6 份無芒雀麥種質(zhì)耐酸堿脅迫能力比較研究

路 璐 ，黃夢琪 ，隋曉青 *，佘文靜 ，許遙遙 ，石國慶 ，張 博

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學 草業(yè)學院，烏魯木齊 830052；2.新疆農(nóng)業(yè)大學 資源與環(huán)境學院，烏魯木齊 830052）

根據(jù)聯(lián)合國教科文組織和糧農(nóng)組織不完全統(tǒng)計,全球鹽堿地面積有9.54 億hm2, 其中我國為9 913 萬hm2（主要為濱海鹽堿地）。在人工草原的建植中，牧草種子也起了關(guān)鍵的影響作用[1]。且往往堿化伴隨著鹽化同時發(fā)生，研究證明，中性鹽脅迫應稱為鹽脅迫，而堿性鹽才應該稱為堿脅迫，它們既具有相似性又不完全相同[2-4]。

本研究將對6 份無芒雀麥種質(zhì)開展抗酸堿脅迫比較實驗，通過測定種子萌發(fā)特性及幼苗生長指標評估其抗逆能力，以期篩選具備較高耐酸堿能力的無芒雀麥種質(zhì)，選擇把合適的種子放到合適的地區(qū)有非常重要的現(xiàn)實意義。同時，比較種子耐酸堿的能力可以判斷在不同的土壤環(huán)境下哪個種質(zhì)最強，為不同的區(qū)域建設草地，篩選適宜的草種。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1 號種質(zhì)為寧夏彭陽無芒雀麥，2 號種質(zhì)為昭蘇無芒雀麥，3 號種質(zhì)為寧夏固原無芒雀麥，4 號種質(zhì)為新疆塔城無芒雀麥，5 號種質(zhì)為內(nèi)蒙古敖漢旗無芒雀麥，6 號種質(zhì)為中國農(nóng)科院草原所無芒雀麥。

1.2 試驗方法

依照國際種子檢驗規(guī)程，發(fā)芽采用濾紙法，試驗采用完全隨機化設計，將供試種子置于鋪有雙層濾紙的直徑為9 cm 的培養(yǎng)皿中，設置8個pH 梯度。配制1 mol·L-1-HCl 溶液，調(diào)節(jié)蒸餾水的 pH 分別為 3、4、5、6；配制 1 mol·L-1-NaOH 溶液，調(diào)節(jié)蒸餾水的 pH 分別為8、9、10，以 pH 為 7 的蒸餾水為對照。培養(yǎng)皿洗凈，于105 ℃烘干，墊入兩層濾紙，分別加入5 mL 不同pH 的溶液，各處理重復4 次。每個培養(yǎng)皿中放置100 粒無蕓雀麥種子。酒精消毒后用蒸餾水沖洗3 次。將培養(yǎng)皿至于光照培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)，每天補充相應pH 的溶液。

指標測定方法：以第1 粒種子萌發(fā)作為該種質(zhì)的萌發(fā)起始，每天觀測發(fā)芽情況并記錄發(fā)芽種子數(shù)，并于發(fā)芽試驗結(jié)束后統(tǒng)計各處理無芒雀麥種質(zhì)的發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢和發(fā)芽率。2 周后，用直尺測量幼苗根長與芽長。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010 和SPSS 20. 0 進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同酸堿脅迫對6 份無芒雀麥種子萌發(fā)特性的影響

2.1.1 無芒雀麥種質(zhì)發(fā)芽率比較

由表 1 可知，在酸脅迫（pH 為 3~5）處理中，3 號種質(zhì)和4 號種質(zhì)的發(fā)芽率在90%以上，1 號種質(zhì)、2 號種質(zhì)和6 號種質(zhì)的發(fā)芽率在80%~95%之間。結(jié)果表明除5號種質(zhì)其余的種質(zhì)具有較強的耐酸性。發(fā)芽率大小比較為4 號大于2 號大于3 號大于1 號大于6 號大于5 號。在堿脅迫（pH 為8~9）處理中，1 號種質(zhì)、2 號種質(zhì)、3 號種質(zhì)和4 號種質(zhì)的發(fā)芽率均在90%及以上，6 號種質(zhì)的發(fā)芽率在80%~90%之間。發(fā)芽率大小比較為3 號大于2 號大于4 號大于1 號大于6號大于5 號。

