混合鹽堿對小黑麥萌發(fā)和幼苗生長的影響

崔 興 國(衡水學院 生命科學學院，河北 衡水 053000 )

混合鹽堿對小黑麥萌發(fā)和幼苗生長的影響

崔 興 國
(衡水學院 生命科學學院，河北 衡水 053000 )

以8個基因型小黑麥為試驗材料，選擇NaCl、NaHCO3為鹽堿脅迫因子，研究品種小黑麥對不同濃度混合鹽堿脅迫的耐受差異性，采用體積比1:1配比將NaCl、NaHCO3配制成梯度混合溶液：25 m mol/L NaCl 和25 m mol/L NaHCO3(記作25 + 25)、50 + 25、100 + 50、150 + 50、175 + 100、200 + 100，模擬不同程度混合鹽堿土壤，分別測定其種子發(fā)芽指數(shù)、幼苗的鮮重、苗高、根長、活力指數(shù)等相關(guān)指標，根據(jù)種子萌發(fā)和幼苗根部及地上部分生長情況，確定不同基因型小黑麥對鹽堿脅迫的抗性差異.結(jié)果表明，隨著處理濃度的升高，被測小黑麥的生長均受到顯著影響，處理濃度越高，影響越顯著.但不同品種耐鹽堿的能力存在差異.綜合分析得出結(jié)論，NTH1048發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)及幼苗生長明顯地高于其他品種，耐鹽堿能力較強，適于中等程度鹽堿土壤栽培.

小黑麥；混合鹽堿；發(fā)芽指數(shù)；幼苗；活力指數(shù)

小黑麥(Triticale hexaploide L.)，是普通小麥和黑麥屬間雜交和雜種染色體加倍、人工合成的一個新的物種[1]，具備雜種生長優(yōu)勢突出、光合作用能力旺盛以及較高的營養(yǎng)成分等優(yōu)點，因而兼具了小麥品質(zhì)好、豐產(chǎn)性和黑麥抗病性強、熱量高、賴氨酸含量高、適應(yīng)性廣的優(yōu)點[2]，是一種新開發(fā)的產(chǎn)量高質(zhì)量好的飼料作物，糧飼兼用，干草產(chǎn)量可達13噸/公頃以上，具有較高的經(jīng)濟價值和生態(tài)價值，栽培前景廣闊.在全球耕地資源不斷減少、糧食危機日益嚴峻的情況下，篩選培育耐鹽堿的小黑麥品種并將其推廣，為糧食發(fā)展、飼料及酒制品的制備、保健食品的生產(chǎn)和草編纖維板材的加工等提供原材料，將有利于提高土地利用率，增加糧食產(chǎn)量，緩解耕地和糧食產(chǎn)量之間的矛盾.

近幾年來，鹽堿地對植物種子萌發(fā)與生長的研究逐漸成為研究熱點之一.有關(guān)種子鹽、堿對玉米、高粱、小麥、向日葵等植物的影響已多有報道[3-9]，但混合鹽堿脅迫對小黑麥種子萌發(fā)和幼苗生長的影響報道尚鮮見報道.鹽堿土壤既含有中性鹽又含有堿性鹽，鹽堿脅迫相伴發(fā)生對植物的種子萌發(fā)和幼苗生長影響更重.現(xiàn)以不同品種小黑麥為材料，研究其在混合鹽堿(中性鹽NaCl + 堿性鹽NaHCO3)脅迫下萌發(fā)指標和幼苗發(fā)育指標的變化以及品種之間的差異，旨在研究小黑麥種子對鹽堿的耐受能力，從而為篩選耐鹽堿性強的小黑麥品種提供一定的理論依據(jù)，促進農(nóng)業(yè)發(fā)展.

1 材料與方法

1.1 材料

供試小黑麥品種：勁松49、黔中3號、冬牧70、冀飼2號、中新830、NTH1048、中飼828、中飼237，由河北省農(nóng)林科學院提供.試驗于2014年10月在衡水學院生命科學學院植物生理實驗室進行.

1.2 方法

1.2.1 試驗處理方法

挑取籽粒飽滿小黑麥種子，經(jīng)0.1%的HgCl2消毒后去離子水沖洗干凈備用.依照國際種子檢驗規(guī)程，發(fā)芽床采用濾紙法，將吸脹后的種子置于墊有兩層消毒濾紙的培養(yǎng)皿中(Φ9 cm)分別加入配制的NaCl溶液和NaHCO3混合溶液，置于全自動培養(yǎng)箱中，設(shè)定溫度25 ℃，13/11光暗搭配.供試鹽NaCl、NaHCO3均為分析純，按體積比1:1配制濃度梯度分別為：25 m mol/L NaCl和25 m mol/L NaHCO3(記作25 + 25)、50 + 25、100 +5 0、150 + 50、175 + 100、200 + 100等，去離子水為對照(記作CK)、每皿加處理液10 ml，種子100粒，每個處理3次重復.

