鹽脅迫對木地膚和駝絨藜種子萌發(fā)的影響

瓦哈甫·吐爾遜，依甫拉音·玉素甫

（1.新疆吐魯番市草原工作站，新疆 吐魯番 838000；

2.新疆維吾爾自治區(qū)草原總站，新疆 烏魯木齊 830049）

新疆地處中國西北干旱半干旱區(qū)，土壤鹽漬化及次生鹽漬化問題已經(jīng)成為影響新疆草牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展、威脅生態(tài)安全和穩(wěn)定的重要因素。為了推動新疆畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須充分提高草場的生產(chǎn)能力，解決草場的干旱、沙化和鹽漬化的瓶頸。其中最經(jīng)濟有效和可靠的方法之一，便是通過科技手段引種，篩選具有抗旱性、抗寒性和耐鹽性的優(yōu)良牧草品種。充分利用牧草良種實現(xiàn)補播改良、人工建植等方式，擴大人工草場面積，抑制天然草場退化，改良土地鹽堿特性，不僅促進新疆農牧業(yè)快速發(fā)展，對生態(tài)文明建設亦具有重大意義[1-3]。

駝絨藜（Ceratoides latens（J.F.Gmel.）Revealet Holmgren）屬于夏綠半灌木，高 25～105 cm，多分枝，有星狀毛，適應中溫，具有抗旱、耐寒、耐瘠薄等特性，是草原類荒漠、高寒類荒漠，荒漠草原，高寒荒漠草原的建群種或亞建群種，能適應廣泛的生態(tài)幅度。木地膚（Kochia prostrata（L.）Schrad.）屬于藜科地膚屬的小半灌木，高8～95 cm，莖多分枝而斜升，呈叢生狀，具有耐旱性，耐鹽堿性，是新疆冬季家畜重要的救命牧草[5,6]。

這兩種植物生長分布廣泛，具有很好的固沙效果，也常常被干旱荒漠區(qū)的家畜在旱季采食，具有抗旱性，耐鹽堿性。作為新疆重要的兩種防風固沙及飼草資源植物，其種子在鹽脅迫下萌發(fā)情況的對比綜合研究還比較少。特別是這兩種植物種子經(jīng)NaCl溶液預處理后其萌發(fā)狀況的研究成果更少。本研究從生理生態(tài)學角度來系統(tǒng)的對比這兩種植物的種子對鹽脅迫（NaCl）的響應，為新疆鹽堿地高效利用，沙漠恢復、人工草場建設提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試的兩種荒漠植物木地膚和駝絨藜的種子于2017年10月下旬至11月初采集自新疆伊犁荒漠草原，每種植物的種子都包含至少200株的混合種子，經(jīng)過實驗測得木地膚和駝絨藜種子的千粒重分別為3.35 g和2.15 g。風干后的植物種子保存于-5℃低溫的環(huán)境中。試驗于2017年11月中旬至2017年12月下旬在新疆草原總站進行。

1.2 試驗方法

采取培養(yǎng)皿紙上發(fā)芽的方法，在不同NaCl濃度的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)經(jīng)過消毒的兩種植物種子。NaCl溶液設 0 mol/L、0.2 mol/L、0.4 mol/L、0.6 mol/L、0.8 mol/L、1.0 mol/L 和 1.2 mol/L 共 7 個濃度處理。 每處理100粒植物種子，重復3次，發(fā)芽溫度設為25℃，光強為9230LX，發(fā)芽期定為8 d。為了彌補水蒸發(fā)導致溶液濃度變化，每日采取稱重的方法，適量補充蒸餾水，來維持NaCl溶液濃度的穩(wěn)定性。每日統(tǒng)計一次兩種種子的發(fā)芽數(shù)，用來計算發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)指標，第8日測定幼苗初生根長度。 各指標具體如下：

種子萌發(fā)率（%）；

萌發(fā)指數(shù)（GI）=∑Gt/Dt（Gt—不同時間 t時的發(fā)芽量，Dt—發(fā)芽日數(shù)）。

2 結果與分析

2.1 鹽脅迫對木地膚和駝絨藜種子發(fā)芽率的影響

NaCl溶液對兩種植物種子的發(fā)芽率均呈現(xiàn)出抑制作用，但NaCl溶液濃度不同抑制的效應不同?？傮w來看，抑制效果與鹽溶液濃度正相關，即隨鹽濃度的增加，抑制效果明顯，且兩種植物種子在不同濃度的NaCl溶液中表現(xiàn)出一定的差異性（圖1）。駝絨藜種子的發(fā)芽率在0～0.4 mol/L變化不大，之后隨NaCl濃度的增加發(fā)芽率下降的比較快，1.0 mol/L時發(fā)芽率降到了2.34%，1.2 mol/L時發(fā)芽率直接變?yōu)?。木地膚種子的發(fā)芽率在0～0.2 mol/L之間變化不大，0.2～0.8 mol/L之間隨NaCl濃度的增加發(fā)芽率下降的比較快，1.0 mol/L時發(fā)芽率直接變?yōu)?。說明木地膚和駝絨藜種子萌發(fā)的耐鹽極限值分別為：1.0 mol/L和1.2 mol/L，駝絨藜種子在一定鹽脅迫下耐受力高于木地膚種子。

