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        亞洲苦草抗鹽能力研究初報

        2011-07-09 13:00:24管衛(wèi)兵陳輝輝何文輝
        湖南農(nóng)業(yè)科學(xué) 2011年13期
        關(guān)鍵詞:生長差異影響

        管衛(wèi)兵,陸 鋒,陳輝輝,何文輝

        (1.上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院,上海 201306;2.上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院,上海 201306)

        亞洲苦草(Vallisneria natans)生態(tài)學(xué)研究主要集中在湖泊生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用,側(cè)重于苦草的繁殖習(xí)性、生物學(xué)特性及環(huán)境因子對苦草的影響[1-2]。目前有關(guān)鹽度對亞洲苦草生長影響方面的研究相對較少。亞洲苦草有很強(qiáng)的凈化水體的能力,在修復(fù)水生生態(tài)系統(tǒng)的重要作用,筆者研究鹽度對亞洲苦草生長的影響,以期為亞洲苦草廣泛用于咸水水域中沉水植物生態(tài)修復(fù)提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 試驗材料

        以亞洲苦草(Vallisneria natans)的種子為供試材料,NaCl(分析純),50 cm×50 cm×50 cm玻璃缸,30 W日光燈。

        1.2 試驗方法

        將風(fēng)干的雌花的筒狀苞鞘中擠出苦草種子,用溫水浸泡10~20 min;清水沖洗2~3次,洗去粘液;用4%的福爾馬林消毒60 min;再用清水沖洗、浸泡,待用。底質(zhì)是公園河道內(nèi)的底泥。按0(蒸餾水)、3.5、7.0鹽度設(shè)置 3個處理(用 NaCl調(diào)配),每處理重復(fù)3次。試驗采用土培,缸內(nèi)鋪設(shè)10 cm厚的基質(zhì),沿缸壁緩緩注入30 cm咸水。每個魚缸中分4堆播60粒飽滿的種子,用膠頭滴管吸取種子,伸入水面離底泥上部3 cm左右的高度擠出,避免揚起底泥使種子分散。水體表面光照強(qiáng)度3 200 Lx左右,溫度 25~28℃。

        試驗于2007年3月16日開始,至2007年4月30日結(jié)束,植物培養(yǎng)時間為45 d。期間分別于第10天、第20天、第30天統(tǒng)計發(fā)芽率。種子的萌發(fā)以胚根長度1 mm為標(biāo)準(zhǔn)。比較不同處理種子的萌發(fā)率,萌發(fā)率用咸水中已發(fā)芽的種子數(shù)占處理種子數(shù)的百分率來表示。第15天、第30天、第45天采樣測量生長指標(biāo)(根的長度和數(shù)目,葉的長度)。植物樣品采集采取破壞性方式,即于每個模擬系統(tǒng)內(nèi)同數(shù)量將植物連根拔起。

        1.3 數(shù)據(jù)處理

        數(shù)據(jù)采用SPSS 15軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析方法處理,均值比較采用T檢驗。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 鹽度與苦草發(fā)芽率的關(guān)系

        試驗結(jié)果表明(圖1)鹽度對亞洲苦草種子的萌發(fā)率有很大影響。7度鹽時亞洲苦草始終沒有發(fā)芽,說明7度鹽度對亞洲苦草種子的萌發(fā)有很強(qiáng)抑制作用。而0度鹽度和3.5度鹽度試驗組都有較高的發(fā)芽率。

        圖1 鹽度對亞洲苦草發(fā)芽率的影響

        從0、3.5鹽度處理的發(fā)芽率來看,第10天的發(fā)芽率分別為38.8±0.6%,60.6±0.6%,有極顯著差異(df=4,p<0.001);20 d 時分別為 54.4±1.5%,72.2±1.5%差異顯著 (df=4,p<0.05);30 d 時為 99.4±0.6%,92.8±2.4%。0度處理種子的發(fā)芽率高于3.5度,兩者差異不顯著(df=4,p>0.05)。結(jié)果表明,在一定時間內(nèi),3.5度鹽度對苦草種子的最終發(fā)芽率沒有顯著的制約作用。其承受能力在3.5~7度之間。

        2.2 鹽度對苦草生長的影響

        圖2 鹽度對亞洲苦草葉長生長的影響

        淡水生長的情況優(yōu)于咸水體,鹽度對苦草的生長有抑制作用(圖2,圖3)。對葉長、根長、根數(shù)在生長過程中的變化,進(jìn)行統(tǒng)計分析。從圖2中可以看出,葉長在生長過程中均有極顯著性差異,在15 d時,分別為 7.4±0.2 mm,4.2±0.1 mm(df=125,p<0.001)。 30 d 時分別為 42.6±0.9 mm,24.1±0.6 mm(df=154,p<0.001)。 45 d,分別為 136.5±2.1 mm,68.9±1.2mm(df=124,p<0.001),45 d 時,淡水中生長的苦草,葉長是咸水中的1.97倍。

