NaCl脅迫對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)的影響

周俊國(guó) ，扈惠靈 ，曾凱 ，李青

（1.河南科技學(xué)院園林學(xué)院，河南新鄉(xiāng)，453003；2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院）

NaCl脅迫對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)的影響

周俊國(guó)1，扈惠靈1，曾凱2，李青1

（1.河南科技學(xué)院園林學(xué)院，河南新鄉(xiāng)，453003；2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院）

采用無(wú)菌培養(yǎng)技術(shù)，在培養(yǎng)基中添加不同濃度NaC1（0、25、50、75、100 mmo1/L）處理6個(gè)黃瓜品種（格林豐達(dá)、中農(nóng)203、中農(nóng)14號(hào)、津研四號(hào)、津春4號(hào)和博杰1A）的幼苗,無(wú)菌培養(yǎng)10 d后調(diào)查不同黃瓜品種不同NaC1濃度處理幼苗的下胚軸長(zhǎng)度、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、相對(duì)含水量和鹽害程度。結(jié)果表明，6個(gè)黃瓜品種幼苗對(duì)NaC1脅迫的耐受性存在差異，格林豐達(dá)和博杰1A的耐鹽性較強(qiáng)，為耐鹽性品種，津春4號(hào)和中農(nóng)203耐鹽性最低，為鹽敏感型品種，津研四號(hào)和中農(nóng)14號(hào)為中等耐鹽性品種,此研究為鹽堿地黃瓜栽培生產(chǎn)的品種選擇提供了借鑒。

無(wú)菌培養(yǎng)；黃瓜幼苗；NaC1脅迫；耐鹽性

土壤鹽漬化是農(nóng)作物生產(chǎn)中的自然逆境之一。我國(guó)鹽漬土面積為3 630萬(wàn)hm2，其中現(xiàn)代鹽漬土約占37%，殘積鹽漬土約占45%，潛在鹽漬土約占18%，而且近1/3的灌區(qū)土壤存在鹽漬化問(wèn)題。主要分布在西北、華北、東北地區(qū)及沿海地區(qū)[1]。近20 a來(lái)，我國(guó)設(shè)施栽培生產(chǎn)發(fā)展迅速，在設(shè)施條件下引起的設(shè)施土壤次生鹽漬化問(wèn)題已成為我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要限制因子[2]。鹽漬土中的農(nóng)作物表現(xiàn)為立苗困難、發(fā)育遲緩、產(chǎn)量降低、品質(zhì)變劣、植株死亡等鹽害癥狀[3]。黃瓜（Cucumis sativus L.）是我國(guó)的主要蔬菜種類(lèi)，在我國(guó)蔬菜栽培生產(chǎn)中占有重要地位。其栽培形式多樣，區(qū)域廣泛。但黃瓜對(duì)鹽脅迫比較敏感，尤其是發(fā)芽期和幼苗期對(duì)鹽脅迫更為敏感，當(dāng)黃瓜遭受鹽害時(shí)，常常是苗老而不發(fā)，根系生長(zhǎng)受阻，側(cè)根少而粗短，根間鈍似截?cái)酄?，梢端萎縮，心葉褪綠，植株早衰，細(xì)尾瓜、苦瓜較多[4～5]，土壤鹽堿化的日益加劇給黃瓜生產(chǎn)造成了巨大損失，黃瓜的耐鹽性已成為許多學(xué)者研究的焦點(diǎn)。河南省新鄉(xiāng)市地處黃河中游，有大面積的黃河沖積土，土壤鹽堿化嚴(yán)重。本研究以河南省新鄉(xiāng)市黃瓜生產(chǎn)中使用較多的6個(gè)黃瓜品種為試材，采用無(wú)菌培養(yǎng)技術(shù)，研究培養(yǎng)基中附加不同濃度NaC1對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)的影響，以期為鹽堿土種植選擇耐受性好的黃瓜品種提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試的黃瓜品種：格林豐達(dá)、中農(nóng)203、中農(nóng)14號(hào)、津研四號(hào)、津春4號(hào)和博杰1A，均為河南省新鄉(xiāng)市周邊蔬菜生產(chǎn)區(qū)栽培較多的品種，品種來(lái)源見(jiàn)表1，種子均從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)。