圖1 鹽脅迫對木地膚和駝絨藜種子發(fā)芽率的影響

2.2 鹽脅迫對木地膚和駝絨藜種子發(fā)芽指數(shù)的影響

發(fā)芽指數(shù)作為衡量種子活力的關鍵指標之一，能夠體現(xiàn)種子發(fā)芽速度、發(fā)芽整齊度和幼芽健壯等發(fā)芽情況。萌發(fā)指數(shù)與萌發(fā)速度正相關，也即指數(shù)越大發(fā)芽越快，在自然環(huán)境情況下也容易更快破土出苗。駝絨藜種子發(fā)芽指數(shù)在0～0.2 mol/L之間有略微升高的趨勢，在0.2～1.2 mol/L之間呈逐漸下降的趨勢，在1.2 mol/L時發(fā)芽指數(shù)為0，其發(fā)芽指數(shù)始終高于木地膚種子，木地膚種子的發(fā)芽指數(shù)隨NaCl濃度的增加逐漸降低，1.0 mol/L時發(fā)芽指數(shù)為0。

圖2 鹽脅迫對木地膚和駝絨藜種子發(fā)芽指數(shù)的影響

2.3 鹽脅迫對木地膚和駝絨藜種子初生根生長的影響

不同濃度的NaCl對木地膚和駝絨藜種子的初生根生長呈現(xiàn)出不同抑制效應，均表現(xiàn)出抑制效果隨NaCl濃度的增加而增強（圖3）。對比而言，駝絨藜的初生根長要明顯高于木地膚，駝絨藜在沒有鹽脅迫情況下初生根長度可以達到45.28 mm，隨鹽脅迫的加大，初生根長度逐漸降低，在0.8 mol/LNaCl脅迫下駝絨藜的初生根長度降到了1 mm以下。木地膚在沒有鹽脅迫情況下初生根長度為38.59 mm，隨NaCl濃度的增加，初生根長度逐漸降低，在0.6 mol/LNaCl脅迫下木地膚的初生根長度降到了1 mm以下。說明鹽脅迫嚴重影響木地膚和駝絨藜種子根的生長，對整個幼苗的生長都是不利的。

圖3 鹽脅迫對木地膚和駝絨藜種子初生根生長的影響

3 討 論

總體而言，NaCl溶液對木地膚和駝絨藜種子萌芽均表現(xiàn)出抑制效果，與吐爾遜娜依、張萬鈞等研究結論類似[7-9]。鹽脅迫下，駝絨藜較木地膚而言，種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)指標在各種濃度實驗下均較高，特別是在1.0 mol/L鹽濃度下，駝絨藜種子仍有2.34%的萌發(fā)率和1.32的發(fā)芽指數(shù)，而木地膚種子相應指標均為零，這充分體現(xiàn)駝絨藜種子具有發(fā)芽整齊，且具有較強耐鹽性。當NaCl濃度小于0.2 mol/L，駝絨藜種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)這兩個指標略有增加的態(tài)勢，也即表明較輕度的NaCl溶液脅迫對種子萌芽有一定的促進作用。其主要原因可能為駝絨藜種子從NaCl溶液中吸收無機鹽離子，從而導致種子細胞液濃度升高，減少了水勢，促進了種子吸水能力的提高，因而增加了種子萌芽率[10,11]。鹽脅迫對木地膚和駝絨藜種子的初生根生長表現(xiàn)出不同的抑制效果，大體而言，抑制效果隨鹽溶液濃度的增加而增加。特別在1.0 mol/L的NaCl濃度下，駝絨藜種子的初生根仍然能夠緩慢生長，但木地膚種子的初生根基本不生長，被鹽脅迫完全抑制，駝絨藜較木地膚比較而言，其幼苗的耐鹽性更強，更能夠適應較高的鹽堿生長環(huán)境。

植物種子萌發(fā)本質上為高度復雜的生理變化過程，其中耐鹽能力也是由多種代謝作用的綜合體現(xiàn)[12]。鹽害機理是當今植物研究領域的熱點問題，本研究僅對木地膚和駝絨藜種子萌發(fā)和初生生長階段的鹽害做了初步的實驗研究，而對植物生長發(fā)育各階段的影響以及其生理機制，值得進一步探討。

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