鹽脅迫對籽瓜出苗和幼苗生長的影響

邸娜 李旭紅

摘 ? ?要：為了研究籽瓜對鹽脅迫的適應(yīng)能力，以‘紅秀一號籽瓜為試驗材料，設(shè)置8個不同濃度的NaCl鹽脅迫處理，研究鹽脅迫對籽瓜出苗及幼苗生長的影響。結(jié)果表明，NaCl濃度為30 mmol·L-1時可顯著促進籽瓜出苗，且成苗率可達100%，但隨著鹽濃度繼續(xù)增加，籽瓜的出苗率和成苗率均呈顯著下降的趨勢;NaCl濃度在30～90 mmol·L-1的范圍內(nèi)，隨鹽濃度升高，籽瓜幼苗的株高、莖粗、根長、根數(shù)、植株干鮮質(zhì)量等指標均有不同程度增加，以90 mmol·L-1增加幅度最大，當NaCl濃度大于120 mmol·L-1時，各項指標均顯著下降。促進出苗的鹽濃度較低，在NaCl濃度達30 mmol·L-1時出苗率顯著升高，NaCl濃度高于30 mmol·L-1時出苗率顯著下降;但促進幼苗生長的鹽濃度范圍較廣，NaCl濃度在30 mmol·L-1、60 mmol·L-1和90 mmol·L-1時，均可促進幼苗生長，但大于90 mmol·L-1后，幼苗生長則受到抑制。因此，低濃度的鹽溶液能夠促進籽瓜的出苗和幼苗的生長，高濃度的鹽溶液對籽瓜的出苗、成苗和幼苗的生長具有抑制作用。

關(guān)鍵詞：籽瓜;鹽脅迫;出苗;生長狀況

中圖分類號：S651 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2020）11-031-04

Abstract： In order to provide a theoretical basis for further study of the adaptability of seed melon to salt stress， ‘Hongxiu-1 was used as material in this research， the effects of salt stress on seedling emergence and seedling growth was studied under 8 different concentrations of NaCl. The results showedthat the emergence of edible seed watermelon was significantly promote by 30 mmol·L-1 NaCl， and seedling survival rate reached ?100%. While the seedling emergence rate and seedling survival rate of edible seed watermelon were both decreased significantly with the increasing of salt concentrations. In the 30-90 mmol·L-1 NaCl concentration range， with the increase of salt concentration， the plant height， stem diameter， root length， the number of root， plant dry weight and fresh weight all increased to different degrees， and the 90 mmol·L-1 NaCl treatment was found the greatest increase. When the concentration of NaCl was higher than 120 mmol·L-1， all of the growth indexes of edible seed watermelon were decreased significantly. The emergence of edible seed watermelon was promoted by low concentrations of salt， it reached the highest when the concentration of NaCl was 30 mmol·L-1， otherwise it would be decreased significantly. A wide range of salt concentrations to promoted seedling growth was promoted by a wide range of salt concentration（30 mmol·L-1， 60mmol·L-1 and 90 mmol·L-1）， it would be inhibited when the concentration of NaCl was higher than 90 mmol·L-1. In conclusion， the emergence and growth of edible seed watermelon could be promoted by low concentrations of salt ， but inhibited by high concentrations of salt.

Key words： Edible seed watermelon; Salt stress; Seedling emergence; Seedling growth

籽用西瓜，簡稱籽瓜，為一年生草本植物，屬于葫蘆科西瓜屬西瓜種中的籽用型變種[1]，根據(jù)種皮顏色可分為黑籽瓜和紅籽瓜2種。我國是世界上籽瓜生產(chǎn)面積和產(chǎn)量最大的國家，集中產(chǎn)區(qū)主要分布于新疆、甘肅、內(nèi)蒙古等地[2]。籽瓜在內(nèi)蒙古東、西部地區(qū)均有種植，且西部地區(qū)種植面積不斷擴大。籽瓜作為巴彥淖爾市重要的經(jīng)濟作物之一，主要分布在臨河區(qū)、五原縣、杭錦后旗、磴口縣、烏拉特前旗、烏拉特中旗和烏拉特后旗等7個地區(qū)，其中五原縣是巴彥淖爾市籽瓜的主產(chǎn)區(qū)[3]。

