蘇含明
萵苣(Lactuca sativa Linn.)為菊科萵苣屬,1年或2年生草本植物,是高原夏菜主要品種之一。隨著農(nóng)業(yè)結構的轉(zhuǎn)變,甘肅張掖高原夏菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大,產(chǎn)量持續(xù)增長,生產(chǎn)效益顯著提高,已成為當?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展速度較快的支柱產(chǎn)業(yè)之一。生產(chǎn)過程中,存在大水漫灌和盲目施肥等問題,導致土壤性狀惡化、土壤次生鹽漬化現(xiàn)象發(fā)生嚴重,萵苣產(chǎn)量與品質(zhì)下降,環(huán)境受到污染和破壞,不利于萵苣產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。近年來,NaCl脅迫對番茄、大白菜、花椰菜的耐鹽性研究已有報道,而對萵苣的耐鹽性研究報道較少。
本研究以5個萵苣品種為試材,研究不同濃度NaCl脅迫下萵苣種子萌發(fā)以及幼苗生長的情況,以期為篩選出適合當?shù)厝n苣耐鹽品種、探究萵苣耐鹽機理與高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)。
1? ?材料與方法
1.1? ?試驗材料? ?供試的5個萵苣品種為天脊尖葉筍、太原青筍、金福來大尖葉筍、卡那奇綠圓葉筍和美國大速生,均是從當?shù)厥卟碎T市部購買。
1.2? ?試驗方法
1.2.1? ?試驗設計? ?試驗設6個處理,采用隨機區(qū)組試驗設計。種子在室溫下用清水浸泡3小時,在培養(yǎng)皿底部鋪2層濾紙,分別用0 mmol/L、15 mmol/L、30 mmol/L、45 mmol/L、60 mmol/L、75 mmol/L的NaCl溶液浸濕,每個培養(yǎng)皿中放50粒健壯飽滿的萵苣種子,各處理3次重復。置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng),培養(yǎng)溫度為25 ℃。發(fā)芽后移栽到8 cm×16 cm 的穴盤中,穴盤各孔放適量已用處理液浸透的培養(yǎng)土,在溫室內(nèi)培養(yǎng),每天視穴盤含水量狀況適當澆水,第7天統(tǒng)計發(fā)芽率,計算第4天的發(fā)芽勢;幼苗長到三葉一心時測定形態(tài)指標;五葉一心時測定生理指標。
1.2.2? ?測定內(nèi)容與方法
1)種子發(fā)芽率的測定。每天觀察記錄萌發(fā)情況,第7天統(tǒng)計發(fā)芽率,計算第4天的發(fā)芽勢。發(fā)芽率(%)=第7天供試種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子總數(shù)×100;發(fā)芽勢(%)=第4天供試種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子總數(shù)×100。
2)形態(tài)指標。在幼苗長到三葉一心時,各處理隨機標記3株幼苗,選取葉位相同的功能葉,測定最大根長、苗高。
3)生理指標。光合指標測定:于晴朗天氣選取由上到下第2片,葉位相同的功能葉測定,每個處理選3株。采用英國Hansatech公司的TPS-2便攜式光合儀,測定萵苣葉片凈光合速率(Pn),蒸騰速率(Evap)。
4)生化指標測定:超氧化物歧化酶(SOD)活性的測定參考高俊鳳的氮藍四唑(NBT)光還原法;丙二醛(MDA)含量的測定參考高俊鳳的硫代巴比妥酸法。
1.2.3? ?數(shù)據(jù)處理? ?數(shù)據(jù)處理采用EXCEL和DPS16.05進行分析。
2? ?結果與分析
2.1? 不同濃度鹽脅迫對萵苣發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響? ?由表1看出,隨著NaCl溶液濃度的升高,各萵苣品種發(fā)芽率和發(fā)芽勢隨之降低,表明鹽脅迫對萵苣種子的發(fā)芽具有抑制作用。在NaCl溶液濃度為75 mmol/L時,卡那奇綠圓葉筍的發(fā)芽率達到54%,比天脊尖葉筍、太原青筍、金福來大尖葉筍和美國大速生分別高12%、18%、6%和8%,表明卡那奇綠圓葉筍有較高的耐鹽性。
2.2? ?不同濃度鹽脅迫對萵苣幼苗最大根長的影響? ?從圖1看出,隨著NaCl溶液濃度的升高,各萵苣品種的最大根長均呈現(xiàn)下降趨勢,說明高濃度的鹽脅迫對萵苣的根系伸長具有明顯的抑制作用。當NaCl溶液濃度為75 mmol/L時,卡那奇綠圓葉筍的最大根長為35 mm,比天脊尖葉筍、太原青筍、金福來大尖葉筍和美國大速生分別高4.4 mm、14.3 mm、7.6 mm和13 mm,其耐鹽性也好于其他品種。