表1 不同酸堿脅迫下6 份無芒雀麥種質(zhì)的發(fā)芽率比較 %

2.1.2 無芒雀麥種質(zhì)發(fā)芽指數(shù)比較

由表2 可知，在酸脅迫處理中，1 號種子和6 號種子的發(fā)芽指數(shù)都比對照組要低。4 號種子和5 號種子的發(fā)芽指數(shù)都比對照組要高。發(fā)芽指數(shù)大小比較為2 號大于4 號大于1 號大于3 號大于6 號大于5 號。在堿脅迫處理中，1 號種子和3 號種子的發(fā)芽指數(shù)比對照組低。2號種子、4 號種子和6 號種子的發(fā)芽指數(shù)比對照組的高。其中5 號種子的發(fā)芽指數(shù)總體顯著低于其余5 種，6號種子的發(fā)芽指數(shù)在堿環(huán)境下比在酸環(huán)境下要高16%。發(fā)芽指數(shù)大小比較為2 號＞1 號＞4 號＞6 號＞3 號＞5 號。

表2 不同酸堿度的6 份無芒雀麥種發(fā)芽指數(shù)比較

2.1.3 無芒雀麥種質(zhì)發(fā)芽勢比較

發(fā)芽勢是指在發(fā)芽過程中日發(fā)芽種子數(shù)達到最高峰時，發(fā)芽的種子數(shù)占供測樣品種子數(shù)的百分率。種子發(fā)芽勢高，表示種子生活力強，發(fā)芽整齊，出苗一致。從表3可以看出，2 號種子的pH 為10 的發(fā)芽勢最高，而5 號種子的pH 為8 的發(fā)芽勢最低。在酸脅迫處理中，發(fā)芽勢大小比較為2 號大于4 號大于1 號大于6 號大于3 號大于5 號。在堿脅迫處理中，發(fā)芽勢大小比較為2 號大于4號大于3 號大于1 號大于6 號大于5 號。

表3 不同酸堿度的6 份無芒雀麥種發(fā)芽勢比較 %

2.2 不同酸堿脅迫對6 份無芒雀麥種質(zhì)幼苗根長和芽長的影響

根據(jù)表4、表5 可知，在酸脅迫下，1 號種質(zhì)和2 號種質(zhì)的芽長顯著低于對照組，4 號種質(zhì)、5 號種質(zhì)和6 號種質(zhì)芽長與對照差異不顯著，其中5 號種質(zhì)在pH 為3時與對照組相比根長降低。在堿脅迫下，1 號種質(zhì)、3 號種質(zhì)、4 號種質(zhì)和5 號種質(zhì)的根長與對照組相比均不顯著，6 號種質(zhì)在堿脅迫下根長與對照組相比顯著增高。

表4 不同酸堿脅迫下6 份無芒雀麥種質(zhì)的芽長比較 mm

表5 不同酸堿脅迫下6 份無芒雀麥種質(zhì)的根長比較 mm

3 討論與結(jié)論

植物生長狀態(tài)是植物對逆境脅迫最直觀的反映，也是植物耐脅迫能力強弱的綜合反映。有研究發(fā)現(xiàn)，pH 為3.5~5.0 的弱酸環(huán)境能促進小黑麥的種子萌發(fā)，但酸度增加到pH 為2.0 時，其萌發(fā)受到明顯抑制[5]。pH 在5.0~6.5 時，對光皮樺種子前期的萌芽速率有一定的促進作用，但當pH 降至4.5 時，明顯抑制其萌發(fā)，且隨著酸性的增強，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢等明顯降低，當pH 降至3.5時，已不能正常發(fā)芽[6]；pH 為7.5~8.5 的弱堿性環(huán)境在一定程度上可抑制光皮樺種子的萌發(fā)，但影響不明顯，而隨著pH 上升，其發(fā)芽指標呈下降趨勢[6]。本研究發(fā)現(xiàn)，在溫度、光照等適宜條件下，隨著脅迫的加強，部分種子的根長芽長受到抑制。6 份無芒雀麥種子對酸脅迫和堿脅迫的耐性強弱關(guān)系為4 號大于2 號大于6 號大于1號大于3 號大于5 號。

該研究表明，pH 在3~10 時，無芒雀麥種子萌發(fā)基本未受到顯著影響，相比對照組，具有隨酸性或堿性增加而萌發(fā)活力降低的趨勢，表明無芒雀麥種子對于酸堿性具有較好的耐受力。寧夏彭陽無芒雀麥、新疆塔城無芒雀麥和中國農(nóng)科院草原所無芒雀麥的發(fā)芽率對酸堿度反應較小，所以就發(fā)芽率而言，這些種子適于廣適種。綜上所述，在酸脅迫下，根長、芽長、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢和發(fā)芽率都隨著濃度的降低而降低，堿脅迫下隨著濃度的升高而降低。無芒雀麥幼苗根長和芽長在不同pH 時處理均有顯著差異，且弱酸性條件最有利于根和芽的生長；pH 為3 和10 時，根和芽的生長受到顯著抑制，且根所受的抑制程度高于芽。