        圖3 鹽度對亞洲苦草根長生長的影響

        從圖3中可以看出,鹽度對亞洲苦草根的發(fā)育也有很大影響。其影響主要表現(xiàn)在根長及根的數(shù)目上。根長在生長過程中均有極顯著性差異,在15 d時,分別為 6.5±0.01 mm,4.5±0.01mm(df=538,P<0.001)。 30 d 時 分 別 為 39.2±0.06 mm,29.5±0.05mm (df=506,P<0.001)。 45 d 時,分別為136.5±2.1 mm,68.9±1.2mm(df=537,p<0.001),45 d時,淡水中生長的苦草根長是咸水中的1.8倍;鹽度對亞洲苦草根的發(fā)育也有很大影響,根數(shù)在不同鹽度環(huán)境中也有顯著差異(圖4)。15 d時,0度和3.5度鹽度組均為1個,沒有差異。30 d時,0度和3.5度鹽度組分別為6±0.1個,4±0.1個,差異顯著(df=538,p<0.01)。45 d時,0度和 3.5度鹽度組分別為14±0.1 個,8±0.1 個,差異極顯著(df=538,p<0.001),淡水中生長的苦草,根數(shù)是咸水中的1.6倍。

        圖4 鹽度對亞洲苦草根數(shù)發(fā)育影響

        3 討論

        無論是淡水還是咸水,亞洲苦草種子能夠發(fā)芽,且發(fā)芽率很高,無顯著差異,但是在種子萌發(fā)的初期,鹽度對其影響較顯著。在其發(fā)芽過程中,鹽度有可能刺激種子的萌發(fā),因此開始階段咸水中種子萌發(fā)率高。試驗表明,在低濃度咸水中,灰綠藜(Chenopodium glaucumL.)種子萌發(fā)狀況最佳,這種現(xiàn)象可能是因為低濃度的咸水或低滲透勢溶液刺激種子打破休眠,導(dǎo)致種子的最終萌發(fā)率稍有增加[3-5]。鹽分對種子萌發(fā)的影響一般歸結(jié)為滲透效應(yīng)與離子效應(yīng)。一般來說,低鹽濃度下種子的萌發(fā)與無鹽條件下的情況差別不大,隨著咸水濃度的升高,萌發(fā)過程逐漸受抑制,但多數(shù)植物的種子在轉(zhuǎn)入淡水中后能夠恢復(fù)活力,其累積萌發(fā)率甚至加大[6]。

        試驗結(jié)果表明,亞洲苦草對鹽度有一定的承受范圍。3.5度時亞洲苦草的根和葉的生長都受到限制,鹽度3.5時根數(shù)目比淡水環(huán)境減少。這與同屬的美洲苦草 (Vallisneria americana)是比較相似的。Frazer等研究發(fā)現(xiàn)美洲苦草在鹽度為5時,美洲苦草的生長沒有顯著性下降也沒有出現(xiàn)死亡,但是當(dāng)鹽度在15和25條件下,美洲苦草生長性能顯著性下降,美洲苦草在第7天時出現(xiàn)死亡現(xiàn)象[7]。在0、5度條件下,美洲苦草的發(fā)芽率為75±0.3%和63±0.9%,當(dāng)鹽度從5度上升到10度,種子的發(fā)芽率下降到18±0.5%,鹽度達(dá)到15時,降低到9±0.5%[8]。說明美洲苦草對鹽度同樣的有一個耐受范圍,但耐受力比亞洲苦草強(qiáng)??赡苁且驗槊乐蘅嗖蓍L期適應(yīng)于河口地帶的咸水水域生活,對鹽度有了長期的適應(yīng)。

        胡國成等[9]指出,河口是大陸與海洋的交界帶,具有多種環(huán)境功能和生態(tài)價值。河口生態(tài)的變化將會影響近岸乃至海洋的環(huán)境變化,河口生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定有很重要的意義,同時在湖泊、河流乃至海洋中沉水植物仍然是整個生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分和控制因子[10]。河口區(qū)鹽度變化較大,所以河口區(qū)沉水植物都有廣泛的耐鹽性的特點。Doering等研究了海水入侵對邁爾斯堡河口美洲苦草生長和生存的影響,旱季鹽度升高不利于苦草的生長,而且鹽度有可能超過耐鹽極限。導(dǎo)致苦草群落的衰退[11]。French等發(fā)現(xiàn)光照可以提高沉水植物的抗鹽能力,但是這僅限于鹽度在小于5這個閥值[12],而且美洲苦草的密度與鹽度有很大的關(guān)系,當(dāng)苦草的密度小于400 m2時,它的耐鹽極限可能大于10 ppt,苦草的葉片密度可超過600 m2時,鹽度有可能大于12 ppt,美洲苦草種群密度越高,抗鹽能力就越高[13]。這對亞洲苦草有一定的借鑒意義??嗖菽茉?.5‰的咸水體中正常生長,這對于我國沿海各個河流入??诟浇纳鷳B(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)極為重要,耐鹽的亞洲苦草必將應(yīng)用到這些生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建中去。有關(guān)其實際應(yīng)用有待于進(jìn)一步研究。

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