資料，泉州灣內(nèi)灣海區(qū)水體鹽度小于15 g/L，河口濕地自然分布有番杏。因此，番杏可以作為特種蔬菜在泉州灣沿海沙地中直接育苗種植，也可作為濱海鹽漬地景觀植物種植，以改善濱海生態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[1]紀(jì)劍鋒，泉州灣河口濕地自然保護(hù)區(qū)管理的現(xiàn)狀與對(duì)策[J].泉州師范學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，28(6):5-7.

[2]譚芳林，葉功富，崔麗娟，等.泉州灣河口濕地紅樹(shù)林立地類型劃分[J].濕地科學(xué)，2010，8(4)：366-370.

[3]MUNNS R,Tester M.Mechanisms of salinity tolerance[J].Annual Review of Plant Physiology， 2008， 59:651-681.

[4]林學(xué)政,沈繼紅,劉克齋.種植鹽地堿蓬修復(fù)濱海鹽漬土效果的研究[J].海洋科學(xué)進(jìn)展，2005,23(1):65-69.

[5]陳玉華,周春霖.種草改良江蘇濱海鹽土效果的研究[J].中國(guó)草地，1996(3):26-29.

[6]董曉霞,郭洪海,孔令安.濱海鹽漬地種植紫花苜蓿對(duì)土壤鹽分特性和肥力的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2001(1):24- 25.

[7]賀林,王文卿,林光輝.鹽分對(duì)濱海濕地植物番杏生長(zhǎng)和光合特征的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志，2012，31(12):3044-3049.

[8]翁躍進(jìn),宋景芝.抗逆境蔬菜番杏的利用研究[J].中國(guó)種業(yè)，2000(3):39-40.

[9]胡慧娟，張嬈挺，陳劍榕.福建閩江口外海岸植物生態(tài)[J].海洋學(xué)報(bào)，2001，23(5):110-115.

[10]王德檳.藥食同源蔬菜前景廣闊(續(xù))[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科技，2003(7):16.

[11]中國(guó)科學(xué)院中國(guó)植物志編輯委員會(huì).中國(guó)植物志[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

[12]LISIEWSKA Z,KMIECIK W，GEBCZYSKI P，et al.Aminoacid profile of raw and as-eaten products of spinach (SpinaciaoleraceaL.) [J].Food Chemistry，2011，126:460-465.

[13]楊田堂,番杏的無(wú)公害高效栽培技術(shù)[J].北方園藝，2006(5)：94-95.

[14]周月英,鄭華,蔣加勇,等.番杏在浙南山區(qū)的試種表現(xiàn)及栽培要點(diǎn)[J].中國(guó)野生植物資源，2005，24(4): 63-64.

[15]賴正鋒,李華東.番杏的生物學(xué)特征及其栽培新技術(shù)[J].福建熱作科技，2007，32(3):22-23.

[16]王文星,付鈺,周志勇,等.番杏的組織培養(yǎng)與植株再生[J].植物生理學(xué)通訊，2002，38(5):456.

[17]WILSON C,LESCH SM,GRIEVE CM.Growth stage modulates salinity tolerance of New Zealand spinach (TetragoniatetragonioidesPall. ) and Red Orach (AtriplexhortensisL.) [J].Annals of Botany，2000, 85:501-509.

[18]YOUSIF BS,NGUYEN NT,FUKUDA Y，et al.Effect of salinity on growth,mineral composition, photosynthesis and water relations of two vegetable crops:New Zealand spinach(Tetragoniatetragonioides) and water spinach (Ipomoeaaquatica)[J].International Journal of Agriculture and Biology，2010，12:211-216.

[19]UNGAR IA.Ecophysiology of Vasculary Halophytes[M].Florida:CRC Press，1991.

[20]TROYO-DIEGUEZ E,SOLIS-CAMARA AMB.Germinacion deSalicorniabigeloviiTorr.(Chenopodiaceae) Bajo diferentes concentraciones de Agua Marina[J].Southwest Nat，1992，37:22-27.

[21]方良俊.海蓬子種子的發(fā)芽特性與貯存方法研究[J].種子，2005，24:33-35.

[22]KHAN MA,UNGAR IA.Effects of light, salinity,and thermoperiod on the seed germination of halophytes[J].Can J Bot，1997，75:835-841.

[23]GUL B,WEBER DJ.Effect of salinity,light,and temperature on germination inAllenrolfeaoccidentalis[J].Can J Bot，1999，77:240-246.

[24]KHAN MA,GUL B,WEBER DJ.Seed germination in the Great Basin halophyte Salsola iberica[J]. Can J Bot，2002， 80：650-655.

[25]HUANG ZY,ZHANG XS,ZHENG GH,et al.Influence of light,temperature,salinity and storage on seed germination of Haloxylon ammodendron[J].J Arid Environ，2003，55:453-464.

[26]趙可夫,馮立田,范海.鹽生植物種子的休眠.休眠解除及萌發(fā)的特點(diǎn)[J].植物學(xué)通報(bào)，1999，16(6):677-685.

[27]KHAN M.A.GUL B.Weber D.J.Influence of salinity and temperature on the germination ofKochiascoparia[J].Wetlands Ecology and Management, 2001, 9: 483-489.

[28]姜丹,李銀心,黃凌風(fēng),等.鹽度和溫度對(duì)北美海蓬子在廈門海區(qū)引種以及生長(zhǎng)特性的影響[J].植物學(xué)通報(bào),2008,25(5):533-542.

[29]GREENWAY H,MUNNS R.Mechanisms of salt tolerance in nonhalophytes[J].Annual Review of Plant Physiology，1980，31:149-190.

[30]呂振家,續(xù)翰光.番杏的栽培技術(shù)[J].吉林蔬菜，1995,5:28.

[31]劉勝輝,王松標(biāo).番杏及其栽培[J].廣西熱作科技，2000,4:15-16.

[32]BOYER JS.Plant productivity and environment[J].Science,1982,218:443-448.

(責(zé)任編輯：劉新永)

收稿日期：2016-01-05

作者簡(jiǎn)介：賴興凱，男，1984年生，林業(yè)工程師。

通訊作者：紀(jì)劍鋒，男，1973年生，林業(yè)高級(jí)工程師(466261924@qq.com)。

基金項(xiàng)目：2013年度泉州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013N13)。

DOI：10.13651/j.cnki.fjnykj.2016.01.008

Studies on cultivation trial of salt-tolerant New Zealand spinach in Quanzhou Bay

LAI Xing-kai1, LIN Nan-xiong2, CHEN Jin-zhang3, HUANG Lei1, JI Jian-feng1, CHEN Ruo-hai1, LIANG Wen-qing2, WU Jia-xin2

(1.QuanzhouBayManagementOfficeofNaturalReserveAreaintheEstuarineWetland,FujianProvince; 2.XiamenFanhaihengyeEnvironmentalSci-TechCo.,Ltd; 3.QuanzhouPopularizationCenterofForestryScienceandTechnology)

Abstract:In this paper, effects of salinity on seed germination of New Zealand spinach were studied. The results showed that there were highest germination rate and germination index at 0 g/L and 5 g/L salinity while was only 9.0% of germination rate at 10 g/L salinity and basically lack of germination rate at 15 g/L salinity. The study on adaptability of New Zealand spinach in Quanzhou Bay showed that it showed 100% survival rate at saline-alkali soil where did not flooded by seawater, healthy growth condition, could complete whole life cycle and its relatively growth rate was 1965.28%; while it could not adapt to the areas where frequently flooded by seawater.

Key words:New Zealand spinach; seed; salt tolerance