1.2 試驗(yàn)方法

①無(wú)菌催芽 每份供試材料精選50粒飽滿(mǎn)種子，剝?nèi)シN殼，在超凈工作臺(tái)上用75%乙醇表面消毒 30 s后，用 0.1%HgC12消毒 10 min，無(wú)菌水漂洗5次，接種于無(wú)菌的、內(nèi)墊2層濾紙的直徑為12 cm培養(yǎng)皿中，添加2～4 mL無(wú)菌水，封口膜封口，在黑暗、恒溫（25±1）℃條件下催芽，36 h后胚根長(zhǎng)度為10 mm左右時(shí)接種待用。

②不同濃度的NaC1脅迫處理 將6份材料的發(fā)芽種子在無(wú)菌條件下分別接種在附加NaC1濃度為 0、25、50、75、100 mmo1/L 的 MS 基本培養(yǎng)基上，培養(yǎng)容器采用直徑6 cm、高9 cm、容積200 mL的圓柱形玻璃瓶，用專(zhuān)用聚乙烯塑料蓋封口。每份材料用同一NaC1濃度處理接種9粒發(fā)芽種子，每瓶接種3粒，每個(gè)試驗(yàn)材料同一濃度共接種3瓶，5個(gè)濃度處理共接種15瓶，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。培養(yǎng)室溫度為25±2℃，光照時(shí)間12 h/d，光照強(qiáng)度為56 μmo1·m-2·s-1。 接種 10 d 后，調(diào)查幼苗的生長(zhǎng)狀況。

表1 供試黃瓜品種及來(lái)源

1.3 幼苗下胚軸長(zhǎng)度、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量的測(cè)定

從培養(yǎng)瓶中取出幼苗，用水沖洗掉粘附在根部的培養(yǎng)基，用吸水紙吸去水分，用直尺測(cè)量幼苗下胚軸長(zhǎng)度，計(jì)算單株幼苗下胚軸平均長(zhǎng)度。在感量為0.01 g的電子天平上稱(chēng)取幼苗鮮質(zhì)量，計(jì)算單株幼苗的平均鮮質(zhì)量，然后將幼苗放入烘箱中105℃下殺青15 min，再在75℃下烘12 h至恒重。在感量為0.1 mg的電子天平上稱(chēng)干質(zhì)量，計(jì)算單株幼苗的平均干質(zhì)量[6]。根據(jù)不同濃度NaC1處理后幼苗的下胚軸伸長(zhǎng)長(zhǎng)度、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量，分別計(jì)算不同濃度NaC1處理后不同黃瓜幼苗下胚軸伸長(zhǎng)長(zhǎng)度、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量的生長(zhǎng)抑制率。

生長(zhǎng)抑制率 （%）=（未受鹽脅迫的生物量平均值-不同濃度NaC1處理的生物量平均值）/（未受鹽脅迫的生物量平均值-生長(zhǎng)完全抑制的生物量平均值）×100%。式中生長(zhǎng)完全抑制的生物量為培養(yǎng)基中附加150 mmo1/LNaC1時(shí)幼苗完全受抑制的生物量。

同時(shí)根據(jù)不同濃度NaC1脅迫后幼苗的鮮質(zhì)量和干質(zhì)量，分別計(jì)算不同濃度NaC1脅迫后試驗(yàn)材料幼苗的相對(duì)含水量。

相對(duì)含水量 （%）=（鮮質(zhì)量-干質(zhì)量）/鮮質(zhì)量×100%。

1.4 鹽害調(diào)查以及鹽害指數(shù)的計(jì)算

NaC1脅迫處理后10 d對(duì)單株幼苗進(jìn)行鹽害調(diào)查。統(tǒng)計(jì)幼苗相對(duì)含水量、平均側(cè)根數(shù)、調(diào)查鹽害級(jí)別。按單株幼苗受害程度和生成側(cè)根數(shù)的多少將幼苗的鹽害程度由輕至重分成5級(jí)，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參考王海英等[7]的方法并稍做修改。0級(jí)：幼苗生長(zhǎng)正常，表現(xiàn)該品種應(yīng)有的生長(zhǎng)特征；1級(jí)：幼苗生長(zhǎng)稍微受到抑制，株高、側(cè)根數(shù)、真葉數(shù)及葉面積等形態(tài)指標(biāo)部分稍低于對(duì)照，側(cè)根數(shù)在20根以上；2級(jí)：幼苗生長(zhǎng)受到一定抑制，株高低于對(duì)照，葉面積減小，側(cè)根減少，側(cè)根數(shù)15～20根；3級(jí)：幼苗生長(zhǎng)受到抑制，株高明顯低于對(duì)照，葉片較小，側(cè)根減少，側(cè)根數(shù)10～14根；4級(jí)：植株生長(zhǎng)受到明顯抑制，株高明顯低于3級(jí)植株，真葉剛顯露，子葉面積明顯小于對(duì)照，側(cè)根較少，側(cè)根數(shù)10根以下；5級(jí)：幼苗沒(méi)有表現(xiàn)出明顯生長(zhǎng)，或趨向死亡。根據(jù)所調(diào)查的鹽害級(jí)別計(jì)算鹽害指數(shù)（sa1t injure index，SII）[8]。

