周南镚 戎國(guó)增 范林潔 沈生初 許林英
【摘要】研究了NaCl和NaCl-KCl(mol比1:1,下同)兩種鹽脅迫對(duì)燕麥種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、根長(zhǎng)、根重、鮮重的影響。結(jié)果表明,種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、根長(zhǎng)、根重、鮮重與鹽濃度有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。相同濃度下NaCl-KCl處理對(duì)燕麥的毒害作用小于NaC處理。
【關(guān)鍵詞】燕麥;鹽脅迫;種子發(fā)芽
目前我國(guó)有0.2億hm2以上鹽堿地和0.07億hm2以上的鹽漬地土壤,約占耕地面積的20%,未開發(fā)的鹽堿地有0.17億hm2左右。此外,由于不合理灌溉等原因?qū)е麓紊}漬化土壤在逐年增加。因此開發(fā)利用鹽堿地是今后我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展不可回避的問題。寧波慈溪擁有相當(dāng)大面積的灘涂資源,近期已圍墾土地10萬余畝,圍墾灘涂鹽堿土的改良和利用是農(nóng)業(yè)土地資源的一個(gè)重要來源。燕麥屬一年生禾本科草本植物,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富,再生性強(qiáng),是改良土壤的優(yōu)質(zhì)綠肥。有鑒于此,我們采用不同濃度的鹽溶液處理研究了鹽脅迫下燕麥種子的發(fā)芽特性,以期尋找鹽堿土改良和牧業(yè)的發(fā)展,兼用的優(yōu)質(zhì)綠肥、濕地公園的建立、鹽堿土的改良和利用,燕麥耐鹽性的研究提供理論依據(jù)。
1.材料和方法
1.1 供試材料
研究所用的燕麥種子由白城農(nóng)科院提供,Nacl為分析純,KCL分析純。
1.2 研究方法
選飽滿均勻的燕麥種子用0.1%Hgcl2溶液滅菌10分鐘,然后取出用清水沖洗干凈,晾干備用。Nacl和Nacl-kcl(mol比1:1)兩種溶液不同濃度進(jìn)行處理,處理濃度均在0、2、4、8、12g/l。將經(jīng)處理過的種子分別均勻放于鋪有兩層濾紙的滅過菌的培養(yǎng)皿(直徑12.5cm)中,蓋內(nèi)處再置一層濾紙,防止水分過快流失,每皿100粒種子,分別加入5ml不同濃度的Nacl和Nacl-kcl兩種溶液(以傾斜時(shí)皿底無溶液積聚為宜),以純凈水處理的種子為對(duì)照,重復(fù)4次。將培養(yǎng)皿放入光照培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng),條件為光照11h/d,濕度70%-80%,溫度25±1℃。每天9時(shí)補(bǔ)充蒸發(fā)水分,以維持鹽分濃度的穩(wěn)定。從第1天開始統(tǒng)計(jì),5天后結(jié)束。每天觀察、記載發(fā)芽數(shù),統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù),以胚根長(zhǎng)達(dá)到種子長(zhǎng)度的1/2時(shí)為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)。
發(fā)芽率(%)=(發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù))*100;發(fā)芽勢(shì)(%)=n/N*100(n為規(guī)定4d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù),N為種子總數(shù));發(fā)芽指數(shù)(Gi)=∑(Gt/Dt)(Gt為第5天種子發(fā)芽數(shù),Dt為對(duì)應(yīng)種子發(fā)芽的天數(shù);活力指數(shù)= Gi*S)(S為胚根的平均根重)。
2.結(jié)果與分析
2.1 發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)
從表一、二中可知,種子的發(fā)芽率隨著鹽濃度的升高而降低,而2g/l時(shí)種子的發(fā)芽率無論單鹽、復(fù)鹽均要高于對(duì)照,說明低濃度的鹽分脅迫對(duì)燕麥種子發(fā)芽有一定的促進(jìn)作用;隨著鹽濃度增加,發(fā)芽率逐步降低,發(fā)芽的整齊程度也明顯降低。在對(duì)照下種子的發(fā)芽率為56..25-61..25%左右;2-4g/l時(shí)復(fù)鹽種子發(fā)芽率57.75-67%,單鹽為55.5-65%;8g/l的發(fā)芽率復(fù)鹽為46.25%,單鹽為43.25%;當(dāng)濃度達(dá)到12g/l時(shí),種子發(fā)芽率僅為20.5-29%,這表明高濃度的鹽溶液對(duì)燕麥種子有明顯的毒害作用。
燕麥種子發(fā)芽勢(shì)隨著溶液濃度的增加而降低。同一濃度Nacl-kcl處理下的發(fā)芽率高于Nacl處理下的發(fā)芽率,差異不明顯。低濃度處理下的發(fā)芽勢(shì)高于對(duì)照,隨著溶液濃度的增加發(fā)芽勢(shì)降低速度加大,當(dāng)濃度達(dá)到12g/l時(shí),種子的發(fā)芽勢(shì)復(fù)鹽為20.75,單鹽為17.5,說明鹽脅迫時(shí)燕麥種子發(fā)芽具有明顯的抑制作用,而復(fù)鹽處理下與單鹽處理下種子發(fā)芽勢(shì)沒有明顯區(qū)別。