1.2.2 指標測定方法

處理后第2 d開始觀察、統(tǒng)計并記錄種子的發(fā)芽狀況(將胚芽長度與麥粒長度相同視為萌發(fā))連續(xù)記錄6 d至發(fā)芽基本結(jié)束為止.6 d后統(tǒng)計種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、鮮重、活力指數(shù)、根長和苗高.

發(fā)芽指數(shù)GI=∑Gt/Dt (其中Gt指在時間t日內(nèi)的發(fā)芽總數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù).

鮮重測量：采用電子天平稱量法.將植株從培養(yǎng)皿中小心取出，吸水紙吸干水分分別稱量.

苗長、根長測量：將植株從培養(yǎng)皿中小心取出，置于平整桌面上，用直尺測量每棵植株根系中最長根的長度作為根長，每皿20棵，取其平均值.

活力指數(shù)VI = S×∑Gt/Dt (S為鮮重).

所得試驗數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS 11.0進行處理分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對小黑麥種子發(fā)芽指數(shù)的影響

發(fā)芽指數(shù)反映種子萌發(fā)的快慢程度，表1的數(shù)據(jù)表明，混合鹽堿脅迫后，8個品種的種子萌發(fā)對鹽堿脅迫的反應(yīng)一致，但程度有所不同，各品種之間和處理濃度間都具有差異顯著性，NTH1048明顯高于其他品種.隨著混合鹽堿濃度的升高每個品種的發(fā)芽指數(shù)均呈現(xiàn)降低的趨勢.

表1 不同處理對種子發(fā)芽指數(shù)的影響

2.2 NaCl脅迫對不同品種小黑麥幼苗鮮重的影響

在混合鹽堿脅迫下，植物的光合作用速率減慢，從而影響植物有機物的積累，同時為了維持生存，植物會加強呼吸作用，最終導致有機物的大量消耗[10]，使得植株鮮重降低.混合鹽堿脅迫后，8個品種小黑麥幼苗的鮮重均降低，并且鹽堿濃度越高鮮重下降的幅度越大.即使是較低濃度的鹽堿脅迫對幼苗的生長也造成了很大的影響，8個品種的生長對鹽堿脅迫的反應(yīng)一致，但程度有所不同，其中NTH1048和勁松49的下降幅度最小，而中飼828和冀飼2號的下降幅度較大，見表2.

2.3 不同處理對小黑麥幼苗根長生長的影響

每個處理選取20棵小黑麥幼苗，分別測量每棵植株根系中最長根的長度，取其平均值.表3結(jié)果顯示，鹽堿脅迫對根系的生長有影響，各個品種之間差異不明顯，而各個處理濃度間存在明顯的差異，隨著混合鹽堿的濃度增加，幼苗的根長呈現(xiàn)降低趨勢，說明脅迫濃度越大對根生長的影響越明顯.

2.4 不同處理對小黑麥幼苗根數(shù)生長的影響

每個處理選取20棵小黑麥幼苗，分別統(tǒng)計每棵植株根系的根數(shù)，取其平均值.表4結(jié)果表明NTH1048明顯高于其他品種，其他品種之間差異不大.各處理濃度之間表現(xiàn)為隨著混合鹽堿濃度的升高每個品種的根數(shù)均呈現(xiàn)降低的趨勢.

表2 不同處理對幼苗鮮重的影響

表3 不同處理對幼苗根長的影響

表4 不同處理對幼苗根數(shù)(根)的影響

2.5 不同處理對小黑麥幼苗苗高生長的影響

每個處理選取二十棵小黑麥幼苗，分別測量每棵植株的芽長，取其平均值.經(jīng)差異顯著性分析顯示：各個品種之間不存在明顯的差異，但各處理濃度間差異明顯，并且隨著混合鹽堿濃度的升高每個品種的苗高均呈現(xiàn)降低的趨勢，見表5.

2.6 不同處理對小黑麥活力指數(shù)的影響

活力指數(shù)反映種子萌發(fā)后的強壯程度，表6的數(shù)據(jù)表明，NTH1048明顯高于其他品種；其他品種之間沒有明顯的差異.從處理濃度與種子活力指數(shù)的處理結(jié)果可以看出，隨著混合鹽堿濃度的升高每個品種的種子活力指數(shù)均呈現(xiàn)降低的趨勢.

3結(jié)論

土壤鹽漬化已經(jīng)成為制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個重要環(huán)境因素，我國北方鹽堿地多屬于既含有中性鹽又含有堿性鹽的復合鹽堿地.生長于鹽漬環(huán)境中，植物會攝取過量的鹽分，使植物由于吸收的離子過多，過多的鹽分，會導致植物細胞內(nèi)產(chǎn)生離子毒害，滲透脅迫，引起蛋白質(zhì)變性、酶活性被抑制，而且還會降低其它離子的吸收效率，使植物細胞內(nèi)離子分布嚴重的不均勻，營養(yǎng)虧缺，再加上某些離子可能會發(fā)生一定程度的聚集，最終引起植物生理生化代謝紊亂，使其無法正常完成各種生理功能[10]，影響種子萌發(fā)和幼苗的生長發(fā)育.混合鹽堿脅迫不僅具有中性鹽的脅迫作用，還具有高PH及明顯降低狂質(zhì)元素科利用性的特殊性能因而具有更大的破壞力.

