李 娟，王麗慧，王 瑩，王 貴，周振婕，孫雪梅

(青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院青海省蔬菜遺傳與生理重點實驗室,西寧 810016)

目前，土壤鹽漬化程度不斷上升，全球鹽漬土的總面積約1.1×109hm2[1]。我國鹽漬土總面積為3.69×107hm2，大部分分布于青海、新疆等西北地區(qū)[2-3]。青海地區(qū)鹽漬土滲透性強(qiáng),對植物生長危害較大[4]。鹽漬土地是我國最主要的中低產(chǎn)田類型之一，其中所含鹽漬抑制植物的生長發(fā)育，嚴(yán)重影響我國土地的利用率[5]。

菊苣為菊科植物，對土壤鹽堿適應(yīng)力較強(qiáng)[6]。菊苣的葉片可以用于涼拌制菜[7]，根以及其他部分可以入藥，具有健胃等功效[8]。菊苣也可作為牧草進(jìn)行種植[9]。選育耐鹽的牧草型菊苣可以使鹽堿地得到更好的利用，對西北地區(qū)的牧草型菊苣發(fā)展具有一定的意義。當(dāng)前對牧草型菊苣種子萌發(fā)期耐鹽性的研究較少，尤其是較系統(tǒng)的菊苣種子發(fā)芽期的耐鹽性、耐鹽閾值等的研究。

表1 不同處理對發(fā)芽率的影響Table 1 Effects of different treatments on germination rate

本研究以6種牧草型菊苣為材料，研究不同濃度NaCl溶液對菊苣種子萌發(fā)期的影響，采用相關(guān)性分析等方法對菊苣萌發(fā)期指標(biāo)進(jìn)行分析，確定其最適宜耐鹽濃度，為牧草型菊苣在西北鹽堿土地上種植提供理論依據(jù)，此外也為其作為牧草飼料的種植利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試材料為常見的牧草型菊苣，共6個品種。分別為“歐洲”“將軍”“玲瓏”“普那”“哈哈草”和“斯巴達(dá)”菊苣，由青海省農(nóng)林科學(xué)院提供。

1.2 方 法

種子發(fā)芽實驗采用紙上發(fā)芽法進(jìn)行。選取顆粒飽滿的6個品種菊苣種子，用濃度分別為50 mmol/L、100 mmol/L、150 mmol/L、200 mmol/L、250 mmol/L和300 mmol/L的NaCl溶液處理，超純水作為對照(ck)。每個鹽濃度處理3個重復(fù)，共126個培養(yǎng)皿。每天補(bǔ)充相應(yīng)的溶液。培養(yǎng)皿置于25 ℃/18 ℃、光照12 h的培養(yǎng)箱內(nèi)。共記錄7 d內(nèi)種子萌發(fā)及幼苗生長狀況。

1.3 指標(biāo)測定

部分計算公式參照文獻(xiàn)[10]、文獻(xiàn)[11]如下：

發(fā)芽率(%)= (7 d內(nèi)發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù))×100%；

發(fā)芽勢(%)=(發(fā)芽初期3 d內(nèi)正常發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù))×100%；

發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt);

活力指數(shù)=發(fā)芽指數(shù)×S。

式中,Gt為t天種子發(fā)芽數(shù),Dt為對應(yīng)發(fā)芽日數(shù);S為鮮重。

耐鹽性評價指標(biāo)[12]： 以“歐洲”“將軍”“玲瓏”“普那”“哈哈草”和“斯巴達(dá)”種子的鹽處理濃度為自變量(x)，相對發(fā)芽率為因變量 (y1)建立函數(shù)方程，相對胚根長為因變量 (y2)建立函數(shù)方程。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016和SPSS 26.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對菊苣發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響

