張 瑩,宋書紅,王紅俊,陳志飛,張曉娜,熊碧涵,楊云貴
(西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,陜西 楊凌712100)
據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織和糧農(nóng)組織不完全統(tǒng)計(jì),全世界鹽堿地面積約8.31億hm2[1],鹽漬化土壤會(huì)導(dǎo)致植物種子萌發(fā)延遲、種苗死亡率高等[2],還會(huì)影響到種子的活力和萌發(fā)。
本試驗(yàn)是“浸種時(shí)間和浸種劑對(duì)草地早熟禾種子發(fā)芽的影響”的延伸試驗(yàn)[3],前期選用10種常用種子浸種劑:H2O,20%PEG-6000,2.0%NaCl,2.0%CaCl2,2.0%Ca(NO3)2,2.0%KNO3,2.0%KH2PO4,0.5mmol·L-1SA(水楊酸溶液),0.3%H2O2,0.01%KMnO4和3種浸種時(shí)間:1,2,3d;通過對(duì)發(fā)芽勢(shì)等相關(guān)指標(biāo)測(cè)定分析:2.0%Ca(NO3)2浸種2d和2.0%KNO3浸種2d效果最佳。本試驗(yàn)旨在挑出不同浸種-回干時(shí)間處理中顯著提高草地早熟禾萌發(fā)期耐鹽性的最佳處理,為禾草浸種處理研究提供依據(jù)。
選用草地早熟禾優(yōu)異(Merit),由丹農(nóng)種業(yè)集團(tuán)北京代表處提供(常溫避光儲(chǔ)存)。
選4種浸種劑:水(H2O)、0.5mmol·L-1水楊酸(0.5mmol·L-1SA)、2.0%硝酸鉀溶液(2.0%KNO3)、2.0%硝酸鈣溶液(2.0%Ca(NO3)2)[3];回干時(shí)間:0,4,8,12h。二因素完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì),16個(gè)處理和1個(gè)對(duì)照組(CK),3次重復(fù)。
稱4.0g草地早熟禾種子置于錐形瓶,加12 mL各浸種劑(光照0lx,溫度20±2℃,相對(duì)濕度80%)。浸種結(jié)束后清洗種子,將種子轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)皿放在培養(yǎng)箱中(光照0lx,溫度25±2℃,相對(duì)濕度45%)依次進(jìn)行回干。
一組加3mL去離子水,記為S-;另一組加3 mL100mmol·L-1的NaCl溶液,記為S+。培養(yǎng)皿于培養(yǎng)箱中分2個(gè)階段培養(yǎng):光照14h,光照強(qiáng)度8000lx,溫度25±2℃,相對(duì)濕度70%;黑暗10h,光照強(qiáng)度0級(jí),溫度20±2℃,相對(duì)濕度80%。
稱取浸種-回干處理后的種子(m1)于105℃下烘干恒重(m2),計(jì)算種子含水量(%):
(式中:n15為各處理第15天對(duì)應(yīng)發(fā)芽種子總數(shù),M為種子總數(shù);Gt為第t天的發(fā)芽種子數(shù),Dt對(duì)應(yīng)的種子發(fā)芽天數(shù);mx為總幼苗鮮重,mf為總幼苗干重,N為總幼苗鮮重/干重對(duì)應(yīng)苗數(shù))
試驗(yàn)數(shù)據(jù)表示為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”,Excel 2003進(jìn)行整理,用SPSS 19.0對(duì)各浸種-回干處理間采用Duncan’s進(jìn)行多重比較;用隸屬函數(shù)法對(duì)草地早熟禾種子萌發(fā)過程中耐鹽能力進(jìn)行綜合評(píng)定。
隸屬函數(shù)值:
若指標(biāo)與種子萌發(fā)過程中耐鹽性成正相關(guān)用公式(12),負(fù)相關(guān)用公式(13):
(式中:Xij是各指標(biāo)的值;Xmax與Xmin是對(duì)應(yīng)指標(biāo)的最大和最小值;Yj是Xj的平均值;N是對(duì)應(yīng)指標(biāo)個(gè)數(shù))
