王恩旭 張方亮 商德虎 王罡 季靜
摘要:以水稻品種徐稻6號為材料,研究NaCl和海水兩種鹽脅迫對種子萌發(fā)(發(fā)芽勢、發(fā)芽率)和幼苗生長(根數(shù)、苗高、根長、苗重、根重)的影響。結(jié)果表明:在NaCl和海水脅迫下,徐稻6號除在低濃度NaCl溶液脅迫下對根長有促進作用外,兩種鹽脅迫下發(fā)芽勢、發(fā)芽率、根數(shù)、苗高、根長、苗重、根重均隨鹽濃度的增加各性狀值呈下降趨勢。海水溶液各濃度處理徐稻6號時,種子的發(fā)芽率與對照間未出現(xiàn)顯著性差異。
關(guān)鍵詞:水稻;鹽脅迫;種子萌發(fā);幼苗生長
中圖分類號:S511.034文獻標識號:A文章編號:1001-4942(2016)10-0054-04
土壤鹽漬化對農(nóng)業(yè)的威脅是一個全球性問題。全世界鹽漬土約10×108 hm2,約占陸地總面積的10%,我國約有鹽漬土2 700×104 hm2[1]。鹽漬化土壤中高濃度的鹽分對植物有一定影響,特別是對非鹽生植物。不同植物其抗鹽性有差異,甚至同一種植物不同生態(tài)類型對不同鹽分脅迫的反應(yīng)也有區(qū)別。沿海地區(qū)的鹽堿地鹽分組成以NaCl為主,且含鹽量越大,NaCl占的比例越大。NaCl脅迫抑制玉米[2]、小麥[3]、水稻[4-7]等主要糧食作物的種子萌發(fā)與生長已有研究報道。海水的鹽分組成也以NaCl為主,海水對植物種子萌發(fā)與生長影響的研究在玉米[8,9]、水稻[10]、黑麥草[11]等作物上也有報道。隨著我國人口增加及工業(yè)的高速發(fā)展,可耕地面積呈下降態(tài)勢,不合理灌溉又造成大量良田的次生鹽漬化。因此,開發(fā)和利用大面積的鹽漬化土地、利用耐鹽植物資源發(fā)展鹽漬地生態(tài)農(nóng)業(yè)顯得十分迫切和必要。水稻是我國主要農(nóng)作物之一,本研究用NaCl溶液和海水對水稻進行鹽脅迫處理,來探討兩種鹽脅迫對水稻種子萌發(fā)和幼苗生長的影響,以期為沿海灘涂地種植業(yè)的進一步開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。
1材料與方法
以水稻品種徐稻6號為試材,將種子分別用NaCl溶液和海水溶液脅迫。NaCl濃度為25、50、75、100、125、150、175、200 mmol/L,同時用海水配制上述各NaCl濃度溶液,兩種溶液均以清水為對照。每個濃度處理設(shè)4次重復(fù),每重復(fù)50粒種子。
將挑選的水稻種子放入各濃度處理的兩種鹽溶液中浸種12 h,后將種子均勻擺放到分別含有不同濃度鹽溶液的培養(yǎng)皿中,放入25℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。每日觀察種子發(fā)芽與生長情況,統(tǒng)計種子發(fā)芽個數(shù),計算發(fā)芽勢(3 d時正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù))和發(fā)芽率(7 d時正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù))。根據(jù)幼苗生長狀況,14 d時計數(shù)根長,測量苗高和根長,稱量苗重和根重。
用Microsoft Excel 2007作圖,用SPSS 19.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。
2結(jié)果與分析
2.1兩種鹽溶液脅迫對水稻種子發(fā)芽勢的影響
由圖1可知,在各濃度NaCl和海水脅迫下徐稻6號發(fā)芽勢隨鹽濃度增加呈現(xiàn)下降趨勢,NaCl各濃度的發(fā)芽勢變化在0~73.13%,海水各濃度的發(fā)芽勢為18.75%~73.13%。在相同鹽濃度下,NaCl處理的發(fā)芽勢低于海水處理。兩種鹽處理均在25 mmol/L時發(fā)芽勢顯著低于對照。
2.2兩種鹽溶液脅迫對水稻種子發(fā)芽率的影響
由圖2可見,各濃度NaCl處理下徐稻6號發(fā)芽率變化為32.50%~98.13%,NaCl濃度為25 mmol/L時與對照間無顯著差異,而兩者顯著高于其它濃度處理。海水脅迫下各濃度處理發(fā)芽率為90.00%~98.13%,經(jīng)方差分析,海水各濃度間沒有顯著性差異。
2.3兩種鹽溶液脅迫對水稻幼苗根數(shù)的影響