由表1可知，各品種種子發(fā)芽率隨鹽濃度的升高呈下降趨勢，“歐洲”和“將軍”在鹽濃度為150 mmol/L時，發(fā)芽率在60%以上，其中“將軍”在濃度為50 mmol/L時發(fā)芽率顯著降低，“歐洲”在濃度為200 mmol/L時發(fā)芽率顯著降低?！皻W洲”與“將軍”的發(fā)芽率在鹽濃度為150 mmol/L和300 mmol/L時有顯著差異。“玲瓏”和“普那”在鹽濃度為150 mmol/L時，其發(fā)芽率呈顯著下降趨勢?！肮荨焙汀八拱瓦_(dá)”分別在鹽濃度為100 mmol/L和250 mmol/L時，發(fā)芽率顯著下降。在ck中，“哈哈草”和“斯巴達(dá)”發(fā)芽率顯著低于“歐洲”“將軍”“玲瓏”和“普那”。在鹽濃度為50 mmol/L和100 mmol/L時，“普那”“哈哈草”和“斯巴達(dá)”發(fā)芽率顯著低于“歐洲”“將軍”“玲瓏”。在鹽濃度為150 mmol/L時，“將軍”發(fā)芽率顯著高于其他品種。在鹽濃度為200 mmol/L和250 mmol/L時，“歐洲”和“將軍”發(fā)芽率顯著高于“玲瓏”“普那”“哈哈草”和“斯巴達(dá)”。在鹽濃度為300 mmol/L時，“歐洲”發(fā)芽率顯著高于其他5種品種。綜上可知，鹽濃度為200 mmol/L時，可顯著抑制菊苣種子的發(fā)芽率。

由表2可知，6種種質(zhì)的種子發(fā)芽勢均低于ck，且隨著鹽濃度升高而降低。其中“歐洲”在200 mmol/L的鹽脅迫下發(fā)芽勢顯著降低，“將軍”在150 mmol/L的鹽濃度下發(fā)芽勢顯著下降，“玲瓏”在100 mmol/L的鹽濃度下發(fā)芽勢顯著下降，且在200 mmol/L濃度時不再發(fā)芽?！捌漳恰痹?50 mmol/L的鹽濃度下發(fā)芽勢顯著下降，且在200 mmol/L時不再發(fā)芽。“哈哈草”和“斯巴達(dá)”在50 mmol/L的鹽濃度下發(fā)芽勢顯著下降。鹽濃度為200 mmol/L和250 mmol/L時，“將軍”發(fā)芽勢顯著高于“玲瓏”和“普那”，且與其他5品種差異顯著。但當(dāng)濃度為300 mmol/L時“歐洲”發(fā)芽勢高于其他5個品種且差異顯著。綜上，200 mmol/L及以上的鹽濃度可顯著抑制6種菊苣種子萌發(fā)，使其發(fā)芽率與發(fā)芽勢顯著降低。

表2 不同處理對發(fā)芽勢的影響Table 2 Effects of different treatments on germination potential

表3 不同處理對發(fā)芽指數(shù)的影響Table 3 Effects of different treatments on germination index

2.2 鹽脅迫對菊苣發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響

由表3、表4可知，6個品種的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)都隨著鹽濃度的升高呈下降的趨勢。ck、50 mmol/L、100 mmol/L、150 mmol/L鹽脅迫下“歐洲”“將軍”和“玲瓏”發(fā)芽指數(shù)顯著高于“普那”“哈哈草”和“斯巴達(dá)”(p<0.05)(表3)。200 mmol/L脅迫下“歐洲”“將軍”顯著高于另4個品種。250 mmol/L和300 mmol/L脅迫下“歐洲”顯著高于其他5個品種。在50 mmol/L時，“歐洲”“將軍”和“哈哈草”顯著高于“普那”和“斯巴達(dá)”，顯著低于“玲瓏”。在100 mmol/L、150 mmol/L時，“歐洲”和“將軍”顯著高于“普那”“哈哈草”和“斯巴達(dá)”，顯著低于“玲瓏”。在200 mmol/L、250 mmol/L時,“將軍”顯著高于另5個品種。在300 mmol/L時，“歐洲”顯著高于其他5個品種。