2.2 發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)
表結(jié)果表明,鹽脅迫下,隨著溶液濃度的增加,燕麥種子受抑作用增強(qiáng),種子的發(fā)芽指數(shù)明顯呈下降趨勢(shì),高濃度的單、復(fù)鹽均對(duì)種子的發(fā)芽有明顯的抑制作用,而低濃度處理下的發(fā)芽指數(shù)與對(duì)照相比有差別,而鹽濃度在2g/l時(shí),單、復(fù)鹽的發(fā)芽指數(shù)略高于對(duì)照。當(dāng)濃度達(dá)到12g/l時(shí),發(fā)芽指數(shù)為9.82-10.07。同一濃度Nacl處理下的發(fā)芽指數(shù)略低于Nacl-kcl處理下的發(fā)芽指數(shù),但沒有顯著的差別。
Nacl處理下與Nacl-kcl處理下種子的活力指數(shù)隨著鹽濃度的變化趨勢(shì)是一致的(除處理2的活力指數(shù)高于對(duì)照外),即活力指數(shù)隨著鹽濃度的升高而下降。種子的活力指數(shù)和胚根的生長(zhǎng)成正相關(guān),隨著鹽濃度的升高,胚根的生長(zhǎng)受到的抑制程度增強(qiáng),導(dǎo)致種子活力指數(shù)下降。鹽濃度為12g/l時(shí),種子的活力指數(shù)分別降至0.1797和0..2467。在濃度為2-8 g/l時(shí),Nacl處理下種子的活力指數(shù)低于Nacl-kcl處理下的活力指數(shù),表明K+的存在,在一定程度上緩解Nacl對(duì)種子的毒害作用。
2.3 根重、鮮重
結(jié)果表明,在濃度2g/l時(shí),鮮重略大于對(duì)照,幼苗生長(zhǎng)正常,生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng),根長(zhǎng)較長(zhǎng)且粗大,單鹽處理下平均鮮重0.0972g,復(fù)鹽處理下平均鮮重0.1208g。隨溶液濃度的增加根重逐漸下降。Nacl處理下與Nacl-kcl處理下相對(duì)照,在濃度0-2g/l時(shí),根重沒有顯著差別;隨著濃度的增加根重逐漸下降,在濃度為4-12g/l時(shí),經(jīng)Nacl處理的種子根重小于Nacl-kcl處理下的根重,說明單鹽與復(fù)鹽相比,單鹽對(duì)根的抑制力強(qiáng)。當(dāng)濃度達(dá)到12g/l時(shí),根重僅為0.0183g。
隨著溶液濃度增加,生長(zhǎng)勢(shì)、根長(zhǎng)、根重均呈下降趨勢(shì)。當(dāng)濃度達(dá)到12g/l時(shí),幼苗生長(zhǎng)不良,根系短且細(xì)弱,Nacl脅迫下的平均鮮重僅為0.0578g,Nacl-kcl脅迫下的平均鮮重也僅有0.0592g。表明鹽的存在對(duì)幼苗生長(zhǎng)有明顯的抑制。
Nacl處理下與Nacl-kcl處理下相對(duì)照,低濃度處理下鮮重沒有顯著的差別;隨著鹽濃度的增加,鮮重逐漸降低,且差別較明顯,濃度4-12g/l時(shí)Nacl-kcl處理下的幼苗鮮重大于Nacl處理下的幼苗鮮重,說明對(duì)種子發(fā)芽Nacl比Nacl-kcl更具有明顯毒害作用。
3.小結(jié)與討論
植物耐鹽性的大小由植物的遺傳性決定,其中與耐鹽性密切相關(guān)的是植物的發(fā)育階段和植物種類及品種。鹽分抑制種子萌發(fā),其抑制程度隨著鹽濃度的增加而增大。本試驗(yàn)結(jié)果表明,2g/lNacl或Nacl-kcl脅迫不影響種子萌發(fā)率,但種子完成萌發(fā)所需時(shí)間延長(zhǎng)1-2d,胚根及芽長(zhǎng)度變化不明顯。4g/lNacl或Nacl-kcl脅迫種子萌發(fā)率、胚根和芽長(zhǎng)度明顯降低,相對(duì)鹽害率升高。種子經(jīng)8g/lNacl脅迫,胚根長(zhǎng)度明顯下降。同一濃度時(shí)Nacl脅迫下種子的萌發(fā)率低于Nacl-kcl脅迫下種子的萌發(fā)率??梢奒+的存在可在一定程度上緩解Na+對(duì)種子發(fā)芽的毒害作用。12g/lNacl或Nacl-kcl脅迫明顯降低幼苗鮮重、根重??梢姼诒鹊牟町惪赡苁窃斐裳帑溎望}性差異的一個(gè)原因。
參考文獻(xiàn)
[1]劉宛,胡文玉,郝建軍,陳貴.Nacl脅迫下離體小麥葉片內(nèi)抗壞血酸與幾種生理生化指標(biāo)變化的關(guān)系(簡(jiǎn)報(bào))[J].植物生理學(xué)通訊,1997,33(6):423-425.
[2]龔明,丁念誠(chéng),賀子義等.鹽脅迫下大麥和小麥葉片脂質(zhì)過氧化傷害與超微結(jié)構(gòu)變化的關(guān)系[J].植物學(xué)報(bào),1989,31(11):841.
[3]劉宛,胡文玉,謝甫綈等.Nacl脅迫及外源自由基對(duì)離體小麥葉片O2和膜脂質(zhì)過氧化的影響[J].植物生理學(xué)通訊,1995,31(1):26.
作者簡(jiǎn)介:周南镚(1974—),男,浙江慈溪人,大學(xué)本科,農(nóng)藝師,主要從事組織培養(yǎng)工作。