甜瓜幼苗對淹水脅迫響應(yīng)的形態(tài)差異及根系生理指標(biāo)的比較

王陽　汪李平　楊靜　王潤東

摘要：武漢地區(qū)在甜瓜幼苗生長時期常遭遇陰雨天氣，因此，對甜瓜幼苗期耐澇性有一定的要求。本試驗以市場受歡迎的2個品種“伊麗莎白”和“久青蜜”為試材，探討2個品種耐澇性在形態(tài)上的差異，直觀判斷品種耐澇性的強(qiáng)弱。本試驗采取半淹水和全淹水2種處理方式，觀察不同淹水方式對幼苗的傷害程度及幼苗的形態(tài)變化。得出結(jié)論：與對照比較，淹水脅迫抑制甜瓜幼苗的生長，生長勢減弱；在不同的淹水方式下，半淹水脅迫下，甜瓜幼苗胚軸長出大量不定根，但2個品種不定根的數(shù)量、鮮重及根系活力指標(biāo)存在差異。

關(guān)鍵詞：甜瓜；淹水脅迫；形態(tài)指標(biāo)；根系活力

我國受季風(fēng)氣候的影響，部分地區(qū)洪澇災(zāi)害較為嚴(yán)重。甜瓜（Cucumis melo L.）是葫蘆科葫蘆屬1年生草本植物。營養(yǎng)豐富、口味好，是盛夏重要水果之一，但甜瓜性喜溫?zé)?，怕澇濕。在武漢地區(qū)，春夏季甜瓜栽種時期多雨，對甜瓜的生產(chǎn)造成極不好的影響。本試驗以“伊麗莎白”和“久青蜜”為試材，探討耐澇性在形態(tài)上的差異，為生產(chǎn)者發(fā)現(xiàn)及使用耐澇品種提供理論依據(jù)及指導(dǎo)性意見。

1 材料與方法

1.1 材料

厚皮甜瓜“伊麗莎白”；薄皮甜瓜“久青蜜”。

1.2 方法

種子催芽育苗，2葉1心時砂培。待幼苗4葉1心時做淹水處理。（1）半淹水處理：采取雙套盆法。（2）全淹水處理：使水面淹沒整個植株，并高于植株3～4cm。（3）對照：正常澆水。

1.3 測定的指標(biāo)

死亡率、植株鮮重、根系活力。

2 結(jié)果與分析

2.1 幼苗在半淹水處理和全淹水處理過程中的表現(xiàn)

2.1.1 幼苗生長量。對照植株均正常生長，半淹水處理（圖1），2種幼苗全株鮮重前3d與對照無顯著差異，第7d時，“伊麗莎白”和“久青蜜”幼苗全株鮮重與對照的差異達(dá)到極顯著水平，分別減少28.22%、29.32%。根系鮮重在淹水1d后下降，第7d，根系已經(jīng)非常稀少，“伊麗莎白”和“久青蜜”幼苗根系與其相應(yīng)對照根系鮮重都達(dá)到了極顯著水平。

全淹水處理（圖2），2個品種幼苗全株鮮重和根系鮮重都隨淹水時間的延長呈現(xiàn)下降趨勢。淹水第4d，“伊麗莎白”和“久青蜜”幼苗的全株鮮重分別是對照組的38%和37%。得出結(jié)論：全淹水對幼苗地上部和地下部生長都起到了阻礙作用，且比半淹水條件對幼苗的傷害程度大。2個品種地上部的生長量存在差異，第4d時，“伊麗莎白”全株鮮重與對照差異極顯著，“久青蜜”與對照差異不顯著，根系鮮重2個品種與對照的差異達(dá)到極顯著水平。

除生長量存在差異，不同處理的幼苗在外部形態(tài)表現(xiàn)不同。半淹水處理幼苗第3d基部葉變黃，處理時間的延長，上部葉片也變黃。全淹水第3d部分幼苗開始出現(xiàn)萎蔫死亡。2種處理方式都迫使幼苗的根系逐漸變軟，變褐、腐爛，最終倒伏。

2.1.2 不定根的生成差異。（1）全淹水處理：2個品種幼苗沒有不定根的形成。（2）半淹水處理：2個品種幼苗下胚軸不斷長出不定根，隨著處理時間的延長，不定根的數(shù)量和長度不斷地增加，后期大量不定根出現(xiàn)。半淹水脅迫下（圖3），“伊麗莎白”不定根鮮重顯著大于“久青蜜”不定根鮮重，第7d“伊麗莎白”不定根鮮重達(dá)1.04g，“久青蜜”不定根鮮重0.51g。

