鹽脅迫對3種植物種子萌發(fā)和生長的影響

現(xiàn)在，土壤氮已成為一個全球問題。世界鹽堿土約為10億hlm，占世界總面積的7.6%。我國各類鹽堿地面積約0.346億hm2,是世界鹽堿地大國之一。天津市共有鹽漬化土壤422038.7hm2,占全市總面積的38.9%;鹽漬化耕地面積為20.73萬hm2,幾乎占全市耕地面積的50%,是全國各省市鹽堿地所占比例最大的一個地區(qū),因此,土壤鹽堿化成為影響該市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最大障礙。鹽土的改良利用是解決人口、糧食、資源和環(huán)境等問題的重要措施。通過排鹽工程改良鹽堿地耗資巨大,且三北地區(qū)嚴(yán)重缺水無法進(jìn)行引淡排鹽或借雨洗鹽。因此,培育抗鹽作物品種,提高作物本身的耐鹽能力,是改良利用鹽堿地經(jīng)濟(jì)而有效的方法。鹽生植物在鹽堿地改良利用中發(fā)揮著重要的作用。在鹽堿地種植吸鹽效果好的植物可回收土壤中的鹽分,如野生大豆、紫花苜蓿、油葵等。筆者通過研究鹽脅迫下3種耐鹽植物的種子萌發(fā)和生長情況,分析了它們的耐鹽性,以期為鹽堿地改良和耐鹽植物新品種培育提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1耐鹽植物種一種野生大豆(Glycinesojasieb.etZucc.)種子于2007年10月采集于漢沽荒地;勞博苜蓿(Medicagosativa)是從20多個耐鹽性紫花苜蓿植物中篩選出的最耐鹽品種之一,其種子購于中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所;歐洲油葵(Helianthusannuus)是菊科油葵屬,為早熟、高產(chǎn)的油葵雜交品種,其種子購于內(nèi)蒙古通遼市中心大街裕豐種子有限公司。1.2種子萌發(fā)試驗(yàn)試驗(yàn)于2007年11月進(jìn)行。野生大豆、勞博苜蓿與歐洲油葵種子清洗后,分別放入0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%、2.4%6種不同濃度的NaCl溶液中培養(yǎng),重蒸餾水為對照。每個培養(yǎng)皿中鋪2層濾紙,然后播種,種子上再覆2層濾紙。播種后分別加入上述不同濃度的NaCl溶液(對照加重蒸餾水)各10ml直到濾紙吸收飽和并稍有溢出為止。將培養(yǎng)皿蓋上,置于24.5℃培養(yǎng)箱。每24h更換1次相應(yīng)濃度的鹽溶液,對照更換重蒸餾水,以保持NaCl溶液濃度基本不變和良好的通氣狀況。試驗(yàn)期間每天記錄發(fā)芽種子數(shù),連續(xù)2d種子發(fā)芽數(shù)為零時(shí)調(diào)查結(jié)束。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù),每小區(qū)(培養(yǎng)皿)播種20粒種子,即每個區(qū)組140粒種子,每種植物播種420粒。最后1次記錄發(fā)芽數(shù)后測量胚根長度。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)各種植物種子在不同濃度NaCl溶液處理后的實(shí)際發(fā)芽率、相對發(fā)芽率、發(fā)芽勢、胚根長度及胚根相對長度,然后計(jì)算耐鹽指數(shù)。各統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的計(jì)算公式如下:發(fā)芽率(%)=種子發(fā)芽粒數(shù)/種子播種粒數(shù)×100(1)相對發(fā)芽率(%)=某種植物處理的發(fā)芽率/相應(yīng)對照的發(fā)芽率×100(2)胚根相對長度(%)=某種植物處理的胚根長度/相應(yīng)對照的胚根長度×100(3)發(fā)芽勢(%)=第3天發(fā)芽種子數(shù)/種子播種粒數(shù)×100(4)耐鹽指數(shù)=(平均相對發(fā)芽率+平均胚根長度+相對發(fā)芽勢)/3(5)2結(jié)果與分析2.1不同鹽分濃度對種子萌發(fā)的影響從圖1可以看出,隨著鹽濃度的升高,3種植物種子的發(fā)芽率均降低。野生大豆和歐洲油葵在鹽濃度為2.4%時(shí)種子萌芽率為0,而勞博苜蓿在鹽濃度為2.0%時(shí)種子發(fā)芽率為0。在鹽濃度小于0.8%時(shí),野生大豆的發(fā)芽率最高,其次是勞博苜蓿,歐洲油葵的發(fā)芽率最低。2.2相對發(fā)芽率的變化從圖2可以看出,隨著鹽濃度的升高,3種植物種子的相對發(fā)芽率均降低。在鹽濃度小于1.6%時(shí),野生大豆和勞博苜蓿的相對發(fā)芽率明顯高于歐洲油葵。在鹽濃度為1.6%時(shí),野生大豆的相對發(fā)芽率明顯高于其他2種植物。2.3鹽濃度對油葵根系和胚根長度的影響從表1可以看出,隨著鹽濃度的升高,3種植物的胚根長度逐漸降低。對照的種子萌發(fā)生長到第7天時(shí),野生大豆的根系最長,為80mm,其次是歐洲油葵,為47mm,勞博苜蓿的根系最短,為25mm。鹽濃度為0.4%~0.8%時(shí),野生大豆的胚根仍最長,歐洲油葵的胚根長度迅速降低,是3種植物中最短的。鹽濃度為1.2%時(shí),勞博苜蓿的胚根最長,野生大豆的胚根長度降低到3.5mm,歐洲油葵的胚根長度仍最短。當(dāng)鹽濃度為1.6%時(shí),野生大豆與勞博苜蓿的胚根長度相同,歐洲油葵的胚根長度還是最短。當(dāng)鹽濃度為2.0%時(shí),歐洲油葵的胚根長度為1.5mm,野生大豆的胚根長度為0.5mm,勞博苜蓿的胚根長度為0。2.4鹽濃度對濕地苜蓿胚根相對長度的影響從圖3可以看出,隨著鹽濃度的增加,3種植物的胚根相對長度均減小。當(dāng)鹽濃度小于1.2%時(shí),勞博苜蓿的胚根相對長度最大,其次是野生大豆,歐洲油葵的胚根相對長度最小。當(dāng)鹽濃度大于1.6%時(shí),3種植物的相對胚根長度差異不大。2.5鹽濃度對野生大豆發(fā)芽勢的影響從圖4可以看出,隨著鹽濃度的升高,3種植物種子的發(fā)芽勢逐漸降低。當(dāng)鹽濃度小于1.6%時(shí),野生大豆的發(fā)芽勢最高,其次是勞博苜蓿,最后是歐洲油葵。當(dāng)鹽濃度大于1.6%時(shí),3種植物種子的發(fā)芽勢無差異。2.6歐洲油葵的耐鹽指數(shù)根據(jù)3種植物種子的平均相對發(fā)芽率、平均胚根長度、相對發(fā)芽勢,計(jì)算出野生大豆的耐鹽指數(shù)為1.200,勞博苜蓿的耐鹽指數(shù)為1.112,歐洲油葵的耐鹽指數(shù)為0.616。這說明野生大豆和勞博苜蓿的耐鹽性較好,歐洲油葵的耐鹽性較差。3種耐鹽植物種子萌發(fā)和生長指標(biāo)在該試驗(yàn)的鹽濃度范圍內(nèi),隨著鹽濃度的升高,野生大豆、勞博