“歐洲”在150 mmol/L及以上濃度脅迫下，發(fā)芽指數(shù)顯著降低，在鹽濃度為100 mmol/L及以上時，其活力指數(shù)顯著下降?！皩④姟痹?50 mmol/L及以上濃度下兩個指數(shù)均顯著下降?！皩④姟痹跐舛?00 mmol/L時活力指數(shù)數(shù)值為0，說明高濃度的鹽濃度抑制了種子的發(fā)芽?！傲岘嚒痹?00 mmol/L及以上濃度下兩個指數(shù)都顯著下降?！捌漳恰痹?00 mmol/L脅迫下發(fā)芽指數(shù)下降，150 mmol/L脅迫下活力指數(shù)下降，250 mmol/L濃度及以上，發(fā)芽指數(shù)小于1%，活力指數(shù)為0，表明高濃度鹽脅迫使其種子不再有活力，且其不再萌發(fā)。“哈哈草”在50 mmol/L及以上濃度時，兩個指數(shù)均顯著下降?！八拱瓦_(dá)”在50 mmol/L及以上濃度時，發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均顯著下降。綜上，150 mmol/L及以上的鹽脅迫可顯著抑制“歐洲”和“將軍”的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)，100 mmol/L以上的鹽脅迫可顯著抑制“玲瓏”和“普那”，50 mmol/L以上鹽脅迫可顯著抑制“哈哈草”和“斯巴達(dá)”。150 mmol/L及以上的鹽脅迫可顯著抑制6個品種的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。

表4 不同處理對活力指數(shù)的影響Table 4 Effects of different treatments on vitality index

表5 不同處理對6份種質(zhì)幼苗生長的影響Table 5 Effects of different treatments on seedling growth of 6 germplasms

2.3 鹽脅迫對菊苣幼苗生長的影響

由表5可知，在50 mmol/L鹽脅迫下“將軍”和“哈哈草”兩個品種的苗高較ck略高，差異不顯著(p<0.05)。在50 mmol/L和100 mmol/L鹽濃度下，“玲瓏”的苗高較ck略高，差異不顯著。說明低鹽濃度脅迫對“將軍”“哈哈草”以及“玲瓏”的幼苗生長沒有顯著的影響?！皻W洲”在250 mmol/L較高濃度下，“將軍”在100 mmol/L中低鹽濃度下，“普那”在50 mmol/L低濃度下，“玲瓏”與“哈哈草”在200 mmol/L中高濃度下，“斯巴達(dá)”在300 mmol/L高濃度鹽脅迫下，幼苗生長呈現(xiàn)被鹽濃度顯著抑制的情況。綜上可知，6個品種的幼苗在300 mmol/L的高濃度下，其生長都會受到抑制，但其受到生長抑制的起始濃度不同。

從胚根長短來進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)與ck相比，6個種菊苣品種的胚根長度較低，且隨著鹽濃度的升高而下降。與ck相比，“歐洲”在150 mmol/L以上鹽濃度時，其胚根長分別顯著降低。“將軍”在100 mmol/L、150 mmol/L和250 mmol/L濃度時，胚根長顯著降低，200 mmol/L和300 mmol/L濃度時顯著升高。“玲瓏”與“普那”在200 mmol/L以上鹽濃度時，其胚根長顯著降低?！肮荨痹邴}濃度150 mmol/L及以上，其胚根長顯著降低?！八拱瓦_(dá)”在鹽濃度50 mmol/L、100 mmol/L、200 mmol/L和250 mmol/L時，胚根長顯著下降；150 mmol/L和300 mmol/L鹽濃度時顯著上升。

表6 6份種質(zhì)的相對發(fā)芽率與鹽濃度的回歸分析Table 6 Regression analysis of relative radicle length and salt concentration of 6 germplasms

表7 6份種質(zhì)的相對胚根長與鹽濃度的回歸分析Table 7 Regression analysis of relative germination rate and salt concentration of 6 germplasms