圖3半淹水脅迫下伊麗莎白、久青蜜生成的不定根鮮重

2.1.3 死亡率比較。半淹水處理2個品種的死亡率都是0。全淹水處理分別在第1、2、3、4 d各取30株解除淹水脅迫，“伊麗莎白”和“久青蜜”死亡率分別為0、17%、37%、57%和0、10%、30%、43%（圖4）。

2.1.4 根系活力比較。半淹水（圖5），2個品種幼苗的根系活力都呈現(xiàn)先下降后上升再下降趨勢，第7d根系活力很弱。全淹水（圖5），2個品種幼苗根系活力呈現(xiàn)持續(xù)下降的現(xiàn)象，第4d根系活力很弱。相比較得出，淹水脅迫下“久青蜜”的根系活力要低于“伊麗莎白”，但差異并不顯著。

3 討論

3.1 死亡率差異比較

2種處理對幼苗生長的影響不同。半淹水前期，2種甜瓜幼苗下部葉出現(xiàn)黃化，半淹水植株仍然能正常生長，第7d黃化葉數(shù)增多，說明半淹水脅迫導(dǎo)致葉片葉綠素分解。2個品種根系因淹水出現(xiàn)腐爛死亡倒伏現(xiàn)象。解除脅迫后，植株死亡率為0。說明半淹水脅迫短期內(nèi)對幼苗不能造成毀滅性傷害。全淹水脅迫幼苗生長基本停滯，解除脅迫后，植株死亡。這與金晶在銀木淹水試驗得到結(jié)論一致。處理1、2、3、4d，“伊麗莎白”死亡率大于“久青蜜”死亡率，從死亡率上看，“久青蜜”的耐澇性要強(qiáng)于伊麗莎白。

3.2 生長量的差異比較

淹水脅迫抑制植物生物量積累，生物量被作為抗逆性研究的重要指標(biāo)。本試驗表明，半淹水脅迫下，2個品種甜瓜幼苗全株鮮重和地上部鮮重有增加，但低于對照水平。地下部根系的生長量減少，與對照相比達(dá)到極顯著水平。半淹水脅迫對根系傷害直接，程度比地上部分嚴(yán)重。這與孫海菁對楓香淹水脅迫得出結(jié)論一致。

3.3 不定根形成能力的差異比較

半淹水脅迫促進(jìn)莖段長出不定根，其數(shù)量和長度隨著處理時間延長不斷增加，后期根系長度長于對照初生根系。全淹水脅迫下幾乎沒有不定根的形成?！耙聋惿住毙纬傻牟欢ǜ|(zhì)量大于“久青蜜”，后期，前者大約是后者的2倍之多，可能是厚皮甜瓜基礎(chǔ)鮮重要大于薄皮甜瓜，也可能“伊麗莎白”半淹水耐澇性強(qiáng)于“久青蜜”，此結(jié)論需要進(jìn)一步試驗確定。王文泉以不同耐漬性的芝麻做淹水處理，發(fā)現(xiàn)耐漬品種的不定根數(shù)量增加了4.0～5.0倍，不耐漬品種不定根增加了0.79～1.8倍。不定根的形成是植物應(yīng)對淹水脅迫的重要反應(yīng)，一定程度上可代替實生根系發(fā)揮代謝功能，是甜瓜幼苗半淹水處理7d后仍能夠正常生長的原因。

3.4 根系活力的差異比較

土壤逆境對植物的影響首先作用于根系，影響其生理生化代謝，隨著逆境時間的延長，進(jìn)一步影響整個植株生長代謝。根系活力是根系抗逆性的重要指標(biāo)。本試驗中，2個品種幼苗半淹水前期根系對淹水響應(yīng)機(jī)制有所反應(yīng)，根系活力會先下降后升高，對逆境采取調(diào)節(jié)措施，但外界的脅迫一直存在，超過植株本身的調(diào)節(jié)能力，后期根系活力持續(xù)下降。全淹水脅迫2個品種甜瓜幼苗根系活力不斷下降，不同于半淹水處理，這與王瓊等對油菜漬水處理的結(jié)論一致?！耙聋惿住庇酌绺祷盍υ诎胙退腿退捌诙家哂凇熬们嗝邸?，說明其根系的耐澇性具有一定的優(yōu)勢。

（責(zé)任編輯 舒丹丹）