紅麻、亞麻和黃麻種子萌發(fā)期的耐旱性比較

安霞，金關(guān)榮，陳常理，駱霞虹，李文略，李蘋芳，朱關(guān)林

(浙江省蕭山棉麻研究所 浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究開發(fā)中心，浙江 杭州 311202)

紅麻、亞麻和黃麻為一年生的韌皮纖維作物，分布在中國、印度、泰國、尼日利亞、蘇丹、古巴、秘魯、越南等國家，主要用于紡織，也用于制作紙漿、墻紙、生物基質(zhì)、生物板材、活性炭、床墊、汽車內(nèi)飾、生物質(zhì)能源等方面[1-2]。

非生物脅迫如干旱、高/低溫、高鹽、高堿等都是限制農(nóng)作物生長和發(fā)育的主要因素[3-4]。干旱對植物生長有顯著影響，非生物脅迫發(fā)生嚴(yán)重時，甚至導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)高達(dá)70%[5]，因此，對植物響應(yīng)干旱脅迫的機制研究至關(guān)重要。干旱是由于水分供求不平衡引起的缺水現(xiàn)象[6]。種子萌發(fā)階段是植物感受外界環(huán)境變化的最初階段，也是評價植物耐旱性的重要階段之一[7]。本研究比較了紅麻、亞麻和黃麻種子萌發(fā)對不同濃度PEG 6000模擬干旱脅迫處理的響應(yīng)，并利用隸屬函數(shù)方法評價其綜合耐旱性，以期篩選耐旱性較強的韌皮纖維植物。

1 材料與方法

1.1 材料

紅麻(HibiscuscannabinusL.)、亞麻(LinumusitatissimumL.)和黃麻(CorchoruscapsularisL.)品種分別為H368、華亞3號和永泰葛嶺麻。

1.2 處理設(shè)計

選用大小一致、飽滿、完整的供試紅麻、亞麻和黃麻種子，用75%乙醇消毒3 min，蒸餾水沖洗2次。每培養(yǎng)皿底鋪3層濾紙做發(fā)芽床，每皿各放置20粒紅麻、亞麻和黃麻種子。分別加入0(對照)、0.05 g·mL-1(處理1)、0.15 g·mL-1(處理2)、0.25 g·mL-1(處理3)的PEG 6000溶液，每個處理設(shè)置3次重復(fù)。置于恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)芽7 d，定期觀察和統(tǒng)計紅麻、亞麻和黃麻種子的發(fā)芽情況，發(fā)芽期間及時補充模擬干旱脅迫處理液。

1.3 測定方法

每天統(tǒng)計紅麻、亞麻和黃麻發(fā)芽的種子數(shù)(種子發(fā)芽統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)：以胚芽長達(dá)到種子長度的一半為標(biāo)準(zhǔn))。應(yīng)用隸屬函數(shù)法對紅麻、黃麻及亞麻種子萌發(fā)期的耐旱性進(jìn)行綜合評價[8]。

計算發(fā)芽勢、相對發(fā)芽勢、發(fā)芽率、相對發(fā)芽率。

1.4 數(shù)據(jù)分析

本研究中所有試驗均重復(fù)3次。使用SAS進(jìn)行數(shù)據(jù)方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響

不同濃度PEG 6000處理對紅麻、亞麻和黃麻發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響如圖1所示，發(fā)芽率和發(fā)芽勢均隨PEG 6000處理濃度的升高而降低。當(dāng)PEG 6000濃度為5%時，永泰葛嶺麻的發(fā)芽勢和發(fā)芽率降低的幅度較大，H368的降低幅度相對較小。當(dāng)PEG 6000濃度為25%時，紅麻、亞麻和黃麻的發(fā)芽勢和發(fā)芽率降到最低。發(fā)芽率變化趨勢基本與發(fā)芽勢表現(xiàn)一致，表明PEG 6000脅迫明顯抑制了紅麻、亞麻和黃麻的發(fā)芽，處理濃度越高，對發(fā)芽勢和發(fā)芽率的抑制程度越明顯。

圖1 不同濃度PEG 6000處理下紅麻、亞麻和黃麻的發(fā)芽率和發(fā)芽勢

2.2 對相對發(fā)芽勢和相對發(fā)芽率的影響

隨著PEG 6000脅迫濃度的增大，紅麻、亞麻和黃麻的相對發(fā)芽勢和相對發(fā)芽率均呈顯著下降趨勢。當(dāng)PEG 6000處理濃度為25%時，H368的相對發(fā)芽率最高，永泰葛嶺麻的相對發(fā)芽率最低(圖2)。

圖2 不同濃度PEG 6000處理下紅麻、亞麻和黃麻的相對發(fā)芽率和相對發(fā)芽勢

2.3 耐旱性綜合評價

在植物耐旱性評價中，僅以發(fā)芽率、發(fā)芽勢、相對發(fā)芽率或相對發(fā)芽勢等單一指標(biāo)不能全面有效地反映農(nóng)作物萌發(fā)期的耐旱性。為了消除個別指標(biāo)帶來的片面性，本研究用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對紅麻、亞麻、黃麻的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、相對發(fā)芽勢、相對發(fā)芽率進(jìn)行了綜合評價，得到紅麻、亞麻和黃麻的隸屬函數(shù)總平均值(表1)。由表1可知，在種子萌發(fā)期，紅麻H368的耐旱性隸屬函數(shù)總平均值最高，其次為亞麻華亞3號，黃麻永葛泰嶺麻最低，表明本研究中耐旱性為紅麻>亞麻>黃麻。

表1 種子萌發(fā)期耐旱性各指標(biāo)隸屬函數(shù)值 及綜合評價值

3 小結(jié)

隨著PEG 6000脅迫濃度的增加，紅麻、亞麻和黃麻的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、相對發(fā)芽率、相對發(fā)芽勢均出現(xiàn)了不同程度的下降，高濃度PEG 6000對紅麻、亞麻和黃麻的抑制作用有差異。根據(jù)隸屬函數(shù)值計算得出，種子萌發(fā)期的耐旱性為紅麻>亞麻>黃麻。紅麻生長適應(yīng)性強，尤其是抗旱能力強，能在山坡丘陵地區(qū)種植，不與糧食爭地。因此，大力發(fā)展麻類作物尤其是紅麻是滿足人們對天然纖維不斷增加的需求量的重要途徑之一。