2.4 綜合耐鹽性評價

將菊苣種子的相對發(fā)芽率和相對胚根長度與鹽處理液濃度進(jìn)行擬合曲線預(yù)測以及回歸分析，以求獲得擬合程度較優(yōu)的曲線，結(jié)果(表6和表7)表明，在相對發(fā)芽率方面，“歐洲”“將軍”“玲瓏”“普那”和“哈哈草”為三次曲線函數(shù)關(guān)系，“斯巴達(dá)”為二次函數(shù)關(guān)系。在相對胚根長方面，“歐洲”為二次曲線函數(shù)關(guān)系?！皩④姟薄傲岘嚒薄捌漳恰焙汀肮荨睘槿吻€函數(shù)關(guān)系，“斯巴達(dá)”為對數(shù)函數(shù)關(guān)系。由建立的最優(yōu)函數(shù)方程可知，在種子萌發(fā)階段 (相對發(fā)芽率)，“歐洲”“將軍”“玲瓏”“普那”“哈哈草”和“斯巴達(dá)”的耐鹽適宜濃度依次是70.16、133.63、68.15、99.17、39.15、67.45 mmol/L。耐鹽半致死濃度分別為153.2、305.98、177.14、175.48、208.59、141.88 mmol/L。耐鹽極限濃度分別為227.5、333.02、271.21、284.03、324.23、265.97 mmol/L，從大到小依次為 “將軍”“哈哈草”“普那”“玲瓏”“斯巴達(dá)”“歐洲”。幼苗階段(相對胚根長)，“歐洲”“將軍”“玲瓏”“普那”“哈哈草”和“斯巴達(dá)”的耐鹽閾值分別為145.9，229.22，165.27，160.33，90.72和47.68，從大到小依次為 “將軍”“玲瓏”“普那”“歐洲”“哈哈草”“斯巴達(dá)”。綜上，在萌發(fā)時期，“將軍”耐鹽程度最高，“歐洲”耐鹽程度最低。在幼苗生長階段“將軍”耐鹽性優(yōu)于其他5個品種，“斯巴達(dá)”最低。綜合耐鹽度最高的品種為“將軍”，最低的品種為“斯巴達(dá)”。

3 結(jié)論與討論

種子萌發(fā)受到多種逆境因素的影響，如干旱[13]、低溫[14]和鹽堿脅迫[15]等，與此同時，萌發(fā)期是對外來脅迫響應(yīng)比較敏感的時期，也是進(jìn)行耐鹽性研究的比較重要時期[16]。6個品種的發(fā)芽率和發(fā)芽勢均隨著鹽濃度的升高呈下降趨勢，且下降的幅度不盡相同，這與郭丹丹[17]，李玉梅等[18]的研究結(jié)論一致，不同品種對于鹽脅迫的響應(yīng)、耐受程度不同，高濃度鹽脅迫下，“玲瓏”“普那”和“哈哈草”的發(fā)芽勢均為0，說明此時已停止萌發(fā)。

利用種子萌發(fā)和幼苗生長[19]的試驗，可初步預(yù)見6個品種在不同濃度的鹽脅迫中萌發(fā)成長狀況，可以反映出不同牧草型菊苣對鹽脅迫的響應(yīng)情況。本試驗研究表明，極高濃度的鹽脅迫對菊苣幼苗高度的影響大于根長。推測是因為高濃度鹽脅迫使菊苣的細(xì)胞質(zhì)壁分離，從而導(dǎo)致發(fā)芽階段的根生長受到的抑制程度略小于芽[20]。本研究與梁正偉等[21]的研究結(jié)果基本一致。

進(jìn)行不同NaCl濃度下菊苣種子的發(fā)芽率和胚根長等數(shù)據(jù)分析和對菊苣不同品種間耐鹽性的相關(guān)研究，可以快速篩選牧草型菊苣的耐鹽性品種 。本研究結(jié)果表明，鹽脅迫對6個菊苣品種的萌發(fā)以及幼苗生長有一定的抑制作用，且200 mmol/L的鹽濃度可以顯著抑制菊苣種子萌發(fā)。經(jīng)綜合考慮，6個品種的綜合耐鹽性依次為：“將軍”>“普那”>“玲瓏”>“哈哈草”>“歐洲”>“斯巴達(dá)”。