摘要:為研究狗牙根[Cynodon dactylon (L.)Pers.]種子對鹽堿的耐受性,采用不同濃度的海水處理狗牙根種子,觀察其萌發(fā)和幼苗生長情況。結(jié)果表明,狗牙根種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)在低于5%海水處理、發(fā)芽勢和簡化活力指數(shù)在低于15%海水處理時,均與對照組差異不顯著;其耐鹽半致死濃度為20%~30%,說明狗牙根種子對鹽堿具有一定的耐受性。低濃度海水可以刺激狗牙根幼苗根、葉的生長,而較高濃度海水對狗牙根幼苗根的抑制程度大于葉。
關(guān)鍵詞:狗牙根[Cynodon dactylon (L.)Pers.];種子萌發(fā);海水脅迫
中圖分類號:S543+.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:0439-8114(2013)02-0387-03
狗牙根[Cynodon dactylon (L.)Pers.]系禾本科(Gramineae)狗牙根屬(Cynodon dactylon)多年生草本植物,因其耐踐踏、易繁殖、生長快而在國內(nèi)廣為栽培[1]。一般認(rèn)為,狗牙根具有一定的耐鹽堿能力,但品種之間耐鹽性差別較大[1,2]。近年來,許多學(xué)者開展了對狗牙根的耐鹽品種篩選[2]、耐鹽評價[3]和耐鹽機(jī)制[4-8]等方面的研究,但許多研究都是基于單鹽因子的脅迫,而濱海鹽土成分復(fù)雜,且其組成與海水鹽分組成一致[9],若直接利用海水作為脅迫因子,則更能反映狗牙根的耐鹽堿性能。
該研究利用海水來處理狗牙根(普通脫殼品種)種子,觀察狗牙根種子萌發(fā)和幼苗的生長情況,以期為鹽堿地區(qū)的草坪種植和研究提供一定的理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料
狗牙根種子購自連云港市振興花卉市場。選取發(fā)育良好、子粒飽滿者備用。
海水取自江蘇省連云港市連云區(qū)連島大沙灣,過濾后使用,鹽度27.7‰(海水密度計,上海華晨醫(yī)用儀表有限公司)。
1.2 方法
1.2.1 種子萌發(fā)試驗 用3% KMnO4將狗牙根種子消毒15 min,流水沖洗,晾干后使用。在洗凈的培養(yǎng)皿中放1層濾紙,每培養(yǎng)皿中放50粒種子。
試驗分為6個試驗組和對照組。試驗1~6組海水濃度分別為1%、5%、10%、15%、20%、30%,無菌水為對照。試驗中定期補(bǔ)充相應(yīng)濃度的海水,保證各處理濃度的相對穩(wěn)定。試驗在光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行,光照條件為12 h光照(1 500 lx)、(24.5±0.5) ℃和12 h黑暗、(14.5±0.5) ℃交替。
每組試驗重復(fù)3次,從試驗第二天開始計數(shù),之后每隔24 h觀察1次并記錄種子發(fā)芽數(shù)量。以種子根長與種子長度相等視為發(fā)芽[10],萌發(fā)量連續(xù)3 d不增加視為萌發(fā)結(jié)束。第15天時測量主胚根長和第一真葉長。
1.2.2 種子萌發(fā)參數(shù)
發(fā)芽率=培養(yǎng)第12天萌發(fā)種子數(shù)/試驗種子數(shù)×100%(12 d后各組發(fā)芽數(shù)不再增加)
發(fā)芽勢=第三天發(fā)芽種子數(shù)/試驗種子數(shù)×100%(在培養(yǎng)的第三天對照組達(dá)到日發(fā)芽最高值)
發(fā)芽指數(shù)=∑(逐日發(fā)芽種子數(shù)/對應(yīng)的發(fā)芽日數(shù))
簡化活力指數(shù)=發(fā)芽率×第15天幼苗平均主胚根長[11]
1.2.3 數(shù)據(jù)處理 試驗數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2000和SPSS 11.0進(jìn)行處理,數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差來表示。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同濃度海水脅迫對狗牙根種子發(fā)芽率的影響