鹽害指數(shù)（SII） =∑[（代表級(jí)值×株數(shù)）/（最高級(jí)值×總株數(shù)）]×100。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Office Exce1 2007軟件對(duì)數(shù)據(jù)作預(yù)處理，采用DPS7.55軟件進(jìn)行單因素方差分析，并對(duì)平均數(shù)作Duncan's新復(fù)極差法多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度NaC1處理對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)的影響

在無(wú)菌培養(yǎng)的生長(zhǎng)環(huán)境條件下，培養(yǎng)基中沒(méi)有添加NaC1時(shí)黃瓜幼苗生長(zhǎng)速度較快，幼苗下胚軸較自然條件下高，有徒長(zhǎng)的趨勢(shì)，但子葉和真葉正常展開(kāi)，生長(zhǎng)勢(shì)較強(qiáng)。培養(yǎng)基中添加NaC1后，不同濃度的NaC1脅迫對(duì)黃瓜幼苗的生長(zhǎng)均有著一定的抑制作用，并且隨著NaC1濃度的增加，生長(zhǎng)的抑制作用越明顯（表2）。將3個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)的生長(zhǎng)抑制率分成 0～25%、25%～50%、50%～75%和 75%～100%4個(gè)等級(jí)，分別代表弱抑制、中度抑制、強(qiáng)抑制和嚴(yán)重抑制。

在不同濃度NaC1脅迫下，下胚軸長(zhǎng)度受到的抑制情況較為明顯，在同一NaC1濃度脅迫下不同材料間的抑制率有顯著差異。在100 mmo1/L NaC1濃度處理下，除格林豐達(dá)和博杰1A受到弱抑制外，其他4份材料均受到強(qiáng)抑制。在75 mmo1/L NaC1濃度脅迫下，津春4號(hào)受到強(qiáng)抑制，其他5份材料只受中度抑制。在50 mmo1/L NaC1濃度脅迫下，所有的6份材料均受到了中度抑制。在25 mmo1/L NaC1濃度脅迫下，格林豐達(dá)、博杰1A、中農(nóng)14和中農(nóng)203受到了弱抑制，而津研四號(hào)和津春4號(hào)受到了中度抑制。從下胚軸長(zhǎng)度受到的抑制情況看，格林豐達(dá)和博杰1A對(duì)NaC1脅迫較不敏感，而津春4號(hào)則較敏感。

在不同濃度NaC1脅迫下，不同材料幼苗鮮質(zhì)量的抑制率有顯著差異。在100 mmo1/L NaC1濃度脅迫下，格林豐達(dá)和博杰1A的鮮質(zhì)量抑制率較低，處于中度抑制，其他4份材料處于強(qiáng)抑制，津春4號(hào)受到的抑制最明顯。在75 mmo1/L NaC1濃度脅迫下，津春4號(hào)受到強(qiáng)抑制，中農(nóng)14、中農(nóng)203和津研四號(hào)受到中度抑制，格林豐達(dá)和博杰1A受到弱抑制。在50 mmo1/L NaC1濃度脅迫下，津春4號(hào)和中農(nóng)203受到中度抑制，其他4份材料均受到弱抑制。在25 mmo1/L NaC1濃度脅迫下，中農(nóng)203受到了中抑制，其他5份材料均為弱抑制。從幼苗鮮質(zhì)量受抑制的情況看，津春4號(hào)和中農(nóng)203受到的抑制明顯，對(duì)NaC1脅迫較敏感，而格林豐達(dá)和博杰1A對(duì)NaC1脅迫較不敏感。

表2 不同濃度的NaC1脅迫對(duì)6個(gè)黃瓜品種幼苗下胚軸長(zhǎng)度、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量的影響