表5 不同處理對幼苗苗高的影響

表6 不同處理對種子活力指數(shù)的影響

在生產(chǎn)實際中，種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)通常是表征種子活力的主要參數(shù)，也是決定種子發(fā)芽質(zhì)量的重要指標，發(fā)芽指數(shù)高，則種子發(fā)芽速度快萌發(fā)能力強，出苗整齊.活力指數(shù)反映了種子萌發(fā)后的強壯程度，本研究表明，經(jīng)不同濃度的NaCl和NaHCO3混合溶液處理后，8個小黑麥品種各項生理指標均發(fā)生一定程度的變化，發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均隨著鹽濃度的升高而下降，并且隨著鹽濃度的升高而降低，濃度越大，抑制作用越明顯，分析認為是由于高濃度的鹽過破壞了細胞質(zhì)膜的完整性，導致膜選擇透性降低甚至喪失，引起胞內(nèi)代謝失調(diào)，溶液中鹽分過多，使種子吸水困難，種胚生長受阻，根、芽生長減慢.綜合分析各項主要指標篩選出耐鹽堿能力較強的小黑麥品種NTH1048，適于在中等程度的鹽堿土壤條件中栽培.

[1] 謝楠,李源,趙海明,等.飼用小黑麥品種在黑龍港地區(qū)的引進篩選[J].草業(yè)科學,2010,27(7):58-62.

[2] 艾尼瓦爾?哈德爾,曹連莆,孔廣超,等.飼草型小黑麥品種中飼237在新疆前景廣闊[J].新疆農(nóng)業(yè)科學,2004, 41(2):105-106.

[3] 謝德意,王惠萍,王付欣.鹽脅迫對棉花種子萌發(fā)及幼苗生長的影響[J].種子,2000,7(3):10-12.

[4] 肖朝霞.鹽堿脅迫對大豆種子萌發(fā)及抗氧化性的影響[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技,2011(1):31-33.

[5] 邵紅雨,孔廣超,岳超.小黑麥耐鹽生理特性的研究[J].新疆農(nóng)業(yè)科學,2007,44(S3):77-81.

[6] 郭偉,王慶祥,于立河.混合鹽堿脅迫對小麥種子萌發(fā)的影響[J].種子,2011(5):37-41.

[7] 蘇丹,趙凱鑫,張永霞,等.不同鹽堿條件對黃芪種子及幼苗的影響[J].人參研究,2010(1):29-34.

[8] 李玉明,石德成,李毅丹,等.混合鹽堿脅迫對高粱幼苗的影響[J].雜糧作物,2002,22(1):41-45.

[9] 趙乃妮,侯培強,任珺.模擬鹽堿脅迫對小麥種子萌發(fā)的影響[J].環(huán)境科學與管理,2008(11):42-46.

[10] 時麗冉,郭曉麗,白麗榮,等.不同基因型小黑麥苗期耐鹽性的評價[J].麥類作物學報,2010,30(3):500-503.

(責任編校：李建明 英文校對：李玉玲)

Effects of the Mixed Salt and Alkali on Germination of Triticale hexaploide （L.）Seeds and the Growth of Seedlings

CUI Xingguo>
(College of Life Science, Hengshui University, Hengshui, Hebei 053000, China)

Taking 8 triticale varieties as test materials, choosing NaCl, NaHCO3as saline-alkali stress factors, the nvestigation tries to find out the tolerance difference of triticale varieties in mixed saline-alkali stress with different oncentration. Taking 1:1 miscible liquids: 25m mol/L NaCl and 25m mol/L NaHCO3(25 + 25); 50 + 25; 100 + 50; 150 + 50; 175 + 100 and 200 + 100, simulating different mixed saline-alkali soil and separately measuring the seed ermination index, weight of fresh seeding, height of seedling, radicle length, vitality index and other related indexes. The resistance difference of different varieties of triticale seeds in saline-alkali stress can be confirmed according to the onditions of seed germination and the growth of the seeding. The test results show that the higher the concentration of he liquid, the greater the influence on the triticale growth, but different varieties have different tolerant abilities. NTH1048 seed germination index, vitality index and seeding growth are significantly higher than other varieties, with tronger tolerant ability, which are proper for planting in intermediate saline-alkalisoil.

Triticale hexaploide (L.); mixed salt and alkali; germination index; seedlings; vitality index

S544

A

1673-2065(2016)04-0010-05

2016-01-03

河北省高等學校科學技術(shù)研究項目(2013149)

崔興國(1963-)，女，河北冀州人，衡水學院生命科學學院教授