2.3? ?不同濃度鹽脅迫對萵苣幼苗苗高的影響? 從圖2看出,隨著NaCl溶液濃度的升高,各萵苣品種的苗高隨之下降,這表明鹽脅迫對萵苣的生長具有抑制作用。其中,在NaCl溶液濃度為75 mmol/L時,卡那奇綠圓葉筍的苗高為84 mm,比天脊尖葉筍、太原青筍、金福來大尖葉筍和美國大速生分別高15.5 mm、5 mm、16 mm和36 mm,生長也好于其他品種,耐鹽性較強。
2.4? ?不同濃度鹽脅迫對萵苣幼苗光合速率的影響? ?從表2看出,隨著NaCl溶液濃度的升高,各萵苣品種的光合速率均呈現(xiàn)下降趨勢,當NaCl溶液濃度為75 mmol/L時,卡那奇綠圓葉筍的光合速率為3 μmolCO2/m2·s,比天脊尖葉筍、太原青筍、金福來大尖葉筍和美國大速生分別高1.87 μmolCO2/m2·s、1.6μmolCO2/m2·s、0.75 μmolCO2/m2·s和1.25 μmolCO2/m2·s,其值均高于其他品種,表現(xiàn)為較好的耐鹽性。
2.5? ?不同濃度鹽脅迫對萵苣幼苗蒸騰速率的影響? ?從表3看出,隨著NaCl溶液濃度的升高各萵苣品種的蒸騰速率呈下降趨勢,而且NaCl溶液濃度越大,蒸騰速率越低。當NaCl溶液濃度為75 mmol/L時,卡那奇綠圓葉筍的蒸騰速率值最小為0.26 mmol/m2·s,比天脊尖葉筍、太原青筍、金福來大尖葉筍和美國大速生分別低0.07 mmol/m2·s、0.02? mmol/m2·s、0.07 mmol/m2·s和0.08 mmol/m2·s,表明其單位時間內(nèi)蒸騰失水量最少,表現(xiàn)出較好的耐鹽脅迫。
2.6? ?不同濃度鹽脅迫對萵苣MDA(丙二醛)含量的影響? ?由圖3看出,隨著NaCl溶液濃度的升高,萵苣葉片中MDA的含量呈現(xiàn)上升趨勢,表明隨著鹽脅迫的加深,萵苣幼苗受傷害越嚴重。其中,當NaCl溶液濃度為75 mmol/L時,各萵苣品種的MDA的含量均達到最顯著,卡那奇綠圓葉筍MDA的含量隨NaCl溶液濃度升高增加的幅度均小于其他品種,其值為? 2.5 μmol/g,比天脊尖葉筍、太原青筍、金福來 大尖葉筍和美國大速生分別低0.83 μmol/g、0.31 μmol/g、0.1 μmol/g和0.91 μmol/g,受鹽脅迫較輕,表現(xiàn)較好的耐鹽性。
2.7? ?不同濃度鹽脅迫對萵苣SOD(超氧化物歧化酶)活性的影響? 從圖4看出,隨NaCl溶液濃度的升高SOD呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢,表明短期低濃度鹽脅迫可誘導萵苣葉片中SOD活性增強,能有效地清除氧自由基,阻擋膜的過氧化和被破壞;當超過一定濃度范圍或脅迫時間后,SOD呈現(xiàn)下降趨勢,氧自由基積累,膜的完整性遭到破壞。其中,當NaCl溶液濃度為75 mmol/L時,卡那奇綠圓葉筍SOD活性為376 U/g,比天脊尖葉筍、太原青筍、金福來大尖葉筍和美國大速生分別高65.5 U/g、15 U/g、27 U/g和94 U/g,表現(xiàn)較好的耐鹽性,生長均好于其他品種。
3? ?討論與結論
通過不同濃度的NaCl溶液處理后,萵苣種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、最大根長、苗高均呈現(xiàn)下降趨勢,但卡那奇綠圓葉筍受鹽脅迫影響較小,表現(xiàn)出較好的耐鹽性。
通過不同濃度鹽脅迫對萵苣幼苗光合速率、蒸騰速率的影響研究,結果表明:在NaCl溶液濃度達到75 mmol/L時,卡那奇綠圓葉筍,其幼苗光合速率值最大,蒸騰速率最低,分別為3μmolCO2/m2·s、0.26 mmol/m2·s,表明卡那奇綠圓葉筍受鹽脅迫影響較小,表現(xiàn)出較強的生長代謝水平。
通過不同濃度的NaCl溶液處理后,植株葉片中的MDA含量隨著鹽脅迫濃度的增加而增加,這表明隨著鹽濃度的加大膜系統(tǒng)受害程度越來越大,卡那奇綠圓葉筍葉片中MDA的含量隨NaCl溶液濃度升高,增加的幅度均小于其他品種,表現(xiàn)較好的耐鹽性。當NaCl溶液濃度為75 mmol/L時,卡那奇綠圓葉筍SOD活性高于其他品種,表現(xiàn)較好的耐鹽性,生長均好于其他品種,說明該品種光合能力較強,能為植株的生長發(fā)育提供較充足的能量。
本研究發(fā)現(xiàn):進行不同濃度鹽脅迫處理,各萵苣品種間表現(xiàn)的耐鹽性差異明顯,通過對發(fā)芽率、發(fā)芽勢、最大根長、苗高、光合速率、蒸騰速率以及MDA含量和SOD活性綜合分析,各萵苣品種的耐鹽性由強到弱依次為卡那奇綠圓葉筍、金福來大尖葉筍、美國大速生、天脊尖葉筍、太原青筍。
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