在不同濃度NaC1脅迫下，不同材料幼苗干質(zhì)量的抑制率也有顯著差異。在100 mmo1/L NaC1濃度脅迫下，格林豐達(dá)的干質(zhì)量抑制率較低，處于中度抑制，其他5份材料處于強(qiáng)抑制，中農(nóng)203受到的抑制最明顯。在75 mmo1/L NaC1濃度脅迫下，津春4號(hào)受到強(qiáng)抑制，博杰1A受到弱抑制，其他4份材料受到中度抑制。在50 mmo1/LNaC1濃度脅迫下，格林豐達(dá)、博杰1A受到弱抑制，其他4份材料均受到中度抑制。在25 mmo1/L NaC1濃度脅迫下，所有材料均為弱抑制。從幼苗干質(zhì)量受抑制的情況看，津春4號(hào)和中農(nóng)203受到的抑制明顯，對(duì)NaC1脅迫較敏感，而格林豐達(dá)和博杰1A對(duì)NaC1處理較不敏感。

表3 不同濃度NaC1脅迫對(duì)不同黃瓜品種幼苗相對(duì)含水量的影響

圖1 不同濃度NaC1脅迫對(duì)不同黃瓜品種幼苗的鹽害指數(shù)

總之，從6份材料在不同濃度NaC1脅迫下的生長(zhǎng)受抑制情況看，NaC1濃度達(dá)到75 mmo1/L時(shí)，生長(zhǎng)抑制較明顯。6份材料中津春4號(hào)和中農(nóng)203對(duì)NaC1脅迫較敏感，格林豐達(dá)和博杰1A較不敏感，中農(nóng)14號(hào)和津研四號(hào)對(duì)NaC1脅迫中度敏感。

2.2 不同濃度的NaC1脅迫對(duì)黃瓜幼苗相對(duì)含水量的影響

水分是維持植物生長(zhǎng)的先決條件。較高濃度的NaC1脅迫會(huì)導(dǎo)致根際水勢(shì)降低，根系吸水困難，向地上部供應(yīng)的水分減少，造成幼苗生長(zhǎng)過(guò)程中生理缺水,在鹽脅迫條件下幼苗相對(duì)含水量越高耐鹽性越強(qiáng)[9]。由表3可以看出，隨著培養(yǎng)基中NaC1濃度的升高，6份材料幼苗相對(duì)含水量有著不同程度的減少。在25 mmo1/L NaC1濃度脅迫下，6份材料的相對(duì)含水量差異不明顯。在50 mmo1/L NaC1濃度脅迫下，津春4號(hào)和中農(nóng)203的相對(duì)含水量顯著低于其他4份材料。在75 mmo1/L和100 mmo1/L NaC1濃度脅迫下，津春4號(hào)和中農(nóng)203的相對(duì)含水量最低，顯著低于其他材料，表現(xiàn)出耐鹽性差的特性，格林豐達(dá)和博杰1A的相對(duì)含水量較高，顯示出較高的耐鹽性。

2.3 不同濃度NaC1脅迫對(duì)不同黃瓜品種幼苗鹽害指數(shù)的影響

幼苗鹽害指數(shù)反映了在NaC1脅迫后幼苗側(cè)根發(fā)生和植株生長(zhǎng)的抑制情況。從圖1可以得知，在沒(méi)有NaC1脅迫時(shí)，6個(gè)黃瓜品種幼苗均能正常生長(zhǎng)，鹽害指數(shù)為0。隨著培養(yǎng)基中NaC1濃度的增加，6個(gè)黃瓜品種幼苗的鹽害指數(shù)呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)。在25 mmo1/L和50 mmo1/L NaC1脅迫下，6個(gè)黃瓜品種幼苗的鹽害指數(shù)分別為 25.64～34.43 和 39.44～48.11，差異不明顯，但在 75 mmo1/L 和 100 mmo1/L NaC1脅迫下6個(gè)黃瓜品種幼苗的鹽害指數(shù)分別為42.61～72.92 和 57.6～86.94，6 個(gè)品種的鹽害指數(shù)差異明顯，格林豐達(dá)和博杰1A的鹽害指數(shù)較低，津春4號(hào)和中農(nóng)203的鹽害指數(shù)較高，說(shuō)明它們?cè)诓煌瑵舛萅aC1脅迫下鹽害程度不同，耐鹽性存在差異，格林豐達(dá)和博杰1A的耐鹽性較好，津春4號(hào)和中農(nóng)203的耐鹽性較差。

3 結(jié)論與討論

在研究植物耐鹽性過(guò)程中，植物的生長(zhǎng)環(huán)境、鹽分種類(lèi)及鹽分濃度的控制是獲取準(zhǔn)確試驗(yàn)結(jié)果的關(guān)鍵。本試驗(yàn)采用無(wú)菌培養(yǎng)技術(shù)，將發(fā)芽整齊的黃瓜種苗接種于添加不同濃度NaC1的MS培養(yǎng)基上，以克服其他環(huán)境因素對(duì)黃瓜幼苗耐鹽性的影響，提高了耐鹽性試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。同時(shí)，組培條件下進(jìn)行幼苗耐鹽性鑒定，具有幼苗生長(zhǎng)快，鑒定周期短、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。

