李藝鋒
(遼寧省國營朝陽縣朝陽林場,遼寧 朝陽 122000)
目前土壤的鹽漬化問題已經(jīng)成為全球最為嚴重的一種環(huán)境地質(zhì)災害類型,廣受人們的關(guān)注[1-2]。我國目前的鹽漬化土壤多數(shù)在北方的干旱、半干旱等地區(qū)分布,在我國耕地總面積中占比達到了10%左右[1]。鹽漬化土壤不利于植物的生長,因此一直以來人們都比較關(guān)注鹽堿土壤下植物的生長機制研究[3-4]。
植物的生命周期中,種子的萌發(fā)比較關(guān)鍵[5];種子的吸水能力是萌發(fā)能力、出苗的基礎(chǔ),在鹽堿的土壤中種子的吸水萌發(fā)能力是此種植物在鹽堿性土壤中能否造林成功的關(guān)鍵,開展耐鹽堿植物篩選的重要標準[3]。
文冠果(XanthocerassorbifoliumBunge)具有很強的萌根能力、適應范圍廣泛,耐干旱的氣候條件及貧瘠的土壤,綜合抗逆能力強,在砂礫土、輕度鹽堿地、黏土上均可以生長,目前已經(jīng)普遍應用于我國北方地區(qū)的造林中[5]。遼寧地區(qū)的氣候干旱,土壤的鹽漬化比較嚴重,探索適合當?shù)氐目果}堿的樹種進行造林成為改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力的一條有效的路徑[6]。分析文冠果種子在不同的鹽脅迫處理下吸水能力及萌發(fā)效果的差異,有助于探討文冠果植物適合的鹽堿脅迫上限,對于確定文冠果種植的適生范圍具有重要的意義[7]。本文選擇了不同的鹽堿脅迫環(huán)境,比較了各種鹽脅迫處理下文冠果種子的吸水、萌發(fā)效果,以期為文冠果在土壤鹽堿化的區(qū)域推廣應用提供理論借鑒。
試驗安排在朝陽市郊區(qū)某苗圃內(nèi),氣候較為干旱,土壤的pH值7.5~8.0;供試的文冠果種子取自苗圃內(nèi)長勢健壯的母樹上,百粒重平均72.3 g。
結(jié)合遼寧省鹽堿土壤鹽堿的主要成分及含量,選擇氯化鈉、硫酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉幾種試劑作為調(diào)制不同濃度及類型的鹽堿脅迫處理液的基本材料[7]。共設(shè)3個鹽堿成分組成因素、3個含鹽量水平。3個因素分別為氯化鈉∶硫酸鈉為9∶1(A,鹽脅迫);碳酸氫鈉∶碳酸鈉為9∶1(B,堿脅迫);氯化鈉∶硫酸鈉∶碳酸氫鈉∶碳酸鈉為9∶1∶9∶1(C,鹽堿混合脅迫)。3個水平分別為含鹽量0.1%(輕度)、0.4%(中度)、0.7%(重度),再加上1個清水作為對照處理,共計10個處理,分別記為A0.1、A0.4、A0.7、B0.1、B0.4、B0.7、C0.1、C0.4、C0.7、CK。A因素處理下3個處理的pH值范圍在7.6~7.7,B因素3個處理pH值為10.4~10.6,C因素3個處理pH值為9.9~10.3。每個處理設(shè)3個重復,每個重復文冠果種子100粒[7]。
種子吸水試驗在800 mL的塑料盆中進行,10個處理、3次重復,共計30個盆。按照試驗設(shè)計的要求先寫上各處理的名稱并在盆外做好標記。選擇籽粒飽滿、色澤健康、大小均勻、健康的種子進行試驗。每個盆中放100粒種子,分別按照事先做好的標記澆入各鹽堿處理液。試驗前、試驗后定期對每個處理盆中的種子(表面的水分要用濾紙充分吸干)進行稱重,統(tǒng)計各鹽堿脅迫處理下文冠果種子的吸水速率(即為單位時間內(nèi)單位重量種子的吸水量)[6,8]。
種子萌發(fā)試驗中,先選擇籽粒飽滿、色澤健康、大小均勻、健康的種子,浸種處理后用層積沙藏的方法進行催芽,催芽的沙由過篩的細河沙與試驗設(shè)計的各鹽堿脅迫處理液混合而得。催芽期間,溫度在18~25 ℃,定期檢查、及時檢查蒸發(fā)作用損失的處理液,對各處理文冠果種子萌芽的數(shù)量進行統(tǒng)計,計算出萌芽率[8]。
