路 璐 ，黃夢(mèng)琪 ，隋曉青 *，佘文靜 ，許遙遙 ，石國(guó)慶 ，張 博

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

根據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織和糧農(nóng)組織不完全統(tǒng)計(jì),全球鹽堿地面積有9.54 億hm2, 其中我國(guó)為9 913 萬(wàn)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(shí)發(fā)生，研究證明，中性鹽脅迫應(yīng)稱(chēng)為鹽脅迫，而堿性鹽才應(yīng)該稱(chēng)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(duì)6 份無(wú)芒雀麥種質(zhì)開(kāi)展抗酸堿脅迫比較實(shí)驗(yàn)，通過(guò)測(cè)定種子萌發(fā)特性及幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)評(píng)估其抗逆能力，以期篩選具備較高耐酸堿能力的無(wú)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(shí)意義。同時(shí)，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(gè)種質(zhì)最強(qiáng)，為不同的區(qū)域建設(shè)草地，篩選適宜的草種。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

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

1.2 試驗(yàn)方法

依照國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程，發(fā)芽采用濾紙法，試驗(yàn)采用完全隨機(jī)化設(shè)計(jì)，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(shè)置8個(gè)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(duì)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(fù)4 次。每個(gè)培養(yǎng)皿中放置100 粒無(wú)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(bǔ)充相應(yīng)pH 的溶液。

指標(biāo)測(cè)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(cè)發(fā)芽情況并記錄發(fā)芽種子數(shù)，并于發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束后統(tǒng)計(jì)各處理無(wú)芒雀麥種質(zhì)的發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率。2 周后，用直尺測(cè)量幼苗根長(zhǎng)與芽長(zhǎng)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010 和SPSS 20. 0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同酸堿脅迫對(duì)6 份無(wú)芒雀麥種子萌發(fā)特性的影響

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

表1 不同酸堿脅迫下6 份無(wú)芒雀麥種質(zhì)的發(fā)芽率比較 %

2.1.2 無(wú)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(hào)種子和6 號(hào)種子的發(fā)芽指數(shù)都比對(duì)照組要低。4 號(hào)種子和5 號(hào)種子的發(fā)芽指數(shù)都比對(duì)照組要高。發(fā)芽指數(shù)大小比較為2 號(hào)大于4 號(hào)大于1 號(hào)大于3 號(hào)大于6 號(hào)大于5 號(hào)。在堿脅迫處理中，1 號(hào)種子和3 號(hào)種子的發(fā)芽指數(shù)比對(duì)照組低。2號(hào)種子、4 號(hào)種子和6 號(hào)種子的發(fā)芽指數(shù)比對(duì)照組的高。其中5 號(hào)種子的發(fā)芽指數(shù)總體顯著低于其余5 種，6號(hào)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(hào)＞1 號(hào)＞4 號(hào)＞6 號(hào)＞3 號(hào)＞5 號(hào)。

表2 不同酸堿度的6 份無(wú)芒雀麥種發(fā)芽指數(shù)比較

2.1.3 無(wú)芒雀麥種質(zhì)發(fā)芽勢(shì)比較

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

表3 不同酸堿度的6 份無(wú)芒雀麥種發(fā)芽勢(shì)比較 %

2.2 不同酸堿脅迫對(duì)6 份無(wú)芒雀麥種質(zhì)幼苗根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)的影響

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

表4 不同酸堿脅迫下6 份無(wú)芒雀麥種質(zhì)的芽長(zhǎng)比較 mm

表5 不同酸堿脅迫下6 份無(wú)芒雀麥種質(zhì)的根長(zhǎng)比較 mm

3 討論與結(jié)論

植物生長(zhǎng)狀態(tài)是植物對(duì)逆境脅迫最直觀的反映，也是植物耐脅迫能力強(qiáng)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(jìn)小黑麥的種子萌發(fā)，但酸度增加到pH 為2.0 時(shí)，其萌發(fā)受到明顯抑制[5]。pH 在5.0~6.5 時(shí)，對(duì)光皮樺種子前期的萌芽速率有一定的促進(jìn)作用，但當(dāng)pH 降至4.5 時(shí)，明顯抑制其萌發(fā)，且隨著酸性的增強(qiáng)，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)等明顯降低，當(dāng)pH 降至3.5時(shí)，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(biāo)呈下降趨勢(shì)[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(qiáng)，部分種子的根長(zhǎng)芽長(zhǎng)受到抑制。6 份無(wú)芒雀麥種子對(duì)酸脅迫和堿脅迫的耐性強(qiáng)弱關(guān)系為4 號(hào)大于2 號(hào)大于6 號(hào)大于1號(hào)大于3 號(hào)大于5 號(hào)。

該研究表明，pH 在3~10 時(shí)，無(wú)芒雀麥種子萌發(fā)基本未受到顯著影響，相比對(duì)照組，具有隨酸性或堿性增加而萌發(fā)活力降低的趨勢(shì)，表明無(wú)芒雀麥種子對(duì)于酸堿性具有較好的耐受力。寧夏彭陽(yáng)無(wú)芒雀麥、新疆塔城無(wú)芒雀麥和中國(guó)農(nóng)科院草原所無(wú)芒雀麥的發(fā)芽率對(duì)酸堿度反應(yīng)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(zhǎng)、芽長(zhǎng)、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢(shì)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(wú)芒雀麥幼苗根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)在不同pH 時(shí)處理均有顯著差異，且弱酸性條件最有利于根和芽的生長(zhǎng)；pH 為3 和10 時(shí)，根和芽的生長(zhǎng)受到顯著抑制，且根所受的抑制程度高于芽。