鹽漬化土壤中鹽脅迫是限制植物生長(zhǎng)的重要因子，當(dāng)鹽分達(dá)到一定濃度時(shí)，會(huì)給植物的生長(zhǎng)造成很大的傷害。高麗紅等[10]報(bào)道，種植黃瓜的溫室土壤含鹽量為0.27%～0.62%，已達(dá)中高度鹽漬化水平，對(duì)黃瓜的生長(zhǎng)產(chǎn)生了不良影響。何傳龍等[11]認(rèn)為土壤含鹽量小于0.1%是大棚番茄育苗的安全濃度，0.15%～0.2%是警戒濃度， 當(dāng)土壤含鹽量超過(guò)0.2%則不能用作番茄育苗。黃瓜對(duì)鹽脅迫抗性較弱，尤其是發(fā)芽期和幼苗期對(duì)鹽脅迫更為敏感。本試驗(yàn)中培養(yǎng)基中添加的NaC1濃度是25～100 mmo1/L，與土壤中 0.15%～0.6%相當(dāng)，在此濃度下，已對(duì)黃瓜幼苗造成了鹽脅迫，供試的6個(gè)黃瓜品種幼苗均表現(xiàn)出生長(zhǎng)受到抑制，但不同品種間表現(xiàn)有一定差異。在低 NaC1濃度（25 mmo1/L 和 50 mmo1/L）下，黃瓜不同品種對(duì)NaC1的耐受性差異較小，不能區(qū)分不同黃瓜品種的耐鹽性，而當(dāng)培養(yǎng)基中NaC1濃度較高（75 mmo1/L和100 mmo1/L）時(shí)，不同黃瓜品種幼苗的耐受性差異就比較明顯，能明顯區(qū)分出不同黃瓜品種的耐鹽性。本試驗(yàn)采用無(wú)菌培養(yǎng)技術(shù)，在培養(yǎng)基中添加不同濃度NaC1研究對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明，6個(gè)供試黃瓜品種幼苗的NaC1耐受性存在差異，格林豐達(dá)和博杰1A的耐鹽性最強(qiáng)，為耐鹽性品種，津春4號(hào)和中農(nóng)203耐鹽性最弱，為不耐鹽品種，津研四號(hào)、中農(nóng)14號(hào)為中等耐鹽性品種。此結(jié)果可指導(dǎo)黃瓜栽培生產(chǎn)中的品種選擇，在鹽堿地或使用時(shí)間較長(zhǎng)的設(shè)施保護(hù)地栽培黃瓜時(shí)建議選擇耐鹽性好的品種。

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Effects of NaCl Stress on Growth of Six Cucumber Cultivar Seedlings

ZHOU Junguo1,HU Hui1ing1,ZENG Kai2,LI Qing1
(1.Schoo1 of Horticu1ture and Landscape Architecture,Hennan Institute of Science and Techno1ogy,Xinxiang,Henan 453003;2.Henan Academy of Agricu1ture Sciences)

Comparison of the sa1t to1erance of six cucumber cu1tivars (Ge1infengda,Zhongnong 203,Zhongnong No.14,Jinyan No.4,Jinchu No.4 and Bojie 1A)were carried out at the seed1ing stage exposed to a series of NaC1 concentration using steri1e cu1ture of MS medium.After 10 days,seed1ings growth index inc1uding hypocoty1s 1ength,mass of fresh and dry,re1ative water content and sa1t injure index were investigated.The resu1ts showed that six cucumber cu1tivars had obvious difference,and the sa1t to1erance of Ge1infengda and Bojie 1A were significant1y higher than that of others,the sa1t to1erance of Zhongnong 203 and Jinchun No.4 were 1ower than that of others,and the sa1t to1erance of Zhongnong No.14 and Jinyan No.4 were medium.This research make a foundation for se1ecting cu1tivar of cucumber cu1tivation in sa1inization soi1.

Steri1e cu1ture;Cucumber seed1ing;NaC1 stress;Sa1t to1erance

10.3865/j.issn.1001-3547.2010.10.014

河南省重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃資助項(xiàng)目（082102150036），河南科技學(xué)院2008年高層次人才科研項(xiàng)目（08011）

周俊國(guó)（1967-），男，副教授，博士，主要從事園藝植物種質(zhì)資源研究與育種的科研工作，E-mai1：junguo1020@163.com

2009-12-11