巴彥淖爾市71.4萬hm2可耕地中約32.3萬 hm2耕地含有不同程度的鹽堿，占總耕地面積的45.2%，其中輕度鹽堿地17.1萬 hm2，中度鹽堿地9.87萬 hm2，重度鹽堿地5.27萬 hm2，且有逐年增加的趨勢[4]。鹽堿地上鹽度是影響植物生存、生長和繁殖的重要環(huán)境因子[5]， 土壤中的致害鹽類以中性鹽NaCl為主[6]。國內(nèi)外對鹽脅迫影響作物種子萌發(fā)、幼苗生長、發(fā)育、產(chǎn)量等方面的研究非常普遍，但對籽瓜耐鹽性的研究較少。筆者以不同濃度NaCl溶液對籽瓜進行鹽脅迫處理，研究鹽脅迫對籽瓜出苗及幼苗生長的影響，以期為進一步研究籽瓜對鹽脅迫的適應(yīng)能力提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料選用紅籽瓜品種‘紅秀一號（甘肅華園西甜瓜開發(fā)有限公司），該品種具有早熟、豐產(chǎn)、籽粒整齊、顏色鮮紅等特點。

1.2 方法

試驗于2019年10—12月在河套學院植物生理實驗室進行，并與2020年3月進行重復試驗。

籽瓜幼苗培養(yǎng)采用沙培法，將充分洗凈的干細河沙裝入5×10孔的育苗盤中，播種前每孔澆灌10 mL蒸餾水，將籽瓜種子播入孔內(nèi)。播種后根據(jù)實際干旱程度每次定量澆10 mL蒸餾水。將育苗盤放入培養(yǎng)箱中，培養(yǎng)條件為每天14 h光照/10 h黑暗，光照強度約11 500 lx，白天溫度25 ℃，夜間溫度20 ℃。出苗后，在第10天澆1次10 mL的1/2 Hoagland營養(yǎng)液。

利用NaCl溶液設(shè)置鹽脅迫條件，脅迫濃度分別為30、60、90、120、150、180、210、240 mmol·L-1，以蒸餾水作為對照。播種前以各濃度的NaCl溶液代替蒸餾水澆灌育苗盤小孔，并與播種后第12天澆第2次NaCl溶液，每孔10 mL。

籽瓜出苗后第7天統(tǒng)計出苗率，第15天統(tǒng)計成苗率;幼苗2葉1心時，測定株高、莖粗、根長、根數(shù)、葉面積、地上部和地下部鮮質(zhì)量，計算根冠比及壯苗指數(shù)[7]。

將長至2葉1心的籽瓜幼苗從根莖結(jié)合處分開，于105 ℃烘干至恒重，測定地上部分和地下部分的干質(zhì)量。

出苗率/% = 出苗數(shù)/播種數(shù)×100;

成苗率/% = 成活幼苗數(shù)/出苗總數(shù)×100;

根冠比（R/T）=地下部鮮質(zhì)量/地上部鮮質(zhì)量;

壯苗指數(shù)=莖粗/株高×葉面積。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2007進行數(shù)據(jù)處理及圖表繪制，SPSS 23.0進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對籽瓜出苗率及成苗率的影響