2.1.1 浸種-回干對(duì)草地早熟禾種子萌發(fā)的影響 相同浸種劑隨回干時(shí)間的增加,種子的發(fā)芽率、活力指數(shù)都顯著增加(P<0.05)。正常(S-)情況Ca(NO3)2回干4h發(fā)芽率最高:90.33%,比對(duì)照(58.00%)高 出 32%;NaCl脅 迫 下(S+)Ca(NO3)2回干8h處理后發(fā)芽率最高:70.00%。鹽脅迫下在Ca(NO3)2回干8h處理后種子平均發(fā)芽天數(shù)縮短到10.51天,比對(duì)照(12.73天)縮短2天(表1)。
2.1.2 浸種-回干作用對(duì)草地早熟禾幼苗生長(zhǎng)的影響 正常情況(S-)胚芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)均以KNO3浸種回干8h后增加最顯著,分別為2.17,5.68cm,比對(duì)照(1.77,4.55cm)提高了22.60%,24.84%。NaCl脅迫下(S+)KNO3浸種回干8h后胚芽長(zhǎng)增加最顯著:1.40cm,比對(duì)照(0.68cm)提高了105.8%;胚根長(zhǎng)1.36cm,比對(duì)照(0.41cm)提高了231.71%(表2)。
2.1.3 浸種-回干作用對(duì)草地早熟禾幼苗重量的影響 正常情況下KNO3浸種回干0h和4h對(duì)苗鮮重和苗干重的增加效果最佳,分別增加3.40和0.47 mg·株-1。NaCl脅迫下(S+)Ca(NO3)2處理回干8h苗鮮重增加最顯著,為2.08mg·株-1,比對(duì)照的1.37mg·株-1增加了148.18%;H2O浸種回干、Ca(NO3)2回干處理和KNO3回干處理對(duì)苗干重影響不顯著(表3)。
表1 浸種-回干對(duì)草地早熟禾種子萌發(fā)的影響Table 1 Influence of seed soaking agents and seed dehydration time interact on seed germination of Poa pratensis
表2 浸種-回干作用對(duì)草地早熟禾幼苗生長(zhǎng)的影響Table 2 Influence of seed soaking agents and seed dehydration time interact on seedling growth of Poa pratensis
表3 浸種-回干作用對(duì)草地早熟禾幼苗重量的影響Table 3 Influence of seed soaking agents and seed dehydration time interact on weight of Poa pratensis
通過對(duì)各浸種-回干處理后種子在NaCl脅迫下的相對(duì)發(fā)芽率(RGR)等8項(xiàng)指標(biāo),利用隸屬函數(shù)法進(jìn)行綜合分析得出各處理中效果最好的3個(gè)組和依次是:Ca(NO3)2回干8h、KNO3回干8h、SA回干8h(表4)。
表4 浸種-回干處理對(duì)草地早熟禾種子萌發(fā)過程中耐鹽性評(píng)價(jià)Table 4 The results of integrated evaluation of seed salt tolerance after soaking-dehydration treatments
目前吸濕回干處理已在部分作物種子萌發(fā)過程中使用[4-5],沈洋等[6]研究發(fā)現(xiàn)對(duì)馬唐種子0.2%KNO3處理發(fā)芽率最高。朱志梅等[7]發(fā)現(xiàn)經(jīng)吸濕-回干處理的小麥種子在高鹽濃度(15g·L-1)時(shí)成苗率顯著高于對(duì)照且幼苗抗鹽性有所提高。劉巖等[8]發(fā)現(xiàn)吸濕-回干處理可以明顯提高大豆(Glycinemax)品種“黑河3號(hào)”種子抗吸脹冷害能力。本試驗(yàn)顯示浸種-回干處理可一定程度提高幼苗耐鹽性,與上述學(xué)者結(jié)論一致。而張如蓮等[9]在研究重復(fù)吸水-回干處理對(duì)銀合歡種子發(fā)芽率及相關(guān)指標(biāo)的影響中得出浸泡時(shí)間對(duì)銀合歡種子發(fā)芽率無顯著影響。黃曉輝等[10]得出吸濕-回干處理降低了羊草種子萌發(fā)抗逆性。這與本試驗(yàn)結(jié)果相悖,可能是材料不同而導(dǎo)致。
對(duì)草地早熟禾萌發(fā)期耐鹽性的提高效果最好的3個(gè)浸種-回干處理組合是:Ca(NO3)2,KNO3,SA回干8h。