圖3是兩種鹽脅迫下徐稻6號單株幼苗的根數(shù),隨鹽濃度的增加徐稻6號幼苗根數(shù)依次減少。NaCl和海水處理,均在50 mmol/L時根數(shù)顯著低于對照;在200 mmol/L NaCl脅迫和海水處理時,徐稻6號單株幼苗根數(shù)分別為1.05條和1.15條根,表現(xiàn)為兩種鹽脅迫相同濃度時其幼苗根數(shù)相近。
2.4兩種鹽溶液脅迫對水稻幼苗苗高和根長的影響
由圖4A可知,徐稻6號經(jīng)不同濃度NaCl和海水處理后,苗高隨鹽濃度增加呈迅速下降趨勢。NaCl和海水濃度均為25 mmol/L時苗高顯著低于對照,125 mmol/L時苗高均不足2 cm。
NaCl濃度為25、50 mmol/L時脅迫處理的根長顯著高于對照(圖4B),即低濃度的NaCl能促進幼苗根的生長,此后隨著NaCl溶液濃度增加根長降低,NaCl濃度為100 mmol/L時顯著低于對照。用不同濃度的海水處理時,徐稻6號根長隨鹽度增加而下降,25、50 mmol/L時與對照無顯著差異,75 mmol/L時根長顯著低于對照。
2.5兩種鹽溶液脅迫對水稻幼苗苗重、根重的影響
圖5顯示,隨著鹽濃度的增加,徐稻6號單株苗重與單株根重均呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢。其中兩種鹽脅迫對苗重的影響趨勢相同,在濃度為25 mmol/L時顯著低于對照,在濃度為100 mmol/L時苗重均不足對照的一半。NaCl和海水處理的單株根重均在25 mmol/L時顯著低于對照。
3討論與結(jié)論
在NaCl脅迫下徐稻6號的發(fā)芽勢和發(fā)芽率分別在濃度為25 mmol/L和50 mmol/L時顯著低于對照,苗高、苗重、根重均在25 mmol/L時顯著低于對照;根數(shù)在50 mmol/L時顯著低于對照;根長在25、50 mmol/L時顯著高于對照,75 mmol/L時與對照無顯著差異,100 mmol/L之后顯著低于對照。徐稻6號在NaCl脅迫下表現(xiàn)出地上部比根部對鹽害更為敏感,這與前人的研究結(jié)果相似[4,5]。
關(guān)于用海水處理研究植物鹽脅迫反應(yīng)的報道不多,而且所使用海水的濃度計算方法各異。在玉米海水脅迫研究方法中,彭小紅等[8]使用直接取自昌黎黃金海岸的海水(粗鹽含量3.5%)作澆灌處理, 結(jié)果表明,鹽脅迫下光合色素和可溶性蛋白含量均下降,光合速率也下降;POD、SOD活性有的品種上升有的品種下降;游離脯氨酸和丙二醛含量都增加。關(guān)洪斌等[9]用海水和其1/4、1/3、1/2濃度水進行處理, 結(jié)果表明,海水脅迫抑制玉米根的生長,而在海水脅迫的同時用水楊酸處理,能使玉米根內(nèi)的可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)及脯氨酸含量增加,從而提高玉米根對抗海水脅迫的作用,使玉米能在海水脅迫下生長。潘曉飚等[10]用海水與淡水混合調(diào)配至鹽濃度為0.5%左右,于水稻2葉1心期開始進行全生育期灌溉脅迫, 結(jié)果表明:不同群體的田間耐鹽性存在很大差異,粳稻供體導(dǎo)入系群體的田間耐鹽性總體好于秈稻供體的導(dǎo)入系群體,而且在同一亞種內(nèi)不同供體品種的導(dǎo)入系群體的耐鹽性差異明顯。鄭霞等[11]將海水配制成0、1%、5%、10%、15%、20%和30%的溶液處理黑麥草種子, 結(jié)果表明,低濃度的海水,對黑麥草種子萌發(fā)的影響不大,但高濃度海水對種子萌發(fā)的各個指標具有抑制作用。
本研究是用海水配制成與各濃度NaCl溶液鹽度相當?shù)娜芤禾幚硇斓?號種子,以比較在相同鹽濃度處理下,水稻對兩種鹽脅迫的反應(yīng)。兩種脅迫下徐稻6號發(fā)芽勢在NaCl濃度25 mmol/L時均顯著低于對照,而海水鹽濃度在0~200 mmol/L(海水鹽度為11.0‰,相當于海水∶淡水為1∶2)范圍各處理間的發(fā)芽率沒有顯著差異。根長在NaCl濃度為100 mmol/L[其中海水NaCl濃度為75 mmol/L(鹽度4.63‰)]時顯著低于對照,根數(shù)在50 mmol/L(鹽度2.67‰)時顯著低于對照,苗高、苗重、根重在NaCl濃度25 mmol/L(鹽度1.67‰)時顯著低于對照。
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