由圖1可知，隨NaCl濃度的增加，籽瓜的出苗率呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，其中NaCl濃度在30 mmol·L-1時，出苗率顯著高于對照，達到89.14%，比對照出苗率高5.81%，其后隨NaCl濃度的升高，出苗率持續(xù)下降，均顯著低于對照，尤其是NaCl濃度≥180 mmol·L-1后，出苗率急劇下降，依次為26.67%、16.67%和10.01%，分別比對照低56.66%、66.66%和73.32%。說明低濃度鹽溶液對籽瓜種子的萌發(fā)具有促進作用，鹽溶液濃度升高抑制籽瓜種子萌發(fā)，尤其是高濃度鹽溶液對籽瓜種子的萌發(fā)具有顯著的抑制作用。籽瓜幼苗的成苗率隨NaCl濃度的升高總體呈顯著降低的趨勢。NaCl濃度為0 mmol·L-1和30 mmol·L-1時，籽瓜幼苗的成苗率為100%，NaCl濃度≥60 mmol·L-1后，成苗率顯著低于對照，240 mmol·L-1時成苗率只有17.67%。說明濃度≥60 mmol·L-1的NaCl溶液對籽瓜幼苗的生長具有明顯的毒害作用，且鹽溶液濃度越大，毒害作用越明顯，幼苗越不容易存活。

2.2 鹽脅迫對籽瓜幼苗生理指標的影響

由表1可以看出，當NaCl濃度≤90 mmol·L-1時，株高和莖粗均高于對照，隨NaCl濃度的升高，株高和莖粗均越來越大，當NaCl濃度達到90 mmol·L-1時株高和莖粗最大，分別為5.23 cm和0.309 cm。當NaCl濃度≥120 mmol·L-1時，株高和莖粗均低于對照，隨NaCl濃度的升高株高和莖粗越來越小。

當NaCl濃度≤90 mmol·L-1時，隨NaCl濃度的升高根長和根數(shù)有不同程度的增加，但與對照無顯著差異;當NaCl濃度≥120 mmol·L-1時，根長和根數(shù)持續(xù)降低，尤其是NaCl濃度≥180 mmol·L-1后，二者急劇降低并顯著低于對照，當NaCl濃度達到240 mmol·L-1時，根長比對照減少67.25%，根數(shù)比對照減少72.22%，說明低濃度的鹽溶液對籽瓜幼苗的根系生長影響很小，但鹽濃度超過一定閾值（180 mmol·L-1）時，會顯著抑制籽瓜幼苗的根系生長，使根變短，根數(shù)減少。

籽瓜幼苗葉面積隨NaCl濃度的升高表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢。當NaCl濃度≤150 mmol·L-1時，除30 mmol·L-1的鹽脅迫外，所有鹽脅迫處理的葉面積均顯著高于對照，當NaCl濃度為90 mmol·L-1時，葉面積達到最大，為3.746 4 cm2。其后葉面積隨NaCl濃度增大而逐漸減小，當NaCl濃度為240 mmol·L-1時，葉面積最小，比對照減小了16.71%。說明鹽脅迫對籽瓜葉片擴展具有低濃度促進、高濃度抑制的作用。

當NaCl濃度在30～90 mmol·L-1的范圍內(nèi)，壯苗指數(shù)隨鹽濃度的升高顯著增大，90 mmol·L-1時達到最大，為0.213 7，比對照高20.26%，當NaCl濃度≥120 mmol·L-1時，壯苗指數(shù)顯著低于對照，說明低濃度的鹽溶液促進籽瓜幼苗的生長，有利于培育壯苗。

2.3 鹽脅迫對籽瓜幼苗質(zhì)量、干質(zhì)量的影響

由表2可知，隨鹽濃度的升高籽瓜地上部分鮮質(zhì)量和地下部分鮮質(zhì)量均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，其中NaCl濃度為90 mmol·L-1時，二者均達到最大值，分別比對照高4.14%和24.50%，從數(shù)據(jù)上看，根的鮮質(zhì)量增幅更大;當NaCl濃度≥180 mmol·L-1后，地上部分和地下部分鮮質(zhì)量均顯著下降，當NaCl濃度達240 mmol·L-1時，籽瓜地上地下鮮質(zhì)量均達到最低值，分別比對照低33.08%和46.33%，說明高濃度的鹽溶液對地上部分和地下部分生長有抑制作用。根冠比呈現(xiàn)出了與鮮質(zhì)量變化相同的趨勢，進一步說明鹽溶液濃度對籽瓜幼苗的生長具有低促高抑的作用。