對各鹽堿脅迫處理下文冠果在6 d內(nèi)的吸水情況進行調(diào)查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)各處理文冠果種子的吸水率變化趨勢幾乎一致。0~6 h文冠果的吸水率快速增長,6~12 h可以達到最大的吸水率值,12~36 h文冠果種子的吸水率處于緩慢降低的趨勢,之后處于幾乎停滯的狀態(tài)。本文針對性地選擇0~6 h、12~24 h的階段吸水速率進行分析。
根據(jù)表1可知,0~6 h時,在鹽脅迫A的3個水平處理中,輕度脅迫、中度脅迫下種子的吸水速率大于對照處理,增幅分別在4.55%、32.95%,重度脅迫下種子的吸水速率比對照處理低,降幅為13.64%;在堿脅迫B的3個處理中,種子吸水速率均比對照處理高,增幅在31.82%~68.18%,且隨著脅迫程度的加重,種子的吸水速率表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢,在重度脅迫時達到吸水速率的最大值;混合脅迫C的3個處理中,輕度脅迫、中度脅迫種子吸水效率均大于對照處理,重度脅迫處理低于對照。
根據(jù)表1可知,12~24 h時,在鹽脅迫A的3個處理中,文冠果種子的吸水速率均大于對照處理,且隨著脅迫濃度的增加,種子吸水速率表現(xiàn)出降低的趨勢,由此可知,鹽脅迫有助于促進文冠果種子的吸水,以低度脅迫促進效果最明顯;堿脅迫的3個處理中,輕度脅迫的吸水速率高于對照,但是差異不明顯,中度、重度脅迫下文冠果種子吸水效率降低,且隨著濃度的增加,降低趨勢越明顯;混合脅迫的3個處理中,種子的吸水速率均大于對照處理,增幅明顯,以中度脅迫處理下吸水速率為最高,比對照處理增加26.32%。
表1 不同鹽堿脅迫處理下文冠果種子吸水速率差異比較
根據(jù)表2可知,在鹽脅迫A的3個處理中,輕度脅迫下種子的萌發(fā)率大于對照,其余2種濃度脅迫處理的萌發(fā)率均比對照處理低,由此可知低濃度的鹽脅迫有助于提高文冠果種子的萌發(fā)率,中度脅迫以上的濃度可抑制種子的萌發(fā);堿脅迫B的3個處理中,文冠果種子的萌發(fā)率均高于對照,且隨著脅迫程度的增加,萌發(fā)率逐漸增加,重度脅迫下萌發(fā)比對照處理增加36.26%;混合鹽堿脅迫C的3個處理中,隨著濃度的增加,種子的萌發(fā)率逐漸降低,低濃度脅迫有助于提高種子的萌發(fā)率,中度、重度脅迫處理下種子的萌發(fā)率較對照分別降低9.16%、35.90%。
表2 不同鹽堿脅迫處理下文冠果種子萌發(fā)率差異比較
通過對不同鹽堿脅迫處理下,文冠果種子的吸水速率、萌發(fā)率的比較,結(jié)果表明,在鹽堿脅迫下,文冠果種子的吸水效果以及種子萌發(fā)情況產(chǎn)生了不同程度的差異。
(1)0~6 h時,鹽脅迫下輕度脅迫、中度脅迫種子的吸水速率較對照處理分別增加4.55%、32.95%,重度脅迫較對照處理低13.64%,堿脅迫下種子吸水速率比對照處理增加31.82%~68.18%,在重度脅迫時達到最大值,混合脅迫下輕度、中度脅迫種子吸水效率大于對照處理,重度脅迫處理低于對照。
(2)12~24 h時,鹽脅迫下文冠果種子的吸水速率均大于對照處理;堿脅迫下輕度脅迫的吸水速率稍微高于對照,其余處理低于對照;混合脅迫下種子的吸水速率均明顯大于對照處理,其中以中度脅迫處理下吸水速率為最高。
(3)鹽脅迫下輕度脅迫有助于提高種子的萌發(fā)率;堿脅迫下文冠果種子的萌發(fā)率均高于對照,以重度脅迫下促進萌發(fā)的效果最明顯;混合鹽堿脅迫下,低濃度脅迫有助于提高種子的萌發(fā)率。