由圖1可見,隨著海水濃度的增加,狗牙根種子的發(fā)芽率總體呈現(xiàn)下降趨勢,但在低于20%濃度時下降的趨勢比較平緩;高于20%時下降較快。
由表1可知,與對照相比,低于5%的海水對狗牙根種子萌發(fā)影響不大,超過10%后則差異顯著。狗牙根種子耐鹽半致死濃度[10]在20%~30%。
2.2 不同濃度海水脅迫對狗牙根種子發(fā)芽勢的影響
發(fā)芽勢是衡量種子質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。在發(fā)芽率相同的情況下,發(fā)芽勢越大,發(fā)芽出苗情況越好。由圖2可見,在0~20%時,隨著海水濃度增加,狗牙根種子的發(fā)芽勢緩慢下降,且在15%以下時與對照組差異不顯著(表1);海水濃度超過20%后發(fā)芽勢急劇下降,且與對照組差異顯著。
2.3 不同濃度海水脅迫對狗牙根種子發(fā)芽指數(shù)的影響
發(fā)芽指數(shù)是衡量種子活力的重要指標(biāo)之一。由圖3可見,在海水濃度0~20%時發(fā)芽指數(shù)總體緩慢下降,高于20%后快速下降。方差分析表明(表1),5%的海水處理下種子的發(fā)芽指數(shù)與對照組差異不顯著;高于10%后差異顯著。
2.4 不同濃度海水脅迫對狗牙根種子簡化活力指數(shù)的影響
簡化活力指數(shù)綜合了發(fā)芽率和器官生長量兩個重要因素,更能反映種子的綜合活力情況,在實踐中應(yīng)用更為廣泛[11]。從圖4可見,隨著海水濃度的增加,狗牙根種子簡化活力指數(shù)有一個先小幅上升,再逐漸下降的趨勢。方差分析結(jié)果表明,低于15%的海水處理與對照組差異不顯著,高于20%后差異顯著(表1)。
2.5 不同濃度海水脅迫對狗牙根種子胚根胚芽生長的影響
狗牙根種子萌發(fā)的一個特點(diǎn)是主胚根生長較快,到第15天時部分幼苗自胚軸基部又生出2條側(cè)根;少量種子在第15天時甚至只有主胚根,而胚芽鞘尚未突破種皮。從圖5可知,在0~5%海水濃度范圍內(nèi),隨著海水濃度的增加,主胚根、第一真葉的長度逐漸增加,但增加的程度不顯著(表2);當(dāng)海水濃度大于5%后開始下降,且第一真葉長度下降平緩,而主胚根長度下降劇烈;當(dāng)海水濃度為30%時,主胚根的長度只有對照組的1/5,而第一真葉長度則為對照組的1/3;當(dāng)海水濃度為30%時,主胚根、第一真葉的長度均與對照有顯著的差異。
3 討論
1)狗牙根種子具有一定的耐鹽堿性能。本研究表明,狗牙根種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)在低于5%海水濃度、發(fā)芽勢和簡化活力指數(shù)在低于15%海水濃度時,均與對照組差異不顯著;其耐鹽半致死濃度在20%~30%,說明狗牙根種子對鹽堿具有一定的耐受性。解剖學(xué)研究表明,狗牙根屬植物為泌鹽植物,其表皮細(xì)胞具有鹽腺,可以將少量的鹽分從鹽腺中排出體外,這是狗牙根具有一定耐鹽堿性的原因之一[9]。
2)低濃度海水可以加快狗牙根幼苗根、葉的生長。用1%和5%海水處理狗牙根種子時,其主胚根、第一真葉的長度大于對照組,且主胚根的生長量遠(yuǎn)大于葉,這與陳靜波等[3]、龍揚(yáng)等[8]的結(jié)論相同。低鹽堿刺激根的生長,可能與鹽堿脅迫下狗牙根種子胚乳中淀粉降解產(chǎn)物(前期)、光合作用產(chǎn)物(后期)向根系儲存,以及離子替換的滲透調(diào)節(jié)有關(guān)[12]。
3)較高濃度海水對狗牙根幼苗根的抑制強(qiáng)于葉。當(dāng)海水濃度超過20%之后,幼苗的主胚根、第一真葉的生長均受到抑制,但對根的抑制程度超過葉,這與何惠琴等[5]的研究有所不同。較高濃度海水因滲透脅迫、離子脅迫和營養(yǎng)虧缺等原因使根、葉細(xì)胞生長受限甚至致死[13],從而抑制狗牙根幼苗的生長。狗牙根葉的泌鹽功能可一定程度地緩解較高濃度海水的脅迫[6],而根的頂端分生組織細(xì)胞代謝活躍,更容易受高濃度海水的傷害,所以較高濃度海水對狗牙根幼苗根的抑制會大于葉。
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