90 mmol·L-1為鹽溶液對植株干質(zhì)量影響的臨界濃度，低于90 mmol·L-1的鹽脅迫促進地上部分和地下部分干物質(zhì)的積累，且90 mmol·L-1時，二者均達到最大，分別比對照高34.41%和22.58%，但NaCl濃度≥120 mmol·L-1后，地上部分和地下部分干質(zhì)量開始下降，NaCl濃度達240 mmol·L-1時，地上部分和地下部分干質(zhì)量僅為對照的71.53%和67.74%，說明高濃度鹽脅迫對植物干物質(zhì)的積累具有抑制作用。

3 討論與結(jié)論

鹽脅迫對植物的危害主要表現(xiàn)在滲透脅迫、離子毒害、膜透性改變、代謝紊亂等方面，鹽脅迫下植物體內(nèi)有害離子積累、光合速率下降、生長受到抑制、衰老加速，同時引起植物體內(nèi)活性氧產(chǎn)生與清除的平衡失調(diào)，導致膜脂過氧化傷害，嚴重影響植物的生長和發(fā)育[8-9]。但也有研究表明，低鹽脅迫可促進種子萌發(fā)和幼苗生長[10-11]。本研究結(jié)果表明，在30 mmol·L-1 NaCl處理下籽瓜出苗率顯著高于對照，隨NaCl濃度增大出苗率則持續(xù)下降，顯著低于對照，說明低濃度的鹽溶液具有促進籽瓜種子萌發(fā)的作用，但高濃度的鹽溶液則顯著抑制籽瓜種子萌發(fā)，這與前人的研究結(jié)論一致。隨著鹽濃度的增加，除30 mmol·L-1 NaCl處理的成苗率與對照一樣達100%外，其他鹽濃度下籽瓜的成苗率均顯著低于對照，且鹽濃度越高，成苗率下降越顯著，NaCl濃度為240 mmol·L-1時成苗率只有17.67%，說明鹽脅迫對幼苗生長具有明顯的毒害作用，且濃度越高毒害作用越明顯。

鹽脅迫下由于植物光合作用下降，碳同化量減少、呼吸代謝不穩(wěn)定，植物用于滲透調(diào)節(jié)和抗氧化作用的能耗增加等因素，通常會使植株干物質(zhì)的積累量和生長量減少[12]。本研究中當NaCl濃度≤90 mmol·L-1時，籽瓜的株高、莖粗、根長、根數(shù)、葉面積、壯苗指數(shù)及植株的鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量、根冠比等都呈增加的趨勢，各指標均在90 mmol·L-1時達到最大，說明低濃度的鹽溶液可以促進籽瓜幼苗的生長，與韓志平[13]和張濤[14]等的研究結(jié)論一致。這可能與籽瓜生長過程中需要Na+和Cl-有關(guān)[15]，是籽瓜對鹽脅迫的一種適應(yīng)性反應(yīng)。但NaCl濃度≥120 mmol·L-1時，籽瓜生長的各項指標開始下降，且隨鹽濃度的升高下降趨勢顯著增加，說明鹽脅迫對籽瓜幼苗的傷害隨著鹽濃度的升高而加劇。

低濃度的鹽溶液能夠促進籽瓜的出苗和幼苗的生長，高濃度的鹽溶液對籽瓜的出苗、成苗和幼苗的生長具有抑制作用。促進出苗的鹽濃度較低，在NaCl濃度達30 mmol·L-1時出苗率顯著升高，NaCl濃度高于30 mmol·L-1時出苗率顯著下降;但促進幼苗生長的鹽濃度范圍較廣，NaCl濃度在30 mmol·L-1、60 mmol·L-1和90 mmol·L-1時，均可促進幼苗生長，但大于90 mmol·L-1后，幼苗生長則受到抑制。

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